ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER

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1 White Paper ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER Otimize throughput muito alto para cargas de trabalho de OLTP do SQL Server Virtualize e consolide instâncias de banco de dados Crie várias cópias de snapshots sem impacto no desempenho Minimize o espaço físico do armazenamento para várias cópias de banco de dados Soluções EMC Resumo Este white paper descreve as vantagens operacionais de bancos de dados virtualizadas Microsoft SQL Server 2012 e 2014 implementadas em um array totalmente flash EMC XtremIO, e como a solução aprimora os recursos de ambientes dependente do SQL Server. Junho de 2014

2 Copyright 2014 EMC Corporation. Todos os direitos reservados. A EMC assegura que as informações apresentadas neste documento estão corretas na data da publicação. As informações estão sujeitas a alterações sem prévio aviso. As informações contidas nesta publicação são fornecidas no estado em que se encontram. A EMC Corporation não garante nenhum tipo de informação contida nesta publicação, assim como se isenta de garantias de comercialização ou adequação de um produto a um propósito específico. O uso, a cópia e a distribuição de qualquer software da EMC descrito nesta publicação exigem uma licença de software. Para obter uma lista mais atualizada de produtos da EMC, consulte EMC Corporation Trademarks no site brazil.emc.com. Todas as marcas comerciais aqui mencionadas pertencem a seus respectivos proprietários. Número da peça H

3 Índice Resumo executivo... 5 Business case... 5 Visão geral da solução... 5 Principais resultados... 6 Introdução... 7 Finalidade... 7 Escopo... 7 Público... 7 Terminologia... 7 Visão geral da tecnologia... 8 Visão geral... 8 EMC XtremIO... 8 Principais vantagens... 8 Redução de dados em linha Snapshots graváveis XtremIO Management Server VMware vsphere Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server Arquitetura da solução Visão geral Diagrama da arquitetura Recursos de hardware Recursos de software Camada de armazenamento: EMC XtremIO Visão geral Projeto de armazenamento Considerações sobre projeto de armazenamento de banco de dados Detalhes de projeto de armazenamento Projeto de bancos de dados do Microsoft SQL Server Visão geral Projeto de armazenamento de banco de dados de OLTP Perfil de bancos de dados de OLTP Projeto de banco de dados de OLTP Camada de rede Visão geral Práticas recomendadas de rede SAN Práticas recomendadas de rede IP Práticas recomendadas de rede do Vmware vsphere

4 Camada de virtualização e servidores físicos Visão geral Recursos de computação e armazenamento Virtualização de rede Considerações do projeto Visão geral Práticas recomendadas de configuração do XtremIO Configuração de Fibre Channel switch Configuração do servidor Configuração de múltiplos caminhos nativos do vsphere Teste e validação de desempenho Visão geral Observações sobre os resultados Objetivos do teste Testar cenários Teste de desempenho das cargas de trabalho da OLTP Metodologia de teste Procedimento de teste Resultados do teste Desempenho do sistema XtremIO Desempenho do SQL Server 2012 comparado com o SQL Server Sistema com o teste de desempenho do snapshot do XtremIO Metodologia de teste Procedimento de teste Resultados do teste Análise da redução de dados do XtremIO Redução de dados econômica Taxa de desduplicação Conclusão Resumo Resultados Referências Documentação da EMC White papers Documentação de produtos EMC XtremIO Documentação do VMware Documentação do Microsoft SQL Server

5 Resumo executivo Business case Nos ambientes corporativos cada vez mais exigentes do mundo contemporâneo, as empresas estão sendo estimuladas a otimizar processos e melhorar o atendimento. Também há demandas maiores relacionadas ao desempenho da infraestrutura de TI e à disponibilidade dos dados, que sejam estimuladas por: Cargas de trabalho de transação alta Aplicativos em que o tempo é um fator determinante e crescentes contratos de nível de serviço Aplicativos de terceiros e turnkey com alta confidencialidade para a capacidade de resposta de I/O Replicação de bancos de dados de aplicativos para uso por meio de suporte a processos de negócios como relatórios do Business Intelligence (BI), testes e funções de desenvolvimento Necessidade de arquiteturas altamente disponíveis Na maioria dos ambientes, as empresas precisam criar cópias dos dados de produção com impacto mínimo para o sistema e realocar essas cópias com segurança para equipes de negócios em sua empresa para usar os dados. Normalmente, devem esperar horas ou dias para obter acesso às cópias de dados de produção. Esse atraso reduz a eficiência para tarefas como a percepção de BI, teste e desenvolvimento, integridade de dados, validação e auditoria. À medida que as empresas tentam melhorar a disponibilidade dos dados, os problemas ocorrem quando a solução tecnológica não consegue atender às expectativas, como: Configuração complexa para ambientes SQL Server para produção, teste e desenvolvimento e lógica analítica Recursos limitados para manter várias cópias de bancos de dados para fins de leitura e gravação, sem afetar o desempenho de produção ou ter despesas significativas para ambientes de alto desempenho duplicados Equipe de operações muito utilizada e aumento nos custos associados com ferramentas de terceiros devido aos difíceis métodos de backup e recuperação As empresas que dependem do Microsoft SQL Server devem considerar novas abordagens para enfrentar os desafios operacionais contínuos de gerenciamento de desempenho e capacidade. Atualmente, elas devem considerar sistemas que oferecem níveis maiores de desempenho e minimizar os custos operacionais e a complexidade. Visão geral da solução Trabalhando juntas, Microsoft e EMC fornecem os componentes essenciais para oferecer soluções de disponibilidade de nível corporativo e alto desempenho para ambientes SQL Server. Com o EMC XtremIO, a EMC fornece uma solução de armazenamento otimizada para desempenho extremo de bancos de dados de processamento de transações on-line (OLTP) para SQL Server e garante que você possa maximizar a eficiência de outros recursos do sistema, como CPU e memória. 5

6 Oferecer armazenamento para proporcionar desempenho de banco de dados ideal é tradicionalmente um processo complexo e demorado que exige conhecimento de especialista do banco de dados em si, não apenas de sistemas de armazenamento. O array totalmente flash do EMC XtremIO responde a condições dinâmicas, como aumentos no processamento de transações e consultas complexas, e suporta ambientes de teste e desenvolvimento com cópias atualizadas de bancos de dados de produção. Com os recursos de snapshot baseados em array do XtremIO, essa solução oferece não só tecnologia de recuperação quase instantânea para minimizar o tempo de inatividade quando ocorre um problema de banco de dados (perda de dados, corrupção lógica e assim por diante), mas também permite acessibilidade mais rápida, fácil e econômica a dados, o que melhora o Business Intelligence e a lógica analítica. Os arrays totalmente flash do XtremIO resolvem os desafios de armazenamento dos bancos de dados: Criando um volume com apenas alguns cliques e permitindo que toda a estrutura de banco de dados seja colocada ali. Nenhuma etapa de planejamento, provisionamento ou ajuste é necessária. Implementando automaticamente todos os recursos do sistema de armazenamento SSDs (Solid State Drives) e controladoras todo o tempo. Dimensionando o sistema do XtremIO e aumentando o desempenho se suas necessidades ultrapassarem o que um único X-Brick do XtremIO oferece. Eliminando complexidades com o uso de snapshots do XtremIO para gerenciar várias instâncias e cópias de bancos de dados. Principais resultados A solução mostra que o storage array totalmente flash do EMC XtremIO oferece: Configuração rápida e simples com pouco ou nenhum ajuste de armazenamento. O XtremIO funciona tão perfeitamente em ambientes SQL Server virtualizados quanto em ambientes físicos e é fácil de gerenciar e monitorar. Suporte para as mais exigentes cargas de trabalho transacionais do SQL Server 2012 e SQL Server 2014, com throughput que pode facilmente ultrapassar IOPS para uma configuração de dois X-Bricks e manter latências de menos de um milissegundo. Economia significativa de espaço de armazenamento usando a redução de dados em linha e os snapshots do XtremIO, o que percebemos nesta configuração com eficiência geral de 16:1. Cópias de dados de alto desempenho e quase em tempo real usando tecnologia de snapshot do XtremIO sem custo mensurável e fornecendo recuperação quase instantânea dos dados de produção, mesmo em TBs de escala de dados. 6

7 Introdução Finalidade Escopo Público Terminologia Este white paper descreve uma solução altamente disponível e dimensionável para o Microsoft SQL Server implementado em um ambiente vsphere virtualizado com o armazenamento do XtremIO. O white paper também demonstra que os snapshots de leitura/graváveis do XtremIO oferecem ambientes altamente eficazes de desenvolvimento ou relatórios sem impacto no desempenho do servidor de produção consolidado. O white paper demonstra como: A solução melhora e aprimora o desempenho das versões do SQL Server 2012 e 2014 ao oferecer novos recursos e simplificar a configuração do ambiente Os snapshots de leitura/graváveis do XtremIO possibilitam a criação instantânea de várias cópias de bancos de dados com impacto mínimo no desempenho em bancos de dados de produção Este white paper destina-se aos DBAs (Database Administrators) Microsoft SQL Server, aos administradores VMware, aos administradores de armazenamento, aos arquitetos de TI e aos gerentes técnicos responsáveis por desenvolver, criar e gerenciar bancos de dados, infraestruturas e datacenters Microsoft SQL Server. O white paper inclui a terminologia a seguir. Tabela 1. Terminologia Termo Sincronização de dados OLTP Round-robin VMDK Definição O processo pelo qual as alterações feitas em um banco de dados primário são reproduzidas em um banco de dados secundário. Os aplicativos típicos de OLTP (Online Transaction Processing, processamento de transações on-line) incluem processamento de transações de recuperação e entrada de dados. O round-robin usa uma política automática de seleção de caminho para rodar em todos os caminhos disponíveis, permitindo a distribuição de carga entre os caminhos configurados. O round-robin pode apresentar uma das maneiras de seleção de caminho mais eficazes em termos de desempenho. O próximo caminho de I/O disponível na lista é selecionado sem fator determinante. Se você tiver, por exemplo, seis I/Os na fila para armazenamento, os caminhos 1 a 6 seriam usados em ordem. Um datafile de máquina virtual para VMware. 7

8 Visão geral da tecnologia Visão geral EMC XtremIO Os principais componentes de tecnologia usados neste white paper são: EMC XtremIO VMware vsphere Microsoft SQL Server O storage array EMC XtremIO é um sistema totalmente flash baseado em uma arquitetura scale-out. O sistema usa componentes básicos, chamados de X-Bricks, que podem ser colocados em cluster para aumentar o desempenho e a capacidade conforme a necessidade. Essa solução usa dois X-Bricks colocados em cluster como um único sistema de armazenamento lógico. Principais vantagens O XtremIO utiliza o flash para oferecer valor em todas as principais dimensões a seguir: Desempenho: não importa o quanto o sistema esteja ocupado nem qual seja a utilização da capacidade de armazenamento, a latência e o throughput continuam consistentes, previsíveis e constantes. A latência dentro do array para uma solicitação de I/O normalmente é menos de um milissegundo (ms). A Figura 1 mostra um exemplo do painel de controle do XtremIO usado para monitorar o desempenho. Figura 1. Painel de controle do aplicativo de gerenciamento de armazenamento do XtremIO 8

9 Capacidade de expansão: Com base em uma arquitetura scale-out, o X-Brick único do sistema de armazenamento do XtremIO é um componente básico. Vários X-Bricks podem ser reunidos em clusters para fornecer mais desempenho ou capacidade. A capacidade de expansão do desempenho é linear, garantindo que dois X-Bricks ofereçam o dobro de IOPS e quatro X-Bricks ofereçam quatro vezes mais IOPS que a configuração com um só X-Brick, enquanto a latência permanece consistentemente baixa à medida que o sistema é dimensionado horizontalmente. Os arrays do XtremIO são dimensionados horizontalmente para qualquer nível de desempenho ou capacidade, conforme mostrado na Figura 2. Figura 2. Unidades de dimensionamento X-Brick Redução de dados: O mecanismo do XtremIO principal implementa redução de dados em linha com base em conteúdo. O XtremIO automaticamente reduz (desduplica) os dados à medida que eles são informados no sistema. Isso reduz o volume de dados gravados no flash, aumentando a longevidade da mídia e reduzindo o custo. O provisionamento dos volumes é sempre thin, sem nenhuma perda de desempenho, sem excesso de provisionamento de capacidade e sem fragmentação. Proteção de dados: o XtremIO utiliza um algoritmo exclusivo de proteção de dados otimizado para flash, o XtremIO Data Protection (XDP), que oferece proteção de dados superior e permite um desempenho melhor que qualquer algoritmo RAID existente. As otimizações na XDP também resultam em menos gravações na mídia flash com a finalidade de proteção de dados. Recursos: o XtremIO é compatível com snapshots de alto desempenho e uso eficiente de espaço, redução de dados em linha, provisionamento thin e tem total integração com o vsphere VAAI, com suporte a protocolos Fibre Channel (FC) e iscsi. Simplicidade: não há necessidade de escolher o tipo de RAID, criar um grupo de RAID ou decidir habilitar ou não o provisionamento thin e a desduplicação. Essas funções já estão incorporadas no sistema. O provisionamento de armazenamento com o XtremIO é tão simples quanto decidir o tamanho da LUN que você deseja criar. 9

10 Redução de dados em linha A redução de dados em linha do XtremIO oferece uma série de benefícios, incluindo: Redução de dados econômica e aumento do desempenho e da confiabilidade Scale-out fácil Em linha, global e sempre ativo Melhor desempenho do array Maior resistência do flash Desduplicação, redução de dados e scale-out Um dos principais diferenciais do XtremIO é a desduplicação integrada, que é 100% otimizada para flash drives (SSDs) e sempre ativa sem necessidade de configuração, administração ou ajuste. Embora o desempenho do flash seja altamente desejável, o custo pode ser inviável. Com a tecnologia de redução de dados em tempo real do XtremIO, você pode sustentar uma capacidade lógica que exceda frequentemente a capacidade de flash física do sistema por uma grande margem. O custo efetivo do XtremIO pode ser menor que um array tradicional para o mesmo volume de dados, tornando-o extremamente atraente em comparação a outras soluções baseadas em flash. Com a redução de dados, as capacidades do sistema do XtremIO podem se expandir além do armazenamento físico. A capacidade lógica eficaz de um X-Brick único pode ser muito maior do que sua capacidade de flash nominal em ambientes que contêm informações altamente duplicadas. Em linha, global e sempre ativo Historicamente, as técnicas de redução de dados foram relegadas a cargas de trabalho secundárias como backup e arquivamento porque geravam um grave impacto negativo no desempenho. Ao contrário, a tecnologia de redução de dados do XtremIO não só não cria perda de desempenho, mas também acelera a redução de dados. A redução de dados ocorre entre todos os volumes lógicos no array e em todos os X-Bricks em um cluster. As taxas de redução de dados são muito aumentadas, já que o processo não é limitado em um só volume. A redução de dados integrada do XtremIO está sempre ativa e não requer nenhum trabalho de administração. Vida útil do flash prolongada A redução de dados do XtremIO estende a vida útil do flash. As gravações são evitadas por meio da redução dos dados em trânsito e da ampliação da resistência de flash deixando ciclos de gravação disponíveis para dados exclusivos. 10

11 Melhor desempenho do array No armazenamento do XtremIO, quanto mais redução de dados ocorre, mais rapidamente o array é executado. A redução de dados em linha do XtremIO reduz os dados em tempo real no caminho de dados e não precisa de pós-processamento das operações, o que melhora o desempenho, a consistência e a previsibilidade ao adicionar menos I/Os nos flash drives. Snapshots graváveis O XtremIO eleva os snapshots graváveis para além da proteção de dados como o ativador-chave de grandes ganhos na produtividade ao: Criar quantas cópias graváveis de volumes de produção forem necessárias com um pequeno espaço ocupado para armazenamento Consolidar teste e desenvolvimento, data warehousing, cópias de business intelligence e cargas de trabalho de aplicativos Gerenciar o ciclo de vida ágil de banco de dados Os snapshots do XtremIO são equivalentes aos volumes de produção em termos de desempenho, propriedade e funções, o que significa que um snapshot no XtremIO pode ser considerado o mesmo que o volume de produção. A Figura 3 mostra como o XtremIO funciona em um ambiente com demanda por grandes volumes de dados de garantia de qualidade (QA) e teste/desenvolvimento a partir de um snapshot gravável. Figura 3. Snapshots do XtremIO 11

12 Os snapshots do XtremIO proporcionam aos usuários não apenas uma imagem parecida com um clone que pode ser usada como um ambiente de testes, mas também reduzem o custo da criação e manutenção de vários deles. Isso possibilita que vários aplicativos usem dados de produção para desenvolvimento conforme o necessário e disponibiliza dados para necessidades de Business Intelligence ou QA. Os benefícios dos snapshots incluem: Inerentemente gravável, não somente leitura Metadados incorporados Metadados só são necessários para gravações globalmente exclusivas. As cópias de metadados inteiros não são necessárias como em outras implementações de snapshots. Pode ser usado como volumes de produção ativos sem a necessidade de criar um snapshot com instâncias ou gravável para acesso de leitura/gravação Eficiência no consumo de espaço e de metadados Nenhum snapshot precisa de estrutura completa de metadados Os metadados comuns são compartilhados entre a produção e o snapshot O espaço é usado somente para blocos de dados novos e exclusivos e os metadados associados A desduplicação e o provisionamento thin estão sempre ativos Permite consolidação acessível Economia, capacidade de expansão e desempenho máximos Criação instantânea de um snapshot completo Nenhum impacto no desempenho do sistema Sem sobrecarga das cópias de força bruta Nunca fica repleto de metadados Minimiza a penalidade de exclusão para dados e metadados Flexibilidade Criação e manutenção de quantos snapshots forem necessários Criação dos snapshots de snapshots em qualquer nível Criação de toda a topologia necessária da árvore de snapshots Remoção de snapshots ou do volume conforme necessário XtremIO Management Server O XtremIO Management Server (XMS) é um servidor dedicado independente baseado em Linux usado para controlar a operação do sistema do XtremIO. O XMS pode ser um servidor virtual ou físico. O array continua a operar se estiver desconectado do XMS, mas não pode ser configurado nem monitorado. 12

13 VMware vsphere O VMware vsphere é uma plataforma de virtualização completa e poderosa que virtualiza aplicativos essenciais aos negócios com pools de recurso dinâmicos para obtenção de flexibilidade e confiabilidade inigualáveis. Ele transforma os recursos físicos de um computador por meio da virtualização da CPU, da RAM, do disco rígido e da controladora de rede. Essa transformação cria máquinas virtuais totalmente funcionais que executam sistemas operacionais e aplicativos isolados e encapsulados. O VMware vsphere 5.5 é o sistema operacional do datacenter virtual da VMware. Ele continua a transformar a infraestrutura de TI no utilitário mais eficiente, compartilhado e sob demanda, com serviços integrados de disponibilidade, dimensionamento e segurança para todos os aplicativos e gerenciamento automatizado simples e proativo. O vsphere 5.5 tem os seguintes aperfeiçoamentos de dimensionamento e desempenho, que permitem que uma máquina virtual use mais recursos do hipervisor: Compatível com datafile de máquina virtual (VMDK) de 62 TB Atualizações do MSCS (Microsoft Cluster Service): O VMware introduziu inúmeros recursos adicionais para dar suporte ao MSCS, inclusive: Cluster do Microsoft Windows 2012 Política de caminho round-robin para armazenamento compartilhado 1 Protocolo iscsi para armazenamento compartilhado Protocolo FCoE (FC over Ethernet, FC sobre Ethernet) para o armazenamento compartilhado em relação à introdução do suporte de round-robin Suporte E2E 16 GB: A VMware apresentou o suporte FC completo de 16 GB. HBAs e controladoras de array podem ser executadas a 16 GB, desde que o FC switch entre o iniciador e o destino seja compatível. PDL AutoRemove: Introduzido com o vsphere 5.5, esse recurso remove automaticamente um dispositivo de um host quando o dispositivo entra em um estado PDL. vsphere Replication Interoperability vsphere Replication Multi-Point-in-Time Snapshot Retention vsphere Flash Read Cache O XtremIO oferece armazenamento corporativo eficiente que funciona com a infraestrutura em nuvem do VMware vsphere Várias alterações foram feitas no vsphere 5.5 em relação ao mecanismo de bloqueio de SCSI usado pelo MSCS quando acontece um failover de serviços. Para facilitar essa nova política de caminho, foram implementadas alterações que tornam irrelevante que o caminho seja usado para fazer a reserva de SCSI; qualquer caminho pode liberar a reserva. 13

14 Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server 2012 O Microsoft SQL Server 2012 é o sistema de análise e gerenciamento de banco de dados da Microsoft para soluções de comércio eletrônico, linha de negócios e data warehousing. AlwaysOn O SQL Server AlwaysOn refere-se à solução completa de alta disponibilidade e recuperação de desastres (DR) para o SQL Server O AlwaysOn apresenta recursos aprimorados para bancos de dados específicos e instâncias inteiras, fornecendo flexibilidade para dar suporte a várias configurações de alta disponibilidade em: Instâncias de cluster de failover (FCI) AlwaysOn AlwaysOn Availability Groups (AAG) Essa solução explora o AAG, com foco no recurso de replicação em nível de transação que fornece acesso a réplicas secundárias legíveis quase ativas de bancos de dados de produção. AlwaysOn Availability Groups O AAG é uma solução de alta disponibilidade e recuperação de desastres introduzida no SQL Server 2012, que permite que os administradores maximizem a disponibilidade para um ou mais bancos de dados de usuário. As instâncias do SQL Server são configuradas de modo que um único banco de dados principal ou um grupo de bancos de dados principais possam ter até quatro cópias de banco de dados secundários que residam em nós do WSFC (Windows Server Failover Cluster). Índices legíveis de Columnstore O índice de Columnstore introduzido no SQL Server 2012 oferece desempenho significativamente melhor para tipos de consultas de data warehousing. Os índices de Columnstore do SQL Server 2012 não podem ser atualizados. Microsoft SQL Server 2014 A versão do Microsoft SQL Server 2014 tem diversos recursos interessantes. Novo mecanismo de OLTP em memória Ao mover tabelas selecionadas e procedimentos armazenados na memória, o SQL Server 2014 pode reduzir drasticamente o I/O e melhorar o desempenho de aplicativos OLTP. O mecanismo de OLTP em memória foi projetado para alta simultaneidade e usa um mecanismo de controle de simultaneidade otimista para eliminar atrasos de bloqueio. As tabelas de OLTP em memória são copiadas na memória e duram por gravações de registro de transações no disco. 14

15 Melhor integração com o Windows Server 2012 O SQL Server 2014 oferece maior integração com o Windows Server Dimensiona verticalmente para 640 processadores lógicos e 4 TB de memória em um ambiente físico Dimensiona verticalmente para 64 processadores virtuais e 1 TB de memória quando em execução em uma máquina virtual É compatível com o recurso Storage Spaces do Windows 2012 R2 para criar pools de armazenamento hierárquico que melhoram o desempenho Aproveita os aprimoramentos do SMB (Server Message Block) 3.0 para obter armazenamento de banco de dados de alto desempenho em compartilhamentos de arquivos Com o novo recurso SMB Direct, é possível usar o recurso RDMA (Remote Direct Memory Access, acesso à memória direta remota) da NIC (Network Interface Card, placa de interface da rede) para oferecer velocidades de acesso para compartilhamentos de arquivos SMB que se aproximam à velocidade de acesso para recursos locais. Melhoria no Resource Governor O SQL Server 2014 Resource Governor oferece um novo recurso para gerenciar a utilização de I/O do armazenamento de aplicativos. O Resource Governor pode limitar os I/Os físicos emitidos para segmentos de usuário em um pool de recurso determinado, permitindo um desempenho de aplicativos mais previsível. Isso pode ser usado para limitar o número de I/Os emitidos no limite da instância do SQL Server. Extensão do pool de buffers A extensão do pool de buffers fornece a integração perfeita de SSDs como uma extensão de NVRAM (nonvolatile random access memory, memória de acesso aleatório não volátil) de alta velocidade para o pool de buffers padrão do mecanismo de banco de dados para melhorar significativamente o throughput de I/O. As novas extensões do pool de buffers podem fornecer os melhores ganhos de desempenho para cargas de trabalho de OLTP com muita atividade de leitura Melhorias no AlwaysOn Availability Groups O SQL Server 2014 AAG foi aprimorado com suporte para réplicas secundárias adicionais e integração com o Windows Azure. As réplicas secundárias legíveis no SQL Server 2014 estão disponíveis para cargas de trabalho somente leitura mesmo quando a réplica principal estiver indisponível. Índices de Columnstore atualizáveis Os índices de Columnstore no SQL Server 2014 são atualizáveis. Você pode fazer atualizações à tabela subjacente sem precisar antes desativar o índice de Columnstore. Um índice de Columnstore do SQL Server 2014 deve usar todas as colunas da tabela e não pode ser combinado com outros índices. 15

16 Arquitetura da solução Visão geral Diagrama da arquitetura Esta seção descreve a arquitetura da solução. A solução oferece uma relação ideal entre custo e desempenho para ambientes de aplicativos essenciais do Microsoft SQL Server. Os bancos de dados do SQL Server 2012 e 2014 são implementados como bancos de dados virtualizados em um storage array do XtremIO com dois X-Bricks. Também existem instâncias do SQL Server de teste/desenvolvimento virtualizadas no ambiente que acessam os snapshots do XtremIO do banco de dados de produção para fins de teste e desenvolvimento. A Figura 4 mostra a arquitetura lógica dessa solução. Figura 4. Arquitetura da solução A arquitetura é composta do seguinte: Camada de armazenamento: Composta por dois X-Bricks em um cluster único do XtremIO (12 U, versão 2.4 do XtremIO) com 14,94 TB da capacidade física útil. Camada de banco de dados de SQL Servers: Composta por SQL Server 2012 e SQL Server 2014 como servidores de produção. O SQL Server 2012 tem seis bancos de dados e um total de cerca de 7 TB de dados. O SQL Server 2014 tem três bancos de dados e um total de cerca de 4 TB de dados. Os snapshots podem ser montados em qualquer um dos hosts de montagem a qualquer momento, quando necessário. 16

17 Camada de rede: Constituída por dois switches IP e dois switches SAN de nível de diretor, que 2 configuramos para produzir uma largura de banda ativa de 108 GB/s. Os switches SAN foram projetados para serem implementados em redes de armazenamento compatíveis com nuvens corporativas e datacenters virtualizados. Camada de virtualização e servidores físicos: Composta por três servidores que usam um total de 120 núcleos de processador Intel E7 com processadores de 2,9 GHz e 2 TB de RAM no total. O servidor em rack permite uma abordagem consolidada, virtualizada e de alto desempenho em uma infraestrutura do Microsoft SQL Server, resultando em flexibilidade de implementação sem a necessidade da modificação do aplicativo. Os servidores são instalados com o vsphere 5.5 e configurados como um cluster VMware ESXi. O cluster é composto por duas máquinas virtuais do SQL Server de produção de nível corporativo (SQL Server 2012 e SQL Server 2014). Também há mais três servidores independentes, duas máquinas virtuais SQL Server 2012 e uma SQL Server Cada máquina virtual está configurada com 16 vcpus e 32 GB de RAM. Examinamos o desempenho executando cargas de trabalho de OLTP em comparação com os bancos de dados nesses SQL Servers. Recursos de hardware A Tabela 2 lista os recursos de hardware usados nesta solução. Tabela 2. Recursos de hardware Hardware Quantidade Configuração Storage array 1 XtremIO com dois X-Bricks Servidores 3 20 núcleos, processadores de 2,9 GHz, 512 GB RAM, incluindo: 2 NICs quad Ethernet de 1 Gb (GbE) 2 NICs de 10 GbE HBAs de porta dupla FC de 8 Gb Switches LAN 2 10 GbE, sem bloqueios de 32 portas Switches SAN 2 Switch de nível de diretor FC com 6 blades Recursos de software A Tabela 3 lista os recursos de software usados nesta solução. Tabela 3. Recursos de software Software Versão Observações XtremIO 2.4 Armazenamento totalmente flash VMware vsphere 5.5 Hipervisor que hospeda todas as máquinas virtuais VMware vcenter 5.5 Gerenciamento do vsphere 2 Neste white paper, nós refere-se à equipe de engenharia de soluções da EMC que validou a solução. 17

18 Software Versão Observações Microsoft Windows 2012 R2 Sistema operacional para servidores de banco de dados Microsoft SQL Server 2012 SP1 Enterprise Edition Banco de dados Microsoft SQL Server 2014 RTM Enterprise Edition Banco de dados Microsoft BenchCraft TPC-E Toolkit Ferramenta de carga de trabalho de OLTP e benchmark TPC-E 18

19 Camada de armazenamento: EMC XtremIO Visão geral O XtremIO usa o projeto de scale-out multicontroladora e fabric de RDMA para manter todos os metadados na memória. Isso faz com que os arrays do XtremIO fiquem impermeáveis às mudanças na carga de trabalho não importa que tamanhos de LUN são usados, se há padrões de acesso aleatório ou sequencial ou se há local de referência ou não. O desempenho é sempre consistente e previsível. Não é mais necessário um projeto de armazenamento meticuloso e cuidadoso para desempenho otimizado. Por exemplo, as cargas de trabalho disruptivas do banco de dados tempdb podem coexistir na mesma LUN com seus registros de transações com intenso uso de gravação e ainda fornecer excelente desempenho. Com o provisionamento thin integrado, o armazenamento é alocado apenas quando necessário. Isso permite que os DBAs criem LUNs maiores para acomodar o crescimento futuro ou inesperado para bancos de dados sem desperdiçar espaço físico no armazenamento. O melhor de tudo é que as operações intensas de metadados, como redução de dados em linha, alocações de provisionamento thin e operações internas de cópia de array são realizadas totalmente na memória, imediatamente, sem afetar o I/O. Projeto de armazenamento Considerações sobre projeto de armazenamento de banco de dados O desempenho é a consideração número um para o projeto de armazenamento de banco de dados de nível 1, mas, em projetos de armazenamento tradicionais de desempenho, as complexidades e os altos custos são inerentes. O projeto de armazenamento de banco de dados geralmente exige espaço livre em todos os níveis do pacote de software, dos dados reais em bancos de dados até o espaço alocado para os datafiles e arquivos de registros. Se um banco de dados fica sem espaço de datafiles, a instância do banco de dados para de confirmar todas as novas transações e uma correção manual imediata é necessária para evitar uma pane no banco de dados e perda de dados. É essencial que a linha de negócios não seja afetada. Se o crescimento automático de arquivos do banco de dados estiver habilitado, o SQL Server alocará automaticamente fragmentos adicionais de armazenamento em disco para evitar essa situação de arquivo cheio do banco de dados, mas essa operação normalmente afeta o desempenho e, se usada indiscriminadamente, pode causar a fragmentação repetida de datafiles nos discos, o que pode afetar ainda mais o desempenho. As práticas recomendadas do Microsoft SQL Server e da EMC recomendam que você configure os tamanhos dos datafiles do SQL Server para serem de 10% a 20% maiores do que o tamanho atual ou desejado do banco de dados. Isso requer espaço livre no nível de volume NTFS, e os resultados no espaço de armazenamento subjacente estão sendo bloqueados sem valor perceptível até que o espaço seja necessário. Uma intervenção manual e janela de manutenção é necessária se o volume NTFS precisa de expansão. É difícil equilibrar o espaço livre em disco para alocar na fase de projeto, o que não terá um uso imediato, em comparação com o volume de espaço livre disponível prontamente para crescimento. 19

20 A Figura 5 mostra um exemplo de espaço desperdiçado em um banco de dados de 1 TB. Esse problema ocorre várias vezes em ambientes de bancos de dados com vários bancos de dados e arquivos de registro em várias instâncias do SQL Server, o que aumenta o custo e a complexidade de gerenciamento. Figura 5. Planejamento tradicional de consumo da capacidade de armazenamento Neste exemplo, você tem 1 TB de dados, mas precisa de pelo menos 1,58 TB de espaço de armazenamento alocado, cumprindo as práticas recomendadas tradicionais de planejamento de armazenamento. Isso representa um desperdício de alocação de armazenamento físico de aproximadamente 58% para fins de espaço livre. A Figura 6 mostra como um banco de dados de 1 TB pode usar facilmente menos de 1 TB de alocação de armazenamento físico no XtremIO e ainda atender ao espaço livre lógico necessário para o planejamento de armazenamento. Figura 6. Planejamento do consumo da capacidade de armazenamento do XtremIO Com o XtremIO, usar o provisionamento thin (alocação sob demanda) e a desduplicação significa que um banco de dados de 1 TB requer menos de 1 TB do espaço físico alocado. As complexidades operacionais podem ser eliminadas por meio da alocação de todo o espaço da LUN, espaço do sistema virtual de arquivos e, portanto, espaço de volume NTFS necessário desde o início porque o armazenamento é alocado apenas sob demanda. 20

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