EXTREME PERFORMANCE UND EFFIZIENZ VON EMC FÜR MICROSOFT SQL SERVER

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1 White Paper EXTREME PERFORMANCE UND EFFIZIENZ VON EMC FÜR MICROSOFT SQL SERVER Optimieren von extrem hohem Durchsatz für OLTP-SQL Server- Workloads Virtualisieren und Konsolidieren von Datenbankinstanzen Erstellen mehrerer Snapshot-Kopien ohne Auswirkungen auf die Performance EMC Lösungen Zusammenfassung In diesem White Paper werden die betrieblichen Vorteile virtualisierter Microsoft SQL Server und 2014-Datenbanken beschrieben, die auf einem EMC XtremIO -All-Flash-Array bereitgestellt werden, sowie die Verbesserung der Funktionen SQL Server-abhängiger Umgebungen durch die Lösung. Juni 2014

2 Copyright 2014 EMC Deutschland GmbH. Alle Rechte vorbehalten. EMC ist der Ansicht, dass die Informationen in dieser Veröffentlichung zum Zeitpunkt der Veröffentlichung korrekt sind. Diese Informationen können jederzeit ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Die Informationen in dieser Veröffentlichung werden ohne Gewähr zur Verfügung gestellt. Die EMC Corporation macht keine Zusicherungen und übernimmt keine Haftung jedweder Art im Hinblick auf die in diesem Dokument enthaltenen Informationen und schließt insbesondere jedwede implizite Haftung für die Handelsüblichkeit und die Eignung für einen bestimmten Zweck aus. Für die Nutzung, das Kopieren und die Verbreitung der in dieser Veröffentlichung beschriebenen Software von EMC ist eine entsprechende Softwarelizenz erforderlich. Eine aktuelle Liste der Produkte von EMC finden Sie unter EMC Corporation Trademarks auf Alle in diesem Dokument erwähnten Marken sind das Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. Art.-Nr. H

3 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung... 6 Geschäftsvorgang... 6 Lösungsüberblick... 6 Wichtige Ergebnisse... 7 Einführung... 8 Zweck... 8 Umfang... 8 Zielgruppe... 8 Terminologie... 8 Technologie-Überblick... 9 Übersicht... 9 EMC XtremIO... 9 Hauptvorteile... 9 Inlinedatenreduzierung Beschreibbare Snapshots XtremIO Management Server VMware vsphere Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server Lösungsarchitektur Übersicht Architekturdiagramm Hardwareressourcen Softwareressourcen Speicherebene: EMC XtremIO Übersicht Speicherdesign Überlegungen zum Datenbankspeicherdesign Details zum Speicherdesign Microsoft SQL Server-Datenbankdesign Übersicht OLTP-Datenbankspeicherdesign OLTP-Datenbankprofil OLTP-Datenbankdesign

4 Netzwerkebene Übersicht Best Practices für SAN-Netzwerke Best Practices für IP-Netzwerke Best Practices für VMware vsphere-netzwerke Physische Server und Virtualisierungsebene Übersicht Datenverarbeitungs- und Speicherressourcen Netzwerkvirtualisierung Designüberlegungen Übersicht Best Practices für die XtremIO-Konfiguration Fibre-Channel-Switch-Konfiguration Serverkonfiguration Konfiguration des nativen vsphere-multipathing Performancetests und Validierung Übersicht Anmerkungen zu den Ergebnissen Testziele Testszenarien OLTP-Workload Performancetest Testmethodologie Testverfahren Testergebnisse XtremIO-Systemperformance Performancevergleich von SQL Server 2012 und SQL Server System mit XtremIO- Snapshot Performancetest Testmethodologie Testverfahren Testergebnisse Analyse der XtremIO-Datenreduzierung Kosteneffiziente Datenreduzierung Deduplizierungsrate Fazit Zusammenfassung Befunde

5 Quellennachweise EMC Dokumentation Whitepaper Produktdokumentation EMC XtremIO VMware-Dokumentation Microsoft SQL Server-Dokumentation

6 Zusammenfassung Geschäftsvorgang In den modernen, zunehmend anspruchsvollen Geschäftsumgebungen müssen Unternehmen kontinuierlich Prozesse optimieren und den Service verbessern. Außerdem steigen die Anforderungen an die IT-Infrastrukturperformance und Datenverfügbarkeit. Grund hierfür sind: Workloads mit einer Vielzahl an Transaktionen Zeitkritische Anwendungen und immer anspruchsvollere Service-Level- Agreements Sofort einsetzbare Anwendungen und Drittanbieteranwendungen mit hoher Sensibilität bezüglich der I/O-Reaktionsgeschwindigkeit Replikation von Anwendungsdatenbanken für die Verwendung durch unterstützende Geschäftsprozesse wie BI-Reporting (Business Intelligence), Tests und Entwicklungsfunktionen Bedarf an hoch verfügbaren Architekturen In den meisten Umgebungen müssen Unternehmen Kopien der Produktionsdaten mit minimalen Auswirkungen auf das System erstellen und diese Kopien sicher für die Verwendung durch Teams innerhalb des Unternehmens bereitstellen. In der Regel dauert es Stunden oder Tage, bis diese Teams Zugriff auf Kopien von Produktionsdaten erhalten. Diese Verzögerung verringert die Effektivität bei Aufgaben wie BI-Insight, Tests und Entwicklung (Test/Entwicklung), Datenintegrität, Validierung und Prüfung. Bei den Bemühungen von Unternehmen, die Datenverfügbarkeit zu verbessern, treten Probleme auf, wenn die Technologielösung die Erwartungen nicht erfüllen kann, beispielsweise aufgrund: komplexer Konfiguration der SQL Server-Umgebungen für Produktion, Test/Entwicklung und Analysen eingeschränkter Möglichkeiten zur Beibehaltung mehrerer Kopien von Datenbanken für Lese- und Schreibzwecke ohne Beeinträchtigung der Produktionsperformance oder erheblichen Kosten für duplizierte leistungsfähige Umgebungen überlasteten betrieblichen Personals und höherer Kosten in Zusammenhang mit Drittanbietertools durch schwerfällige Backup- und Recovery-Methoden Unternehmen, die Microsoft SQL Server nutzen, müssen neue Ansätze berücksichtigen, um die Herausforderungen der kontinuierlichen Performancesteigerung und des Kapazitätsmanagements bewältigen zu können. Derzeit müssen sie Systeme in Betracht ziehen, die höhere Performancewerte bei gleichzeitiger Minimierung von Betriebskosten und Komplexität bieten. Lösungsüberblick Gemeinsam stellen Microsoft und EMC die kritischen Komponenten für leistungsfähige Verfügbarkeitslösungen der Enterprise-Klasse für SQL Server- Umgebungen bereit. Mit EMC XtremIO bietet EMC eine Speicherlösung, die für höchste OLTP-Datenbankperformance (Online Transactional Processing) für SQL Server optimiert ist und es Ihnen ermöglicht, die Effizienz anderer Systemressourcen wie CPU und Arbeitsspeicher zu maximieren. 6

7 Das Provisioning von Speicher zur Aufrechterhaltung einer optimalen Datenbankperformance ist seit jeher ein komplizierter, zeitraubender Prozess, der nicht nur Expertenwissen über die Speichersysteme, sondern auch über die Datenbank selbst voraussetzt. Das EMC XtremIO-All-Flash-Array reagiert auf veränderte Bedingungen, wie Spitzen in der Transaktionsverarbeitung und komplexe Abfragen, und liefert aktuelle Kopien von Produktionsdatenbanken für Test- und Entwicklungsumgebungen. Durch XtremIO-Array-basierte Snapshot-Funktionen bietet diese Lösung nicht nur eine Technologie für nahezu sofortige Recovery zur Minimierung von Ausfallzeiten beim Auftreten von Datenbankproblemen (Datenverlust, logische Beschädigung usw.), sondern auch schnellere, einfachere und kostengünstigere Datenverfügbarkeit, die Business Intelligence und Datenanalyse verbessert. Die XtremIO-All-Flash-Arrays bewältigen die für Datenbanken typischen Speicherherausforderungen durch: Erstellen eines Volume in wenigen Schritten und Speichern der gesamten Datenbankstruktur darin. Keine Planung und kein Provisioning oder Tuning sind erforderlich. Automatische kontinuierliche Nutzung aller Speichersystemressourcen wie SSDs (Solid-State Drives) und Controller Skalierung des XtremIO-Systems und Steigerung der Performance, wenn die Anforderungen die Leistung eines einzigen XtremIO-X-Brick übersteigen Eliminierung von Komplexität durch den Einsatz von XtremIO-Snapshots für das Management mehrerer Instanzen und Kopien von Datenbanken Wichtige Ergebnisse Die Lösung zeigt die klaren Vorteile des vollständig flashbasierten EMC XtremIO- Speicherarrays: Schnelle und einfache Installation mit geringem bis gar keinem Speichertuning. XtremIO funktioniert nahtlos in virtualisierten und physischen SQL Server-Umgebungen und ist einfach zu managen und zu überwachen. Unterstützung für die anspruchsvollsten Transaktions-Workloads von SQL Server 2012 und SQL Server Der Durchsatz bei einer Konfiguration mit zwei X-Bricks übertrifft dabei leicht IOPS bei Latenzen von unter einer Millisekunde. Erhebliche Einsparungen beim Speicherplatzbedarf durch Einsatz von XtremIO-Inline-Datenreduzierung und Snapshots, für die in dieser Konfiguration eine Gesamteffizienz von 16:1 beobachtet wurde. Leistungsfähige Kopien von Daten nahezu in Echtzeit mithilfe der XtremIO- Snapshot-Technologie ohne messbare Kosten und gleichzeitig eine fast sofortige Recovery von Produktionsdaten, selbst bei Datenmengen im TB-Bereich. 7

8 Einführung Zweck Umfang Zielgruppe Terminologie In diesem White Paper wird eine skalierbare Hochverfügbarkeitslösung für Microsoft SQL Server beschrieben, die in einer virtualisierten vsphere-umgebung mit XtremIO-Speicher bereitgestellt wird. In diesem White Paper wird außerdem gezeigt, dass XtremIO-Snapshots mit Lese- und Schreibzugriff hochgradig effektives Reporting oder Entwicklungsumgebungen ohne Auswirkungen auf die Performance konsolidierter Produktionsserver bieten. Dieses White Paper demonstriert Folgendes: Die Lösung verbessert und steigert die Performance der SQL Server- Versionen 2012 und 2014 durch neue Funktionen und eine Vereinfachung der Umgebungskonfiguration. XtremIO-Snapshots mit Lese- und Schreibzugriff ermöglichen die sofortige Erstellung mehrerer Datenbankkopien mit minimalen Auswirkung auf Performance von Produktionsdatenbanken. Dieses White Paper richtet sich an Microsoft SQL Server-DBAs (Datenbankadministratoren), VMware-Administratoren, Speicheradministratoren, IT-Architekten und technische Leiter, die für die Entwicklung, Erstellung und das Management von Microsoft SQL Server-Datenbanken, -Infrastruktur und -Rechenzentren verantwortlich sind. In diesem White Paper werden u. a. die folgenden Begriffe verwendet. Tabelle 1. Terminologie Begriff Datensynchronisation OLTP Round Robin VMDK Definition Der Prozess, durch den Änderungen an einer primären Datenbank auf einer sekundäre Datenbank reproduziert werden. Zu den typischen Anwendungen des OLTP (Online Transaction Processing) zählt die Verarbeitung von Dateneingabe- und -abruftransaktionen. Round Robin verwendet eine automatische Pfadauswahl- Policy für die Rotation über alle verfügbaren Pfade und ermöglicht so die Verteilung der Last auf die konfigurierten Pfade. Round Robin kann eine der performanceeffektivsten Möglichkeiten der Pfadauswahl darstellen. Der nächste verfügbare I/O-Pfad in der Liste wird ohne einen entscheidenden Faktor ausgewählt. Wenn sich beispielsweise 6 I/O-Vorgänge in der Warteschlange zum Speicher befinden, würden der Reihe nach die Pfade 1 bis 6 verwendet. Eine Datendatei der virtuellen Maschine für Vmware. 8

9 Technologie-Überblick Übersicht EMC XtremIO Die in diesem White Paper verwendeten Schlüsseltechnologiekomponenten sind: EMC XtremIO VMware vsphere Microsoft SQL Server Das EMC XtremIO-Speicherarray ist ein vollständig flashbasiertes System, das auf einer Scale-out-Architektur basiert. Die Grundbausteine des Systems sind die sogenannten X-Bricks, die sich zu einem Cluster zusammenschließen lassen, um Performance und Speicherkapazität nach Bedarf zu skalieren. Diese Lösung verwendet zwei X-Bricks, die als ein einziges logisches Speichersystem zusammengefasst werden. Hauptvorteile XtremIO nutzt Flash, um in den folgenden Bereichen einen hohen Mehrwert bereitzustellen: Performance: Unabhängig von der Auslastung des Systems und der aktuellen Speicherkapazitätsauslastung bleiben Latenz und Durchsatz konsistent vorhersagbar und konstant. Die arrayinterne Latenz bei einer I/O-Anforderung liegt in der Regel weit unter einer ms (Millisekunde). Abbildung 1 zeigt ein Beispiel des XtremIO-Dashboards, das zur Performanceüberwachung verwendet wird. Abbildung 1. Dashboard der XtremIO Storage Management Application 9

10 Skalierbarkeit: Der einzige X-Brick des XtremIO-Speichersystems basiert auf einer Scale-out-Architektur und stellt einen Baustein dar. Mehrere X-Bricks können zur Verbesserung von Performance oder Kapazität zu einem Cluster zusammengeschlossen werden. Die Performanceskalierung ist linear, d. h. zwei X-Bricks erzielen die doppelte und vier X-Bricks die vierfache IOPS- Leistung einer Konfiguration mit einem einzelnen X-Brick. Gleichzeitig bleibt die Latenz bei zunehmender Systemskalierung konsistent niedrig. XtremIO- Arrays lassen sich auf das erforderliche Performance- und Kapazitätslevel skalieren, wie in Abbildung 2 dargestellt. Abbildung 2. X-Brick-Skalierungseinheiten Datenreduzierung: Die XtremIO Core Engine implementiert die inhaltsbasierte Inline-Datenreduzierung. XtremIO reduziert (dedupliziert) Daten automatisch beim Eingang in das System. Dadurch müssen deutlich weniger Daten in den Flashspeicher geschrieben werden, was die Lebensdauer der Medien verlängert und die Kosten reduziert. Volumes liegen dabei immer als Thin Provisioning Volumes vor ohne Performanceverlust, eine übermäßige Bereitstellung (Over-Provisioning) von Kapazität oder Fragmentierung. Data Protection: XtremIO verwendet einen proprietären, für Flash optimierten Datensicherheitsalgorithmus (XtremIO Data Protection; XDP), der überragende Datensicherheit und zugleich eine Performance bietet, die jedem bekannten RAID-Algorithmus überlegen ist. Spezielle Optimierungen von XDP sorgen darüber hinaus für weniger Schreibvorgänge auf die für Datensicherheitszwecke verwendeten Flashmedien. Funktionen: XtremIO unterstützt leistungsfähige und platzsparende Snapshots, Inline-Datenreduzierung, Thin Provisioning, eine vollständige vsphere VAAI- Integration sowie Protokolle vom Typ FC (Fibre Channel) und iscsi. Anwenderfreundlichkeit: Es besteht keine Notwendigkeit, den RAID-Typ auswählen, eine RAID-Gruppe zu erstellen oder zu entscheiden, ob Thin Provisioning oder die Deduplizierung aktiviert werden sollen. Diese Funktionen sind bereits in das System integriert. Für das Speicher- Provisioning mit XtremIO müssen Sie lediglich die Größe der zu erstellenden LUN festlegen. 10

11 Inlinedatenreduzierung Die XtremIO-Inline-Datenreduzierung bietet eine Reihe von Vorteilen wie: kostengünstige Datenreduzierung bei Steigerung von Performance und Zuverlässigkeit einfaches Scale-out inline, global und stets aktiv verbesserte Arrayperformance längere Flashlebensdauer Deduplizierung, Datenreduzierung und Scale-out Eines der wichtigsten Alleinstellungsmerkmale für XtremIO ist die integrierte Deduplizierung, die komplett für Flashlaufwerke (SSDs) optimiert und immer aktiv ist und für die keinerlei Konfiguration, Administration oder Tuning erforderlich ist. Eine hohe Flashperformance ist sehr wünschenswert, aber die Kosten dafür können sehr hoch sein. Mit der Technologie zur Datenreduzierung in Echtzeit von XtremIO können Sie eine logische Kapazität erzielen, die häufig die physische Flashkapazität des Systems deutlich überschreitet. Die effektiven Kosten von XtremIO können niedriger sein als die für ein herkömmliches Array für die gleiche Datenmenge, was die Lösung im Vergleich zu anderen flashbasierten Lösungen sehr attraktiv macht. Mithilfe der Datenreduzierung können die Kapazitäten des XtremIO-Systems über den physischen Speicher hinaus erweitert werden. Die effektive logische Speicherkapazität eines einzelnen X-Brick kann in Umgebungen mit hochgradig duplizierten Informationen die nominale Flashkapazität deutlich übersteigen. Inline, global und stets aktiv Früher wurden Datenreduzierungstechniken aufgrund der erheblichen negativen Auswirkung auf die Performance nur für sekundäre Workloads wie Backup und Archivierung genutzt. Im Gegensatz dazu führt die XtremIO- Datenreduzierungstechnologie nicht nur zu keinerlei Performanceverlust, sondern beschleunigt auch die Datenreduzierung. Die Datenreduzierung findet zwischen allen logischen Volumes im Array und über alle X-Bricks in einem Cluster statt. Die Datenreduzierungsraten werden erheblich verbessert, da der Prozess nicht auf ein einziges Volume beschränkt ist. Die in XtremIO integrierte Datenreduzierung ist immer aktiv und erfordert keine Administrationstätigkeit. Längere Flashlebensdauer Die XtremIO-Datenreduzierung verlängert die Lebensdauer des Flashspeichers. Durch die Reduzierung von In-Flight-Daten werden Schreibvorgänge vermieden. Die Flashlebensdauer wird verlängert, da Flashschreibzyklen nur für eindeutige Daten verwendet werden. 11

12 Verbesserte Arrayperformance Bei XtremIO-Speicher wird das Array umso schneller, je mehr Datenreduzierung stattfindet. Die XtremIO-Inline-Datenreduzierung reduziert Daten im Datenpfad in Echtzeit und erfordert keine nachträglichen Verarbeitungsvorgänge. Dies steigert Performance, Konsistenz und Vorhersagbarkeit und reduziert die I/Os auf die Flashlaufwerke. Beschreibbare Snapshots Mit XtremIO bieten Snapshots nicht nur Datensicherheit, sondern sind die Grundvoraussetzung für enorme Produktivitätszuwächse durch: Erstellung einer Vielzahl an beschreibbaren Kopien von Produktions- Volumes bei geringem Speicherplatzbedarf Konsolidierung von Test/Entwicklung, Data Warehousing, Business- Intelligence-Kopien und Anwendungs-Workloads Management des agilen Datenbanklebenszyklus XtremIO-Snapshots entsprechen im Hinblick auf Performance, Eigenschaften und Funktionen Produktions-Volumes, was bedeutet, dass ein Snapshot in XtremIO als Produktions-Volume angesehen werden kann. Abbildung 3 zeigt, wie XtremIO in einer Umgebung mit einer großen Menge an Test-/Entwicklungs- und QA-Daten (Qualitätssicherung) aus einem beschreibbaren Snapshot funktioniert. Abbildung 3. XtremIO-Snapshots 12

13 XtremIO-Snapshots bieten Benutzern nicht nur ein Clone-ähnliches Image, das als Testumgebung genutzt werden kann, sondern verringern auch die Kosten für die Erstellung und Aufbewahrung mehrerer dieser Images. Dies ermöglicht die bedarfsgerechte Verwendung von Produktionsdaten zu Entwicklungszwecken in vielen Anwendungen und stellt Daten für QA- oder Business Intelligence- Anforderungen bereit. Snapshots bieten folgende Vorteile: Standardmäßig beschreibbar, nicht schreibgeschützt In Metadaten integriert Metadaten sind nur für global eindeutige Schreibvorgänge erforderlich. Im Gegensatz zu anderen Snapshot-Implementierungen sind keine vollständigen Kopien der Metadaten erforderlich. Können als aktive Produktions-Volumes verwendet werden, ohne dass eine beschreibbare Kopie erstellt oder ein Snapshot für Lese-/Schreibzugriff instanziert werden muss Platz- und metadateneffizient Es ist nicht für jeden Snapshot die vollständige Metadatenstruktur erforderlich. Allgemeine Metadaten werden von Produktion und Snapshot gemeinsam verwendet. Speicherplatz wird nur für neue eindeutige Datenblöcke und zugehörige Metadaten verwendet. Deduplizierung und Thin Provisioning sind stets aktiviert. Ermöglicht kostengünstige Konsolidierung Maximale Performance, Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit Sofortige Erstellung eines kompletten Snapshot Keine Auswirkungen auf die Systemperformance Kein Overhead durch Brute-Force -Kopien Keine überflüssigen Metadaten Minimierung der Löschungsstrafe für Daten und Metadaten Flexibilität Erstellen und Aufbewahren beliebig vieler Snapshots nach Bedarf Erstellen von Snapshot-Snapshots auf jeder Ebene Erstellen einer beliebigen Snapshot-Strukturtopologie nach Bedarf Entfernen von Snapshots oder übergeordneten Volumes nach Bedarf XtremIO Management Server XtremIO Management Server (XMS) ist ein eigenständiger dedizierter Linuxbasierter Server, der verwendet wird, um den XtremIO-Systembetrieb zu steuern. XMS kann sich entweder auf einem physischen oder einem virtuellen Server befinden. Das Array setzt seinen Betrieb auch fort, wenn die Verbindung zum XMS unterbrochen wird, kann dann aber nicht konfiguriert oder überwacht werden. 13

14 VMware vsphere Bei VMware vsphere handelt es sich um eine umfassende und robuste Virtualisierungsplattform, mit der geschäftskritische Anwendungen mit dynamischen Ressourcenpools für eine bisher unerreichte Flexibilität und Zuverlässigkeit virtualisiert werden können. Sie transformiert die physischen Ressourcen eines Computers durch Virtualisierung von CPU, RAM, Festplatte und Netzwerk-Controller. Diese Umwandlung erzeugt voll funktionsfähige virtuelle Maschinen, auf denen isolierte und verkapselte Betriebssysteme und Anwendungen ausgeführt werden. VMware vsphere 5.5 ist das Betriebssystem für virtuelle Rechenzentren von VMware. Es transformiert die IT-Infrastruktur in ein hoch effizientes, gemeinsam verwendbares On-Demand-Dienstprogramm mit integrierter Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Sicherheitsservices für alle Anwendungen sowie einfachem, proaktivem automatisierten Management. vsphere 5.5 bietet die folgenden Verbesserungen von Skalierbarkeit und Performance, die es virtuellen Maschinen ermöglichen, mehr Ressourcen des Hypervisor zu nutzen: Unterstützung einer 62-TB-VMDK (Datendatei für virtuelle Maschinen) MSCS-Updates (Microsoft Cluster Service): VMware hat einige zusätzliche Funktionen zur Unterstützung von MSCS eingeführt, darunter: Microsoft Windows Server 2012-Cluster Round-Robin"-Pfad-Policy für gemeinsamen Speicher 1 iscsi-protokoll für gemeinsamen Speicher FCoE-Protokoll (FC over Ethernet) für gemeinsamen Speicher in Bezug auf die Einführung der Round-Robin-Unterstützung Unterstützung für 16-GB-E2E: VMware hat die Unterstützung für 16-GB-Endto-End-FC eingeführt. Sowohl HBAs als auch Array-Controller können mit 16 GB ausgeführt werden, solange der FC-Switch zwischen Initiator und Ziel dies unterstützt. PDL AutoRemove: Diese Funktion wurde in vsphere 5.5 eingeführt und entfernt automatisch ein Gerät von einem Host, wenn das Gerät in einen PDL-Status wechselt. vsphere-replikationsinteroperabilität Aufbewahrung von Multi-Point-in-Time-Snapshots der vsphere-replikation vsphere-flashlesecache XtremIO bietet effizienten Enterprise-Speicher zur Verwendung mit der VMware vsphere 5.5-Cloudinfrastruktur. 1 In vsphere 5.5 wurden einige Änderungen in Bezug auf den von MSCS im Falle eines Service-Failovers verwendeten iscsi-sperrmechanismus vorgenommen. Zur Unterstützung dieser neuen Pfad-Policy wurden Änderungen implementiert, durch die es irrelevant ist, welcher Pfad für die SCSI-Reservierung verwendet wird. Die Reservierung kann über jeden Pfad freigegeben werden. 14

15 Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server 2012 Microsoft SQL Server 2012 ist das Datenbankmanagement- und Analysesystem von Microsoft für E-Commerce-, Geschäftsbereichs- und Data-Warehousing- Lösungen. AlwaysOn SQL Server AlwaysOn bezeichnet die umfassende Lösung für hohe Verfügbarkeit und Disaster Recovery (DR) für SQL Server AlwaysOn umfasst erweiterte Funktionen für bestimmte Datenbanken und ganze Instanzen und bietet Flexibilität für die Unterstützung verschiedener Hochverfügbarkeitskonfigurationen mithilfe von: AlwaysOn-FCI (Failover Cluster Instances) AlwaysOn-AAG (Availability Groups) Diese Lösung durchsucht AAG mit Schwerpunkt auf der Replikationsfunktion auf Transaktionsebene, die den Zugriff auf die nahezu live lesbaren sekundären Replikate von Produktionsdatenbanken bietet. AlwaysOn-Verfügbarkeitsgruppen AAG ist eine Lösung für hohe Verfügbarkeit und Disaster Recovery, die mit SQL Server 2012 eingeführt wurde und es Administratoren ermöglicht, die Verfügbarkeit einer oder mehrerer Benutzerdatenbanken zu maximieren. SQL Server-Instanzen sind so konfiguriert, dass eine einzige primäre Datenbank oder eine Gruppe primärer Datenbanken bis zu vier sekundäre Datenbankkopien auf WSFC-Nodes (Windows Server Failover Cluster) haben kann. Lesbare Columnstore-Indizes Der Columnstore-Index, der in SQL Server 2012 eingeführt wurde, bietet deutlich verbesserte Performance für Data Warehousing-Abfragen. SQL Server 2012-Columnstore-Indizes können nicht dynamisch aktualisiert werden. Microsoft SQL Server 2014 Microsofts Veröffentlichung von SQL Server 2014 verfügt über einige wichtige Funktionen. Neue Speicher-OLTP-Engine Durch das Verschieben ausgewählter Tabellen und gespeicherter Verfahren in den Arbeitsspeicher kann SQL Server 2014 die I/O drastisch senken und die Performance der OLTP-Anwendungen steigern. Die OLTP-Engine im Speicher wurde für viele gleichzeitige Vorgänge entwickelt und verwendet einen Optimistic-Concurrency-Kontrollmechanismus zur Vermeidung von Locking-Verzögerungen. In-Memory OLTP-Tabellen werden in den Arbeitsspeicher kopiert und durch Transaktionsprotokoll-Schreibvorgänge auf Festplatte fixiert. 15

16 Erweiterte Integration von Windows Server 2012 SQL Server 2014 bietet eine verbesserte Integration mit Windows Server 2012: Skalierung auf bis zu 640 logische Prozessoren und 4 TB Arbeitsspeicher in einer physischen Umgebung Skalierung auf bis zu 64 virtuelle Prozessoren und 1 TB Arbeitsspeicher bei Ausführung auf einer virtuellen Maschine Unterstützung der Storage Spaces-Funktion von Windows 2012 R2 zur Erstellung von Tiered-Storage-Pools, die die Performance verbessern Nutzung der Verbesserungen in SMB 3.0 (Server Message Block) zur Schaffung von leistungsfähigem Datenbankspeicher in Dateifreigaben Mit der neuen Funktion SMB Direct können Sie die NIC (Netzwerkschnittstellenkarte) verwenden, um mit der RDMA-Funktion (Remote Direct Memory Access) Zugriffsgeschwindigkeiten auf SMB- Dateifreigaben zu bieten, die der Zugriffsgeschwindigkeit auf lokale Ressourcen ähneln. Verbesserung der Ressourcenkontrolle Die Ressourcenkontrolle in SQL Server 2014 bietet eine neue Funktion für das Management der I/O-Auslastung des Anwendungsspeichers. Die Ressourcenkontrolle kann die physischen I/O-Vorgänge beschränken, die für Benutzerthreads in einem bestimmten Ressourcenpool ausgegeben werden, und ermöglicht so eine besser vorhersagbare Anwendungsperformance. Dies kann genutzt werden, um die Anzahl der I/Os zu beschränken, die an der SQL Server- Instanzgrenze ausgegeben werden. Pufferpoolerweiterung Die Pufferpoolerweiterung bietet eine nahtlose Integration von SSDs als Hochgeschwindigkeits-NVRAM-Erweiterung (Nonvolatile Random Access Memory) für den Standardpufferpool der Datenbank-Engine zur erheblichen Verbesserung des I/O-Durchsatzes. Die neuen Pufferpoolerweiterungen bieten die besten Performancegewinne für leseintensive OLTP-Workloads. Verbesserungen an AlwaysOn Availability Groups Die SQL Server 2014-AAG wurde um Unterstützung für zusätzliche sekundäre Replikate und Windows Azure-Integration ergänzt. Lesbare sekundäre Replikate in SQL Server 2014 sind auch dann für schreibgeschützte Workloads verfügbar, wenn das primäre Replikat nicht verfügbar ist. Aktualisierbare Columnstore-Indizes Columnstore-Indizes in SQL Server 2014 sind aktualisierbar. Sie können die zugrunde liegende Tabelle aktualisieren, ohne den Columnstore-Index zuerst zu deaktivieren. Ein Columnstore-Index in SQL Server 2014 muss alle Spalten in der Tabelle verwenden und kann nicht mit anderen Indizes kombiniert werden. 16

17 Lösungsarchitektur Übersicht In diesem Abschnitt wird die Lösungsarchitektur beschrieben. Die Lösung bietet ein optimales Verhältnis von Kosten zu Performance für geschäftskritische Microsoft SQL Server-Anwendungsumgebungen. Die Datenbanken von SQL Server 2012 und 2014 werden als virtualisierte Datenbanken auf einem XtremIO-Speicherarray bereitgestellt, das aus zwei X- Bricks besteht. Die Umgebung verfügt außerdem über virtualisierte SQL Server- Test-/Entwicklungsinstanzen, die für Test- und Entwicklungszwecke auf die XtremIO-Snapshots der Produktionsdatenbank zugreifen. Architekturdiagramm Abbildung 4 zeigt die logische Architektur dieser Lösung. Abbildung 4. Lösungsarchitektur Die Architektur setzt sich aus dem Folgenden zusammen: Speicherebene: Besteht aus zwei X-Bricks in einem einzigen XtremIO- Cluster (12U, XtremIO-Version 2.4) mit 14,94 TB nutzbarer physischer Kapazität. SQL Server-Datenbankebene: Besteht aus SQL Server 2012 und SQL Server 2014 als Produktionsserver. SQL Server 2012 verfügt über 6 Datenbanken und insgesamt etwa 7 TB Daten. SQL Server 2014 verfügt über 3 Datenbanken und insgesamt etwa 4 TB Daten. Snapshots können bei Bedarf jederzeit auf einen der Mount-Hosts gemountet werden. 17

18 Netzwerkebene: Sie besteht aus 2 IP-Switchen und 2 SAN-Switchen der Director-Klasse, die wir 2 für die Erzeugung einer aktiven Bandbreite von 108 GB/s konfiguriert haben. Die SAN-Switche sind für die Bereitstellung in Speichernetzwerken bestimmt, die virtualisierte Rechenzentren und Unternehmensclouds unterstützen. Physische Server und Virtualisierungsebene: Besteht aus 3 Servern, die insgesamt 120 Intel Core E7-Prozessoren mit 2,9 GHz und insgesamt 2 TB RAM umfassen. Der Rackserver ermöglicht einen leistungsstarken, konsolidierten, virtualisierten Ansatz für eine Microsoft SQL Server- Infrastruktur, was eine flexible Bereitstellung ohne Änderungen an den Anwendungen ermöglicht. Die Server werden mit vsphere 5.5 installiert und als VMware ESXi-Cluster konfiguriert. Der Cluster besteht aus 2 virtuellen SQL Server- Produktionsmaschinen der Enterprise-Klasse (SQL Server 2012 und SQL Server 2014). Außerdem gibt es 3 weitere eigenständige SQL-Server 2 virtuelle SQL Server 2012-Maschinen und 1 virtuelle SQL Server Maschine. Jede virtuelle Maschine ist mit 16 vcpus und 32 GB RAM konfiguriert. Wir haben die Performance durch Ausführung von OLTP-Workloads auf den Datenbanken dieser SQL Server getestet. Hardwareressourcen In Tabelle 2 sind die in der Lösung verwendeten Hardwareressourcen aufgelistet. Tabelle 2. Hardwareressourcen Hardware Menge Konfiguration Speicherarray 1 XtremIO, bestehend aus zwei X-Bricks Server 3 20 Kerne, 2,9-GHz-Prozessoren, 512 GB RAM, einschließlich: 2 x 1-Gbit-Quad-Ethernet-NICs (GbE) 2 x 10-GbE-NICs 2 x 8-Gb-FC-Dual-Port-HBAs LAN-Switche 2 10 GbE, 32-Port, nicht blockierend SAN-Switche 2 FC-Switche der Director-Klasse mit 6 Blades 2 In diesem Dokument bezieht sich wir auf das Engineering-Team von EMC Solutions, das die Lösung validiert hat. 18

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