PRESTAZIONI ELEVATE ED EFFICIENZA EMC PER AMBIENTI ... · VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL...

White paper

Soluzioni EMC

Abstract

Il white paper descrive i vantaggi operativi dei database virtualizzati Microsoft SQL Server 2012 e 2014 implementati in un array All-Flash EMC® XtremIO™ e i miglioramenti apportati dalla soluzione alle funzionalità degli ambienti dipendenti da SQL Server.

Giugno 2014

PRESTAZIONI ELEVATE ED EFFICIENZA EMC PER AMBIENTI MICROSOFT SQL SERVER EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

• Ottimizzazione della produttività molto elevata per i carichi di lavoro OLTP con SQL Server

• Virtualizzazione e consolidamento delle istanze di database • Creazione di copie di snapshot multiple senza alcun impatto

sulle prestazioni • Riduzione del footprint dello storage per più copie di database

Prestazioni elevate ed efficienza EMC per ambienti Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

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P/N H13163

3 Prestazioni elevate ed efficienza EMC per ambienti Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Sommario

Executive Summary .......................................................................................................................... 6 Business case .............................................................................................................................. 6 Solution overview ........................................................................................................................ 6 Principali risultati ......................................................................................................................... 7

Introduzione ..................................................................................................................................... 8 Obiettivo ...................................................................................................................................... 8 Ambito ......................................................................................................................................... 8 Destinatari ................................................................................................................................... 8 Terminologia ................................................................................................................................ 8

Panoramica sulla tecnologia ............................................................................................................ 9 Panoramica .................................................................................................................................. 9 EMC XtremIO ................................................................................................................................ 9

Principali vantaggi ................................................................................................................... 9 Riduzione dei dati in linea ..................................................................................................... 10 Snapshot scrivibili ................................................................................................................ 11 EMC XtremIO Management Server ......................................................................................... 13

VMware vSphere ........................................................................................................................ 13 Microsoft SQL Server .................................................................................................................. 14

Microsoft SQL Server 2012 .................................................................................................... 14 Microsoft SQL Server 2014 .................................................................................................... 15

Architettura della soluzione ........................................................................................................... 17 Panoramica ................................................................................................................................ 17 Diagramma dell'architettura ...................................................................................................... 17 Risorse hardware ....................................................................................................................... 18 Risorse software ........................................................................................................................ 18

Livello di storage: EMC XtremIO ..................................................................................................... 20 Panoramica ................................................................................................................................ 20 Progettazione dello storage ....................................................................................................... 20

Considerazioni sulla progettazione dello storage dei database ............................................. 20 Dettagli di progettazione dello storage .................................................................................. 22

Progettazione dei database Microsoft SQL Server .......................................................................... 24 Panoramica ................................................................................................................................ 24 Progettazione dello storage del database OLTP .......................................................................... 24 Profilo del database OLTP .......................................................................................................... 24 Progettazione del database OLTP ............................................................................................... 24


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Livello di rete .................................................................................................................................. 26 Panoramica ................................................................................................................................ 26 Best practice per la rete SAN ...................................................................................................... 26 Best practice per la rete IP ......................................................................................................... 26 Best practice per la rete VMware vSphere .................................................................................. 26

Livello dei server fisici e livello di virtualizzazione ......................................................................... 27 Panoramica ................................................................................................................................ 27 Risorse di elaborazione e di storage........................................................................................... 27 Virtualizzazione della rete .......................................................................................................... 28

Considerazioni sulla progettazione ................................................................................................ 29 Panoramica ................................................................................................................................ 29 Best practice per la configurazione di EMC XtremIO ................................................................... 29

Configurazione degli switch Fibre Channel ............................................................................ 29 Configurazione del server ...................................................................................................... 29 Configurazione del multipathing nativo di vSphere ............................................................... 31

Test delle prestazioni e convalida .................................................................................................. 33 Panoramica ................................................................................................................................ 33 Note sui risultati ........................................................................................................................ 33 Obiettivi del test ........................................................................................................................ 33 Scenari di test ............................................................................................................................ 34 Test delle prestazioni con carichi di lavoro OLTP ........................................................................ 34

Metodologia dei test ............................................................................................................. 34 Procedura dei test ................................................................................................................. 34 Risultati del test .................................................................................................................... 35 Prestazioni del sistema EMC XtremIO .................................................................................... 36 Prestazioni di SQL Server 2012 e SQL Server 2014 a confronto ............................................. 36

Test delle prestazioni di sistema con le snapshot di EMC XtremIO ............................................. 38 Metodologia dei test ............................................................................................................. 39 Procedura dei test ................................................................................................................. 39 Risultati del test .................................................................................................................... 40

Analisi della riduzione dei dati di EMC XtremIO .......................................................................... 43 Riduzione dei dati conveniente in termini di costo ................................................................ 43 Tasso di deduplica ................................................................................................................ 44

Conclusioni .................................................................................................................................... 45 Riepilogo ................................................................................................................................... 45 Finding ....................................................................................................................................... 45


Bibliografia .................................................................................................................................... 46 Documentazione EMC ................................................................................................................ 46

White paper .......................................................................................................................... 46 Documentazione del prodotto ............................................................................................... 46

EMC XtremIO .............................................................................................................................. 46 Documentazione di VMware ....................................................................................................... 46 Documentazione di Microsoft SQL Server ................................................................................... 46


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Executive Summary

Negli attuali e sempre più complessi ambienti di business, le aziende sono sollecitate a ottimizzare i processi e a migliorare i servizi. Inoltre, i requisiti relativi ad availability dei dati e prestazioni dell'infrastruttura IT sono più elevati, a causa di:

• Carichi di lavoro con alta intensità di transazioni

• Applicazioni in cui il tempo rappresenta un fattore critico e Service Level Agreement più complessi

• Applicazioni chiavi in mano e applicazioni di terze parti con sensibilità elevata per i tempi di risposta I/O

• Replica dei database delle applicazioni utilizzate da processi aziendali di supporto come funzioni di sviluppo, test e generazione di report sulla Business Intelligence (BI)

• Necessità di architetture altamente disponibili

Nella maggior parte degli ambienti, le aziende hanno necessità di creare copie dei dati di produzione, con impatto minimo sul sistema e ridestinazione sicura delle copie, in modo che i dati possano essere utilizzati dai team aziendali all'interno dell'organizzazione. In genere, si deve attendere ore o giorni per accedere alle copie dei dati di produzione. Tale ritardo riduce la loro efficacia per attività quali insight della Business Intelligence, attività di test e sviluppo, integrità dei dati, convalida e auditing.

Man mano che le aziende cercano di migliorare la disponibilità dei dati, si verificano problemi se la soluzione tecnologica non può soddisfare le aspettative, quali ad esempio:

• Configurazione complessa per gli ambienti SQL Server per scopi di produzione, test/sviluppo e analisi

• Funzionalità limitate di gestione di più copie di database per scopi di lettura e scrittura, senza influire sulle prestazioni di produzione o sostenere costi elevati per gli ambienti ad alte prestazioni duplicati

• Personale che deve occuparsi di troppe operazioni e aumento dei costi associati a strumenti di terze parti, a causa di metodi di backup e ripristino non completi

Le aziende che utilizzano Microsoft SQL Server devono prendere in considerazione nuovi approcci per affrontare le continue sfide in termini di gestione della capacità e prestazioni operative. Attualmente, devono considerare sistemi che forniscono livelli di prestazioni più elevati, riducendo al minimo la complessità e i costi operativi.

La collaborazione tra Microsoft ed EMC è di importanza cruciale per fornire soluzioni di classe enterprise a prestazioni e availability elevate per gli ambienti SQL Server. Con EMC® XtremIO™, EMC fornisce una soluzione di storage ottimizzata per le prestazioni estreme dei database OLTP (Online Transactional Processing) per SQL Server e garantisce la possibilità di ottenere la massima efficienza dalle altre risorse di sistema, ad esempio CPU e memoria.

Business case

Solution overview


Il provisioning dello storage per ottenere prestazioni ottimali dei database è sempre stato un processo complesso e di lunga durata, che richiede competenze avanzate in merito al database stesso e non solo ai sistemi di storage. L'array All-Flash di EMC XtremIO risponde a condizioni mutevoli, come i picchi di elaborazione delle transazioni e le query complesse, e supporta gli ambienti di sviluppo e di test con copie aggiornate dei database di produzione.

Con le funzionalità di snapshot basate su array di EMC XtremIO, questa soluzione non solo fornisce la tecnologia di ripristino quasi istantaneo per ridurre al minimo il tempo di inattività successivo al verificarsi di un problema del database (perdita di dati, danneggiamento logico e così via), ma consente anche accessibilità ai dati più veloce, semplice ed efficiente in termini di costo, che migliora la Business Intelligence e l'analisi.

Gli array All-Flash di EMC XtremIO risolvono le difficoltà legate allo storage su database grazie a:

• Creazione di un volume con pochi clic e inserimento al suo interno dell'intera struttura del database. Nessun obbligo di effettuare pianificazione, provisioning, operazioni di tuning.

• Utilizzo automatico di tutte le risorse del sistema di storage, come unità SSD e controller, sempre.

• Scale-out del sistema EMC XtremIO e aumento delle prestazioni se i requisiti sono superiori a quanto offre un array EMC XtremIO a X-Brick singolo.

• Eliminazione delle complessità utilizzando le snapshot di EMC XtremIO per gestire più istanze e più copie dei database.

La soluzione mostra che lo storage array All-Flash EMC XtremIO fornisce:

• Configurazione semplice e rapida con tuning dello storage minimo o nullo. EMC XtremIO funziona in maniera trasparente sia negli ambienti SQL Server virtualizzati che negli ambienti fisici ed è semplice da gestire e da controllare.

• Supporto per i carichi di lavoro transazionali più complessi di SQL Server 2012 e SQL Server 2014, con un throughput che può superare facilmente 200.000 IOPS per una configurazione a due X-Brick, mantenendo al tempo stesso una latenza inferiore al millisecondo.

• Considerevole risparmio di footprint di storage utilizzando la riduzione dei dati in linea e le snapshot di EMC XtremIO, che nella configurazione osservata offrono un'efficienza complessiva di 16:1.

• Copie dei dati quasi in tempo reale e ad alte prestazioni utilizzando la tecnologia snapshot di EMC XtremIO senza costi misurabili, fornendo al contempo un ripristino quasi immediato dei dati di produzione, anche nell'ordine di TB di dati.

Principali risultati


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Introduzione

Questo white paper descrive una soluzione altamente disponibile e scalabile per Microsoft SQL Server, implementata in un ambiente vSphere virtualizzato con storage EMC XtremIO. Il white paper dimostra inoltre che le snapshot in lettura/scrittura di EMC XtremIO forniscono ambienti di sviluppo e generazione di report ad alta efficacia, senza alcun impatto sulle prestazioni dei server di produzione consolidati.

Il white paper dimostra quanto segue:

• La soluzione è in grado di migliorare le prestazioni di SQL Server 2012 e 2014, fornendo nuove funzionalità e semplificando la configurazione dell'ambiente

• Le snapshot in lettura/scrittura di EMC XtremIO consentono la creazione immediata di copie di database multiple, con un impatto minimo sulle prestazioni per i database di produzione

Il white paper è rivolto a Microsoft SQL Server Database Administrator (DBA), amministratori VMware, Storage Administrator, IT Architect e responsabili tecnici della progettazione, creazione e gestione di database Microsoft SQL Server, infrastrutture e data center.

In questo documento viene adottata la terminologia riportata di seguito.

Tabella 1. Terminologia

Termine Definizione

Sincronizzazione dei dati Il processo tramite il quale le modifiche a un database primario vengono riprodotte su un database secondario.

OLTP Le applicazioni tipiche OLTP (Online Transaction Processing) includono l'elaborazione delle transazioni di immissione e retrieval dei dati.

Round Robin Il Round Robin utilizza una policy di selezione automatica dei percorsi per ruotare in tutti i percorsi disponibili e consentire la distribuzione del carico su tutti i percorsi configurati. Il Round Robin può costituire una delle modalità di selezione dei percorsi più efficaci per quanto riguarda le prestazioni. Il successivo percorso di I/O disponibile nell'elenco è selezionato senza alcun fattore di determinazione. Se, ad esempio, si dispone di sei I/O nella coda di storage, i percorsi da 1 a 6 vengono usati in ordine seguente.

VMDK Un file di dati delle virtual machine per VMware.

Obiettivo

Ambito

Destinatari

Terminologia


Panoramica sulla tecnologia

I componenti tecnologici principali utilizzati in questo white paper sono:

• EMC XtremIO

• VMware vSphere

• Microsoft SQL Server

Lo storage array EMC XtremIO è un sistema All-Flash basato su un'architettura scale-out. Il sistema utilizza fondamenta denominate X-Brick, che possono essere unite in cluster per accrescere le prestazioni e la capacità, in base alle necessità. Questa soluzione utilizza due X-Brick raggruppati in un cluster come un unico sistema di storage logico.

Principali vantaggi

EMC XtremIO sfrutta la tecnologia Flash per offrire servizi di valore nei seguenti aspetti principali:

• Prestazioni: indipendentemente dall'intensità di occupazione del sistema e dall'utilizzo della capacità dello storage, latenza e throughput restano sempre prevedibili e costanti in modo omogeneo. La latenza all'interno dell'array per una richiesta di I/O è in genere molto inferiore a un millisecondo (ms). La Figura 1 mostra un esempio del dashboard di EMC XtremIO utilizzato per monitorare le prestazioni.

Figura 1. Dashboard delle applicazioni di storage management di EMC XtremIO

• Scalabilità: basato su architettura scale-out, il sistema di storage EMC XtremIO a X-Brick singolo è uno dei componenti base. Più X-Brick possono essere riuniti in cluster per aumentare prestazioni e capacità. Le prestazioni scalano in modo lineare, in modo da garantire che, rispetto alla configurazione a X-Brick singolo, quella a due X-Brick fornisce il doppio di IOPS e quella a quattro X-Brick il quadruplo di IOPS, mentre la latenza rimane costantemente bassa nonostante lo scale-out del sistema. Gli array EMC XtremIO supportano lo scale-out a qualsiasi livello di prestazioni o di capacità, come mostrato nella Figura 2.

Panoramica

EMC XtremIO


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Figura 2. Unità di dimensionamento X-Brick

• Riduzione dei dati: il motore di EMC XtremIO core implementa la riduzione dei dati in linea in base al contenuto. EMC XtremIO riduce (ovvero deduplica) i dati automaticamente non appena vengono immessi nel sistema. In questo modo si riduce il quantitativo di dati scritti su Flash, si incrementa la longevità dei supporti e si abbattono i costi. Questi volumi sono sempre sottoposti a thin provisioning senza alcuna perdita in prestazioni, overprovisioning della capacità o frammentazione.

• Protezione dei dati: EMC XtremIO sfrutta un algoritmo proprietario di protezione dei dati ottimizzato per Flash (XtremIO Data Protection o XDP), che fornisce protezione dei dati superiore e abilita prestazioni nettamente superiori a qualsiasi algoritmo RAID esistente. Grazie alle ottimizzazioni offerte da XDP, si riduce il numero di scritture nei supporti Flash ai fini della protezione dei dati.

• Funzionalità: EMC XtremIO supporta prestazioni elevate e snapshot efficienti a livello di spazio, riduzione dei dati in linea, thin provisioning, integrazione totale vSphere VAAI, integrazione con supporto per Fibre Channel (FC), oltre a essere compatibile con i protocolli iSCSI.

• Semplicità: non è necessario scegliere il tipo di RAID, creare un RAID group o decidere se consentire il thin provisioning o la deduplica. Queste funzioni sono già integrate nel sistema. Il provisioning dello storage con EMC XtremIO è facile come decidere le dimensioni di una LUN che si desidera creare.

Riduzione dei dati in linea

La riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO fornisce una serie di vantaggi, tra cui:

• Riduzione dei dati conveniente in termini di costo e aumento di prestazioni e affidabilità

• Scale-out semplificato

• Riduzione dei dati in linea, globale e sempre attiva

• Miglioramento delle prestazioni dell'array

• Durata estesa della tecnologia Flash


Deduplica, riduzione dei dati e scale-out Uno dei principali vantaggi offerti da EMC XtremIO è la deduplica integrata, ottimizzata al 100% per le Flash drive (SSD), sempre attiva e che non richiede configurazione, amministrazione o tuning.

Mentre le prestazioni Flash sono altamente auspicabili, il costo può essere proibitivo. Con la tecnologia di riduzione dei dati in tempo reale di EMC XtremIO è possibile mantenere una capacità logica che spesso supera ampiamente la capacità fisica Flash del sistema.

Il costo effettivo di EMC XtremIO può essere inferiore a quello di un array tradizionale per la stessa quantità di dati, caratteristica che lo rende estremamente interessante rispetto ad altre soluzioni basate su Flash.

Grazie alla riduzione dei dati, la capacità del sistema EMC XtremIO possono espandersi oltre lo storage fisico. La capacità logica effettiva di un X-Brick singolo può essere notevolmente superiore alla sua capacità Flash nominale, in ambienti che contengono informazioni altamente duplicate.

Riduzione dei dati in linea, globale e sempre attiva In passato, le tecniche di riduzione dei dati venivano relegate a carichi di lavoro secondari, ad esempio backup e archiviazione, perché influivano negativamente sulle prestazioni. Al contrario, la tecnologia di riduzione dei dati di EMC XtremIO non solo non causa perdita di prestazioni, ma accelera anche la riduzione dei dati.

La riduzione dei dati viene eseguita tra tutti i volumi logici dell'array e in tutte le unità X-Brick presenti in un cluster. Il rapporto di riduzione dei dati risulta estremamente ottimizzato, dal momento che il processo non è limitato a un solo volume.

La riduzione dei dati integrata di EMC XtremIO è sempre attiva e non richiede alcuna attività di amministrazione.

Durata estesa delle Flash drive La riduzione dei dati di EMC XtremIO estende la durata di Flash. Riducendo i dati in transito è possibile evitare le scritture e aumentare la resistenza Flash, dal momento che i cicli di scrittura Flash rimangono disponibili per i dati univoci.

Miglioramento delle prestazioni dell'array In uno storage EMC XtremIO, maggiore è la riduzione dei dati, maggiore sarà la velocità dell'array.

La riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO riduce i dati in tempo reale nel percorso dati e non necessita di operazioni di post-elaborazione. In questo modo migliorano prestazioni, coerenza, prevedibilità e vengono aggiunti meno I/O sulle Flash drive.

Snapshot scrivibili

EMC XtremIO rende le snapshot utili per scopi che vanno oltre la protezione dei dati, trasformandole in enabler chiave di miglioramenti significativi della produttività grazie a:

• Creazione del numero necessario di copie scrivibili dei volumi di produzione con un ingombro di storage ridotto

• Consolidamento di copie per test/sviluppo, data warehousing, Business Intelligence e carichi di lavoro dell'applicazione

• Gestione del ciclo di vita flessibile del database


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Le snapshot di EMC XtremIO equivalgono ai volumi di produzione in termini di prestazioni, proprietà e funzionalità; ciò significa che una snapshot di EMC XtremIO può essere considerata alla stessa stregua del volume di produzione.

La Figura 3 mostra il funzionamento di EMC XtremIO in un ambiente che richiede grandi quantità di dati da una snapshot scrivibile, per scopi di test/sviluppo e Quality Assurance.

Figura 3. Snapshot di EMC XtremIO

Le snapshot di EMC XtremIO offrono agli utenti non solo un'immagine di tipo clone, che può essere utilizzata come piattaforma di prova, ma anche la possibilità di ridurre i costi di creazione e conservazione di molte di tali immagini. Ciò consente a molte applicazioni di utilizzare i dati di produzione a scopo di sviluppo, secondo necessità, e rende disponibili i dati per esigenze di business intelligence o Quality Assurance.

I vantaggi delle snapshot comprendono:

• Intrinsecamente scrivibili, non di sola lettura

Integrate nei metadati I metadati sono necessari solo per le scritture globalmente univoche. Non sono richieste intere copie di metadati come in altre implementazioni di snapshot.

Possibilità di utilizzo delle snapshot come volumi di produzione in tempo reale, senza obbligo di creare una snapshot scrivibile o di generare istanze della snapshot per l'accesso in lettura e scrittura


• Efficienza in termini di spazio e dei metadati

Le snapshot non necessitano di struttura completa dei metadati

I metadati comuni vengono condivisi tra produzione e la snapshot

Utilizzo dello spazio solo per blocchi di dati nuovi e univoci e per i metadati associati

Deduplica e thin provisioning sempre attivi

Abilita il consolidamento in modo conveniente

• Massime prestazioni, scalabilità e risparmio

Creazione immediata di una snapshot completa

Nessun impatto sulle prestazioni di sistema

Nessun sovraccarico forzato dalle copie

Nessun bloat dei metadati

Dati e metadati penalizzati al minimo dall'eliminazione

• Flessibilità

Possibilità di eseguire e conservare il numero desiderato di snapshot, in base alle esigenze

Possibilità di eseguire snapshot di snapshot a qualsiasi livello

Possibilità di realizzare qualsiasi topologia della struttura ad albero delle snapshot, in base alle esigenze

Possibilità di rimuovere le snapshot o i volumi padre in base alle esigenze

EMC XtremIO Management Server

EMC XtremIO Management Server (XMS) è un server dedicato standalone basato su Linux, che viene utilizzato per monitorare l'attività di sistema di EMC XtremIO. XMS può essere sia un server fisico che virtuale. Se viene scollegato da XMS, l'array continua a funzionare ma non può essere configurato o monitorato.

VMware vSphere è una piattaforma di virtualizzazione completa e affidabile, che consente di virtualizzare applicazioni business-critical con pool di risorse dinamiche, garantendo livelli senza precedenti di flessibilità e affidabilità. Trasforma le risorse fisiche di un computer virtualizzando la CPU, la RAM, il disco rigido e il controller di rete. Questa trasformazione consente di creare virtual machine perfettamente efficienti, che eseguono applicazioni e sistemi operativi incapsulati e isolati.

VMware vSphere 5.5 è il sistema operativo per i data center virtuali VMware. Continua a trasformare l'infrastruttura IT nell'utility più efficiente, condivisa e on-demand, grazie all'availability integrata, alla scalabilità, ai servizi di sicurezza per tutte le applicazioni e alla gestione automatizzata, semplice e proattiva.

vSphere 5.5 oggi consente a un computer virtuale di utilizzare più risorse dall'hypervisor, grazie ai seguenti miglioramenti, apportati a livello di prestazioni e scalabilità:

• Supporto dei file di dati delle virtual machine (VMDK) per 62 TB

VMware vSphere


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• Aggiornamenti di Microsoft Cluster Service (MSCS): VMware ha introdotto una serie di funzionalità aggiuntive per supportare MSCS, tra cui:

Cluster di Microsoft Windows 2012

Policy dei percorsi Round Robin per lo storage condiviso1

Protocollo iSCSI per lo storage condiviso

Protocollo Fibre Channel over Ethernet (FCoE) per lo storage condiviso con riferimento all'introduzione del supporto Round Robin

• Supporto E2E da 16 GB VMware ha introdotto il supporto FC end-to-end da 16 GB. Sia gli HBA che i controller degli array possono essere eseguiti a 16 GB, purché lo switch FC tra l'initiator e la destinazione supporti 16 GB.

• PDL AutoRemove: introdotta con vSphere 5.5, questa funzionalità consente di rimuovere automaticamente un dispositivo da un host quando il dispositivo entra in uno stato PDL.

• Interoperabilità di vSphere Replication

• Conservazione delle snapshot a più point-in-time di vSphere Replication

• vSphere Flash Read Cache

EMC XtremIO offre storage di livello enterprise efficiente, che funziona nella cloud infrastructure di VMware vSphere 5.5.

Microsoft SQL Server 2012

Microsoft SQL Server 2012 è il sistema di gestione e analisi di database di Microsoft per le soluzioni di e-commerce, linea di business e data warehousing.

AlwaysOn SQL Server AlwaysOn si riferisce alla soluzione completa di high availability e disaster recovery (DR) per SQL Server 2012. AlwaysOn offre funzionalità avanzate sia per i database specifici che per tutte le istanze, fornendo la flessibilità necessaria per supportare varie configurazioni di high availability grazie a:

• Istanze del cluster di failover (FCI) AlwaysOn

• Gruppi di disponibilità AlwaysOn

Questa soluzione esplora i gruppi di disponibilità AlwaysOn, con particolare attenzione alla funzionalità di replica a livello transazionale, che consente di accedere alle repliche secondarie leggibili quasi in tempo reale dei database di produzione.

Gruppi di disponibilità AlwaysOn Con Gruppi di disponibilità AlwaysOn viene indicata una funzionalità di disaster recovery e high-availability introdotta in SQL Server 2012, che consente agli amministratori di ottimizzare l'availability per uno o più database utente. Le istanze di SQL Server sono configurate in modo che un singolo database primario o un gruppo di database primari possa disporre di un massimo di quattro copie di database secondario che risiedono sui nodi di Windows Server Failover Clustering (WSFC).

1 Sono state apportate molte modifiche a vSphere 5.5 per quanto riguarda il meccanismo di blocco SCSI utilizzato da MSCS quando si verifica un failover dei servizi. Per facilitare questa nuova policy dei percorsi, sono state implementate modifiche grazie alle quali è irrilevante quale percorso viene utilizzato per la prenotazione SCSI; qualsiasi percorso può annullare la prenotazione.

Microsoft SQL Server


Indici columnstore leggibili L'indice columnstore introdotto in SQL Server 2012 fornisce prestazioni migliorate per i tipi di query di data warehousing.

Gli indici columnstore di SQL Server 2012 non possono essere aggiornati in modo dinamico.

Microsoft SQL Server 2014

La release di Microsoft SQL Server 2014 dispone di numerose funzionalità valide.

Engine OLTP In-Memory Spostando le tabelle selezionate e le stored procedure in memoria, SQL Server 2014 è in grado di ridurre drasticamente il traffico di I/O e di migliorare le prestazioni delle applicazioni OLTP.

L'engine OLTP in-memory è stato progettato per un livello elevato di concorrenza e utilizza un meccanismo ottimistico di controllo della concorrenza, per eliminare i ritardi delle operazioni di blocco. Le tabelle OLTP in-memory vengono copiate nella memoria e rese permanenti mediante le scritture del log delle transazioni su disco.

Integrazione migliorata con Windows Server 2012 SQL Server 2014 offre integrazione migliorata con Windows Server 2012:

• Scalabilità fino a 640 processori logici e 4 TB di memoria in un ambiente fisico

• Scalabilità fino a 64 processori virtuali e 1 TB di memoria quando è in funzione su una virtual machine

• Supporto della funzionalità Spazi di archiviazione di Windows 2012 R2 per creare tiered storage pool in grado di migliorare le prestazioni

• Utilizzo di Server Message Block (SMB) 3.0 e delle relative migliorie per ottenere prestazioni elevate dello storage di database su file share

Con la nuova funzionalità SMB Direct, è possibile utilizzare la funzionalità RDMA (Remote Direct Memory Access) delle schede NIC, per fornire velocità di accesso per file share SMB simili alla velocità di accesso per le risorse locali.

Miglioramenti a Resource Governor Resource Governor di SQL Server 2014 fornisce una nuova funzionalità per gestire l'utilizzo dello storage delle applicazioni I/O. Resource Governor può limitare gli I/O fisici generati per i thread utente in un determinato pool di risorse, consentendo di ottenere prestazioni delle applicazioni più prevedibili. Può essere utilizzato per contenere il numero di I/O generati al limite dell'istanza di SQL Server.

Estensione del pool di buffer L'estensione del pool di buffer fornisce integrazione completa delle unità SSD come estensione NVRAM ad alta velocità per il pool di buffer standard dell'engine di database, al fine di migliorare in modo significativo il throughput di I/O. Le nuove estensioni del pool di buffer consentono di massimizzare le prestazioni per i carichi di lavoro OLTP a intensa attività di lettura


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Miglioramenti a Gruppi di disponibilità AlwaysOn La funzionalità Gruppi di disponibilità AlwaysOn di SQL Server 2014 è stata potenziata con il supporto per repliche secondarie aggiuntive e con l'integrazione di Windows Azure.

Le repliche secondarie leggibili in SQL Server 2014 sono disponibili per i carichi di lavoro in sola lettura, anche quando la replica principale non è disponibile.

Indici columnstore aggiornabili Gli indici columnstore in SQL Server 2014 possono essere aggiornati. È possibile eseguire gli aggiornamenti nella tabella sottostante senza prima disattivare l'indice columnstore. Un indice columnstore di SQL Server 2014 deve utilizzare tutte le colonne nella tabella e non può essere combinato con altri indici.


Architettura della soluzione Questa sezione descrive l'architettura della soluzione.

La soluzione offre un rapporto ottimale tra costo e prestazioni per gli ambienti di applicazioni mission-critical di Microsoft SQL Server. I database di SQL Server 2012 e 2014 sono implementati come database virtualizzati su uno storage array EMC XtremIO costituito da due X-Brick. Sono presenti anche istanze di SQL Server virtualizzate di test/sviluppo nell'ambiente che accede alle snapshot EMC XtremIO del database di produzione, per scopi di test e sviluppo.

La Figura 4 mostra l'architettura logica della soluzione.

Figura 4. Architettura della soluzione

L'architettura è costituita da:

• Livello di storage: comprende due X-Brick in un unico cluster di EMC XtremIO (12U, versione 2.4 di EMC XtremIO) con 14,94 TB di capacità fisica utilizzabile.

• Livello di database SQL Server: comprende sia SQL Server 2012 che SQL Server 2014 come server di produzione. SQL Server 2012 dispone di sei database e un totale di circa 7 TB di dati. SQL Server 2014 dispone di tre database e un totale di circa 4 TB di dati. È possibile eseguire il mount delle snapshot su uno qualsiasi dei mount host in qualunque momento, in base alle esigenze.

Panoramica

Diagramma dell'architettura


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• Livello di rete: comprende due switch IP e due switch SAN di classe director, che abbiamo2

• Livello dei server fisici e livello di virtualizzazione: comprende tre server che utilizzano un totale di 120 core di processore Intel E7 con processori da 2,9 GHz e 2 TB complessivi di RAM. Il server rack consente un approccio virtualizzato, consolidato e ad alte prestazioni all'infrastruttura di Microsoft SQL Server, che si traduce in flessibilità di implementazione senza la necessità di modificare le applicazioni. I server sono installati con vSphere 5.5 e sono configurati come cluster VMware ESXi. Il cluster è composto da due virtual machine SQL Server di produzione di classe enterprise (SQL Server 2012 e SQL Server 2014). Sono presenti anche tre ulteriori SQL Server standalone: due virtual machine SQL Server 2012 e una virtual machine SQL Server 2014. Ogni virtual machine è configurata con 16 vCPU e 32 GB di RAM.

configurato per produrre una larghezza di banda attiva di 108 GB/s. Gli switch SAN sono progettati per l'implementazione in reti di storage che supportano data center virtualizzati e cloud di livello enterprise.

Abbiamo esaminato le prestazioni eseguendo carichi di lavoro OLTP sui database dei suddetti SQL Server.

La Tabella 2 elenca le risorse hardware utilizzate nella soluzione.

Tabella 2. Risorse hardware

Hardware Quantità Configurazione

Storage array 1 EMC XtremIO costituito da due X-Brick

Server 3 20 core, processori da 2,9 GHz, 512 GB di RAM e:

• 2 schede NIC Ethernet (GbE) a quattro porte da 1 Gb/s

• 2 schede NIC da 10 GbE

• 2 HBA a due porte FC da 8 Gb

Switch LAN 2 10 GbE, 32 porte senza blocchi

Switch SAN 2 Switch di classe director FC con 6 blade

La Tabella 3 contiene un elenco delle risorse software utilizzate in questa soluzione.

Tabella 3. Risorse software

Software Versione Note

EMC XtremIO 2.2.4 Storage All-Flash

VMware vSphere 5.5 Hypervisor contenente tutte le virtual machine

VMware vCenter 5.5 Gestione di vSphere

Microsoft Windows 2012 R2 Sistema operativo per database server

2 In questo white paper, la prima persona plurale si riferisce al team di engineering EMC che ha convalidato la soluzione.

Risorse hardware

Risorse software


Software Versione Note

Microsoft SQL Server 2012 SP1 Enterprise Edition

Database

Microsoft SQL Server 2014 RTM Enterprise Edition

Database

Microsoft BenchCraft TPC-E Toolkit

1.12.0-1026 Benchmark TPC-E e strumento per carichi di lavoro OLTP


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Livello di storage: EMC XtremIO

EMC XtremIO utilizza la progettazione scale-out multi-controller e il fabric RDMA per conservare tutti i metadati nella memoria.

Ciò rende gli array EMC XtremIO resistenti alle variazioni dei carichi di lavoro, indipendentemente dalle dimensioni delle LUN, dai modelli di accesso (casuale o sequenziale) o dall'eventuale presenza di una posizione di riferimento. Le prestazioni sono sempre coerenti e prevedibili.

La necessità di un'accurata e scrupolosa progettazione di storage per ottimizzare le prestazioni non è più necessaria. Ad esempio, i carichi di lavoro del database tempdb possono coesistere nella stessa LUN con relativi log delle transazioni, che prevedono operazioni di scrittura intensive, con prestazioni sempre eccellenti. Con thin provisioning integrato, lo storage viene allocato solo quando necessario. Ciò consente ai DBA di creare LUN di dimensioni maggiori per far fronte alla crescita futura o imprevista dei database, evitando lo spreco di spazio fisico sullo storage.

Ma, soprattutto, le operazioni con grandi quantità di metadati quali la riduzione dei dati in linea, le allocazioni di thin provisioning e le operazioni di copia interne dell'array sono eseguite interamente nella memoria, immediatamente e senza alcun impatto sulle operazioni di I/O.

Considerazioni sulla progettazione dello storage dei database

Le prestazioni sono il primo aspetto da considerare nella progettazione dello storage di database di tier 1, ma nelle progettazioni tradizionali di storage garantire adeguate prestazioni implica complessità e costi elevati.

La progettazione dello storage di database solitamente richiede spazio libero a tutti i livelli dello stack di storage, dallo spazio per i dati effettivi dei database allo spazio allocato per i file di dati e i file di log.

Se un database esaurisce lo spazio dei file di dati, l'istanza di database non è in grado di eseguire il commit delle nuove transazioni ed è richiesto un intervento manuale immediato per evitare blocco del database e perdita di dati. È fondamentale che la linea di business non sia compromessa. Se è abilitata l'estensione automatica del file di database, SQL Server assegna automaticamente porzioni aggiuntive di storage su disco per evitare il problema, ma in genere tale operazione influisce sulle prestazioni del database e, se utilizzata in modo indiscriminato, rischia di provocare la frammentazione ripetuta dei file di dati sui dischi, che può ulteriormente influire sulle prestazioni.

Le best practice EMC e Microsoft SQL Server consigliano di configurare i file di dati di SQL Server con dimensioni dal 10 al 20 per cento maggiori rispetto alle dimensioni attuali o previste del database. Eseguire questa operazione richiede spazio libero a livello di volume NTFS e, di conseguenza, lo spazio di storage sottostante viene bloccato finché è necessario, senza valore percepibile. Una finestra di manutenzione e un intervento manuale sono necessari se il volume NTFS necessita di espansione.

È difficile bilanciare la quantità di spazio libero su disco da allocare in fase di progettazione, poiché si tratta di spazio che non avrà un utilizzo immediato rispetto alla quantità di spazio libero subito disponibile per la crescita dei dati.

Panoramica

Progettazione dello storage


La Figura 5 mostra un esempio di spazio utilizzato in modo inefficiente in un database da 1 TB. Questo problema si verifica spesso negli ambienti di database, con più database e file di log su numerose istanze di SQL Server, con un aggravio dei costi e un peggioramento delle complessità di gestione.

Figura 5. Pianificazione del consumo della capacità di storage tradizionale

In questo esempio è disponibile 1 TB di dati, ma sono necessari almeno 1,58 TB dello spazio di storage allocato in base alle best practice per la pianificazione di storage tradizionali. È evidente che siamo di fronte a uno spreco del 58% circa dell'allocazione dello storage fisico, al fine di disporre di spazio libero.

La Figura 6 mostra il modo in cui un database da 1 TB può utilizzare facilmente meno di 1 TB dell'allocazione di storage fisico su EMC XtremIO e soddisfare comunque i requisiti di spazio logico libero per la pianificazione dello storage.

Figura 6. Pianificazione del consumo della capacità di storage di EMC XtremIO

Con EMC XtremIO, se si utilizza il thin provisioning (allocazione on-demand) e la deduplica, un database da 1 TB richiede meno di 1 TB di spazio fisico allocato. Le complessità operative possono essere eliminate allocando quanto più spazio di LUN, di file system virtuale e quindi di volumi NTFS possibile, come richiesto dall'inizio, poiché lo storage è allocato solo on-demand.


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Dettagli di progettazione dello storage

Per questa soluzione, EMC XtremIO è implementato in un cluster da due X-Brick configurato per impostazione predefinita con EMC XtremIO XDP, al fine di fornire una capacità fisica di 14,94 TB, come illustrato nella Figura 7.

Figura 7. Riquadro relativo allo storage del dashboard di EMC XtremIO Storage Management Application

Con EMC XtremIO, gli I/O casuali e gli I/O sequenziali generati dal database vengono gestiti allo stesso modo, poiché i dati sono randomizzati e distribuiti in modo equilibrato nell'intero array. La progettazione di storage per il database Microsoft SQL Server può essere semplificata rispetto alle tecniche tradizionali di provisioning.

Per questa soluzione le dimensioni del volume sono standardizzate, per la massima semplicità di implementazione, come illustrato nella Tabella 4. Sfruttando i vantaggi offerti dal thin provisioning, l'allocazione dei volumi di dimensioni maggiori non spreca storage fisico e lascia spazio per la crescita.

Tabella 4. Progettazione dello storage di Microsoft SQL Server su EMC XtremIO

Nome volume Scopo volume Dimensioni LUN

SQL_OS Volume di installazione del sistema operativo Microsoft Windows 2012 R2 e del software SQL Server; viene utilizzato per più virtual machine come VMDK nello stesso datastore

1 TB

SQL_DB Volumi dei file di dati del database Microsoft SQL Server

2 TB

SQL_log Volumi del file di log dei database Microsoft SQL Server

500 GB

Tempdb Volumi tempdb di Microsoft SQL Server 1 TB


Per i database di produzione, i volumi sono creati e presentati alla virtual machine per essere utilizzati con le virtual machine di Microsoft SQL Server, come illustrato nella Tabella 5.

Tabella 5. Assegnazione di volume/LUN per il database OLTP

Controllo Dimensioni volume Tipo volume

OS 120 GB VMDK sul volume di LUN/VMFS, OS

Installazione di SQL Server e database dei sistemi

120 GB VMDK sul volume di LUN/VMFS, OS

Dati di SQL Server 2 TB VMDK o RDM

Log di SQL Server 500 GB VMDK o RDM

Tempdb 1 TB VMDK o RDM

Nota: le prestazioni e la disponibilità dei volumi VMDK o RDM sono molto simili, pertanto qualsiasi scelta è ragionevole, in base ai diversi requisiti di progettazione. Alcune tecnologie, come Windows Failover Clustering, richiedono RDM quando eseguono il clustering nella virtual machine, al fine di supportare le prenotazioni SCSI-3.


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Progettazione dei database Microsoft SQL Server

In questa soluzione, due istanze virtualizzate con database transazionali OLTP (uno su Microsoft SQL Server 2012 e uno su Microsoft SQL Server 2014) sono state create su un cluster high availability (HA) di vSphere.

Come mostra la Tabella 5 a pagina 23, abbiamo utilizzato sei volumi di database da 2 TB per archiviare i file di database rilevanti, inclusi i file di dati, i file di log delle transazioni e i file temporanei per i database SQL Server 2012. Abbiamo utilizzato tre volumi di database da 2 TB per archiviare i file rilevanti per i database SQL Server 2014.

Nella Tabella 6 è riportato il profilo del database OLTP per la soluzione.

Tabella 6. Profilo di database per il database OLTP

Proprietà SQL Server 2012 SQL Server 2014

Tipo di database OLTP (transazionale) OLTP (transazionale)

Dimensione database

Totale: 5 TB Totale: 2,25 TB

Database Microsoft SQL Server

1 x 2 TB, 1 x 1 TB, 1 x 750 GB, 2 x 500 GB, 1 x 250 GB

1 x 1 TB, 1 x 750 GB, 1 x 500 GB

Memoria per SQL Server

32 GB

32 GB

Profilo del carico di lavoro

Carico di lavoro OLTP simulato da Microsoft BenchCraft

Rapporto lettura/scrittura 90/10

Carico di lavoro OLTP simulato da Microsoft BenchCraft

Rapporto lettura/scrittura 90/10

Dimensioni medie block di dati

8 KB 8 KB

Nella Tabella 7 e nella Tabella 8 sono riportati i dettagli effettivi della progettazione LUN del database OLTP per la soluzione.

Tabella 7. Dettagli effettivi della progettazione LUN del database OLTP per SQL Server 2012

Dettagli Database

Nome database DB_01 DB_02 DB_03 DB_04 DB_05 DB_06 Tempdb

Dimensioni effettive database

750 GB 500 GB 1 TB 2 TB 250 GB 1 TB 400 GB

Dimensioni LUN 2 TB 2 TB 2 TB 2 x 2 TB 2 TB 2 TB 1 TB

Dimensioni effettive log 350 GB 250 GB 320 GB 360 GB 175 GB 320 GB 80 GB

Dimensioni LUN di log 500 GB 500 GB 500 GB 500 GB 500 GB 500 GB n/d

Dimensioni totali dati e log 7,2 TB

Dimensioni totali LUN 16 TB

Panoramica

Progettazione dello storage del database OLTP

Profilo del database OLTP

Progettazione del database OLTP


Tabella 8. Dettagli effettivi della progettazione LUN del database OLTP per

SQL Server 2014

Dettagli Database

Nome database DB_01 DB_02 DB_03 Tempdb

Dimensioni effettive database 750 GB 500 GB 1 TB 400 GB

Dimensioni LUN 2 TB 2 TB 2 TB 1 TB

Dimensioni effettive log 350 GB 250 GB 320 GB 80 GB

Dimensioni LUN di log 500 GB 500 GB 500 GB n/d

Dimensioni totali dati e log 3,7 TB

Dimensioni totali LUN 8,5 TB

Nota: Questa progettazione è basata sul carico di lavoro del test. In un ambiente di produzione, le dimensioni dei database, in particolare dei file log e tempdb, possono variare a seconda del tipo di transazioni e di query in esecuzione su tali database.


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Livello di rete

Questa sezione fornisce i dettagli di rete utilizzati in questa soluzione per la configurazione di rete IP, SAN e delle reti di ESXi Server. Se si implementa una soluzione di database virtualizzata come Microsoft SQL Server, EMC consiglia di verificare la ridondanza sia di elaborazione che di rete a tutti i livelli quando si progetta la fault tolerance di rete.

EMC consiglia di rispettare le seguenti best practice per la rete SAN:

• Utilizzare porte HBA e switch Fibre Channel da 8 Gb/s.

• Utilizzare più HBA negli ESXi Server e almeno due switch SAN per fornire percorsi multipli ridondanti tra il server e il cluster XtremIO.

• Eseguire lo zoning di ogni porta FC dai database server a tutte le porte sugli X-brick XtremIO, per fornire high availability ed elevate prestazioni.

EMC consiglia di rispettare le seguenti best practice per la rete IP:

• Utilizzare più switch e schede di rete per la ridondanza di rete.

• Utilizzare 10 GbE per la connessione di rete, se disponibile.

• Utilizzare le LAN virtuali (VLAN) per raggruppare in modo logico i dispositivi che si trovano su segmenti di rete o sottoreti differenti.

• Abilitare e configurare frame Jumbo3

su tutto lo stack virtuale e fisico per le reti da 10 GbE.

Il networking in ambienti virtuali richiede ulteriori considerazioni per la segmentazione del traffico, l'availability e il throughput, in aggiunta al rispetto delle best practice applicabili a un ambiente fisico.

Questa soluzione è stata progettata per gestire in modo efficiente più reti e la ridondanza delle schede di rete sugli host ESXi. Di seguito sono riportate le principali linee guida delle best practice:

• Separare il traffico dell'infrastruttura da quello delle virtual machine per garantire sicurezza e isolamento.

• Utilizzare la famiglia VMXNET3 di schede di rete paravirtualizzate.

• Aggregare le schede di rete fisiche per garantire ridondanza e prestazioni di rete; utilizzare, ad esempio, coppie di schede NIC fisiche per server/vSwitch ed eseguire l'uplink di ciascuna scheda NIC fisica a switch fisici separati.

Per ulteriori informazioni sul networking con vSphere, seguire le istruzioni riportate in VMware vSphere Networking.

3 Le dimensioni MTU (Maximum Transmission Unit) superiori a 1.500 byte vengono definite frame Jumbo. I frame Jumbo richiedono Gigabit Ethernet nell'intera infrastruttura di rete, inclusi server, switch e database server.

Panoramica

Best practice per la rete SAN

Best practice per la rete IP

Best practice per la rete Vmware vSphere


Livello dei server fisici e livello di virtualizzazione

La scelta della piattaforma server per un'infrastruttura virtualizzata si basa sia sulla supportabilità di piattaforma che sui requisiti tecnici dell'ambiente. Negli ambienti di produzione, è fondamentale che i server utilizzati abbiano:

• Memoria e processori sufficienti per supportare il numero e i carichi di lavoro richiesti delle virtual machine.

• Connettività sufficiente, sia Ethernet che FC, per garantire connettività ridondante agli switch della rete di storage e IP.

• Capacità sufficiente per resistere a un guasto del server e supportare il failover delle virtual machine.

In questo ambiente di test, tre server fisici che eseguono vSphere ESXi 5.5 sono configurati come un cluster HA di vSphere. Sul cluster vSphere vengono create cinque virtual machine, due delle quali sono configurate per creare virtual machine di database Microsoft SQL Server virtualizzati. Le altre tre virtual machine vengono create come istanze di test/sviluppo, che possono essere utilizzate per eseguire il mount delle snapshot per la ridestinazione (test/sviluppo).

EMC consiglia di implementare le seguenti best practice per le risorse di elaborazione VMware, come spiegato nella Microsoft SQL Server Databases on VMware Best Practices Guide:

• Sugli ESXi Server utilizzare l'architettura informatica NUMA (Non-Uniform Memory Access), che consente l'accesso alla memoria situata più vicino a un particolare processore con un ritardo minore rispetto alla memoria situata a distanza maggiore da tale processore.

• Allocare la vRAM in una virtual machine, in modo che sia inferiore o pari alla memoria locale a cui abbia accesso il nodo NUMA (processore).

• Installare VMware Tools, che include varie utility che aumentano le prestazioni del sistema operativo guest della macchina virtuale e migliorano la gestione della macchina virtuale.

• Configurare le prenotazioni di memoria delle virtual machine in modo che siano almeno delle stesse dimensioni dell'overhead del sistema operativo e di Microsoft SQL Server.

• Microsoft SQL Server supporta solo RDM per il clustering; utilizzare quindi RDM in virtual machine ESXi per i file di database e i log file per cui deve essere eseguito il failover in un clustering MSCS.

• Configurare controller SCSI paravirtualizzati (PVSCSI) multipli per i volumi di database. L'utilizzo di più controller SCSI virtuali consente l'esecuzione di diverse operazioni di I/O parallele all'interno del sistema operativo guest.

Panoramica

Risorse di elaborazione e di storage


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Su ciascun ESXi Server abbiamo creato due vSwitch standard con una configurazione comune, come riportato nella Tabella 9.

Tabella 9. Configurazione vSwitch

Nome Obiettivo

vSwitch0 Gestione e traffico pubblico delle virtual machine

vSwitch1 Configurazione con fault tolerance per l'interconnessione del cluster Microsoft SQL Server

A ogni virtual machine sono state assegnate due schede vNIC (da 1 GbE e da 10 GbE), utilizzando il driver a prestazioni elevate VMXNET3. La scheda vNIC da 1 GbE è stata mappata su vSwitch0 per fornire il traffico pubblico. La scheda vNIC da 10 GbE è stata mappata su vSwitch1 per fornire il traffico di interconnessione di Microsoft SQL Server.

Virtualizzazione della rete


Considerazioni sulla progettazione

EMC XtremIO consente di eseguire carichi di I/O estremamente elevati su un unico sistema di storage. Grazie all'architettura bilanciata di EMC XtremIO, associata alle prestazioni, alla riduzione dei dati in linea e allo storage con provisioning virtuale, molte procedure di configurazione e tuning che uno storage array tradizionale richiede non sono più necessarie.

Per trarre il massimo beneficio dal throughput elevato che lo storage di EMC XtremIO assicura, l'intero stack di connettività deve essere configurato correttamente. Ciò consente di ottenere prestazioni elevate: dall'ottimizzazione della profondità di coda sugli host al numero di percorsi FC disponibili da considerare per poter inviare un numero sufficiente di I/O al sistema EMC XtremIO.

Configurazione degli switch Fibre Channel

Per un cluster di EMC XtremIO a X-Brick doppio un host può avere fino a otto percorsi per dispositivo. La Figura 8 mostra gli schemi logici di connessione per otto percorsi.

Figura 8. Configurazione degli switch FC di EMC XtremIO a X-Brick doppio

Nota: è possibile utilizzare la gestione dei percorsi EMC VSI (Virtual Storage Integrator) per configurare la gestione dei percorsi tra piattaforme EMC, compresa la piattaforma EMC XtremIO. Per ulteriori informazioni sull'uso del plug-in di VMware vSphere Client, consultare la EMC VSI Path Management Product Guide.

Configurazione del server

Per l'ottimizzazione delle prestazioni a livelli estremi, gli host che accedono allo storage array EMC XtremIO devono essere configurati per abilitare throughput di I/O più elevati di quelli consentiti dalle impostazioni predefinite.

Configurazione di UCS server La maggior parte delle impostazioni predefinite del throttle HBA del server non sono ottimizzate per il throughput elevato che un array Flash fornisce. È quindi importante scegliere il valore massimo dell'impostazione per il server, in modo che il throttle di I/O non risulti limitato.

Panoramica

Best practice per la configurazione di EMC XtremIO


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Per effettuare la regolazione del throttle di I/O dell'HBA di Cisco UCS, attenersi alla procedura indicata di seguito:

1. Nel menu di navigazione di UCSM, scegliere Inventory da Server.

2. Selezionare Cisco VIC Adapters.

3. Passare a vHBA Properties.

4. Impostare I/O Throttle Count su "1024", come illustrato nella Figura 9.

Figura 9. Modifica del valore in I/O Throttle Count per il Cisco UCS Server

Configurazione di ESX server Per configurare in modo ottimale l'host ESX per lo storage di EMC XtremIO (per vSphere 5.5), procedere come descritto di seguito:

1. In vSphere, modificare la profondità della coda HBA tramite l'interfaccia a riga di comando (CLI) di ESX. L'impostazione per la profondità della coda controlla la quantità di richieste di I/O in sospeso per un singolo percorso. Per un funzionamento ottimale con lo storage di EMC XtremIO, seguire i consigli del vendor dell'HBA e del vendor del server. Come regola generale, è consigliabile impostare la profondità della coda alle dimensioni massime consentite dal produttore dell'HBA (ad esempio, 256).

Nota: per ulteriori informazioni sulla regolazione della profondità della coda HBA con ESX, fare riferimento al documento dal titolo VMware KB article 1267 reperibile sul sito web di VMware.

2. Impostare i parametri SchedQuantum ( a 64) e DiskMaxIOSize (a 4096):

esxcfg-advcfg -s 64 /Disk/SchedQuantum

esxcfg-advcfg -s 4096 /Disk/DiskMaxIOSize

3. Ottenere l'NAA per le LUN EMC XtremIO presentate all'host ESX e individuare l'NAA del volume EMC XtremIO:

esxcli storage nmp path list | grep XtremIO -B1

http://kb.vmware.com/selfservice/microsites/search.do?language=en_US&cmd=displa%20yKC&externalId=1267�


4. Eseguire il comando seguente per impostare il parametro SchedNumReqOutstanding per il dispositivo al valore massimo (256):

esxcli storage core device set -d naa.xxx -O 256

Configurazione del multipathing nativo di vSphere

EMC XtremIO supporta la tecnologia NMP (Native Multipathing) per VMware vSphere. Per ottenere le migliori prestazioni, EMC consiglia di configurare il multipathing nativo di vSphere per i volumi di EMC XtremIO come indicato di seguito:

1. Impostare la policy di selezione del percorso Round Robin nativo sui volumi EMC XtremIO presentati all'host ESXi.

2. Impostare la frequenza del passaggio del percorso vSphere NMP Round Robin ai volumi EMC XtremIO dal valore predefinito (1.000 pacchetti I/O) a 1.

Queste impostazioni garantiscono una distribuzione e una disponibilità ottimali del carico tra i percorsi di I/O allo storage EMC XtremIO.

Nota: utilizzare la riga di comando ESX per regolare la frequenza del passaggio del percorso vSphere NMP Round Robin.

Per impostare la configurazione vSphere NMP Round Robin, utilizzare una delle seguenti opzioni:

• Per volume, utilizzando vSphere Client per ogni host in cui il volume è presentato

• Per volume, utilizzando la riga di comando ESX per ogni host in cui il volume è presentato

• Per host per tutti i volumi EMC XtremIO, presentati all'host utilizzando la riga di comando ESX

Se EMC PowerPath®/VE viene utilizzato per ESXi, PowerPath/VE gestisce i dispositivi EMC XtremIO come generici. L'abilitazione del supporto LAM (Loadable Array Module) generico consente a PowerPath/VE di riconoscere e gestire i dispositivi EMC XtremIO. Per la configurazione NMP Round Robin è anche possibile utilizzare EMC VSI per EMC XtremIO.

Abilitazione della gestione dei percorsi Round Robin nell'interfaccia grafica di vCenter In ogni virtual machine, le LUN per lo storage dei database sono state aggiunte dall'array EMC XtremIO come RDM e distribuite su quattro controller PVSCSI per bilanciare gli I/O. Le LUN per le installazioni software di SQL Server e del sistema operativo sono configurate come VMDK, in modo che le LUN di storage a bassa intensità di I/O possano condividere lo stesso volume su EMC XtremIO.


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Le LUN di database ad alta intensità di I/O devono essere configurate come Round Robin (VMware) nella gestione dei percorsi, come illustrato nella Figura 10, se non sono gestiti da PowerPath.

Figura 10. Configurazione della gestione dei percorsi degli storage device


Test delle prestazioni e convalida

Lo scopo del test non è di mostrare punteggi grezzi elevati delle prestazioni di ogni operazione di elaborazione, switch o elemento di storage della soluzione. L'obiettivo è quello di mostrare, mediante dimensionamento, che i carichi di lavoro aziendali possono essere agevolmente gestiti da EMC XtremIO mentre tutti gli elementi, incluso lo storage, rimangono all'interno di un range ottimale, ovvero in un'area di utilizzo con latenze adeguate e sostenibile per i carichi di lavoro di produzione.

I carichi di lavoro OLTP sono stati generati utilizzando un toolkit per i partner Microsoft che crea un carico di lavoro di tipo TPC-E. Questo strumento, basato sul toolkit BenchCraft TPC-E, è stato utilizzato per simulare carichi di lavoro OLTP realistici per la soluzione.

Le metriche delle prestazioni degli I/O di sistema (IOPS, transazioni al secondo o TPS e latenza) sono state raccolte ai livelli server/database e storage.

Tutti i test sono stati eseguiti su un sistema EMC XtremIO correttamente configurato.

I risultati del test dipendono in larga misura dal carico di lavoro, dai requisiti specifici delle applicazioni, dalla progettazione e dall'implementazione del sistema. Le prestazioni di sistema relative variano in base a questi e ad altri fattori. Questo carico di lavoro non deve pertanto essere utilizzato in sostituzione del benchmark dell'applicazione specifico del cliente per adottare decisioni di valutazione del prodotto e/o di capacity planning critica.

Tutti i dati sulle prestazioni contenuti in questo report sono stati ottenuti in un ambiente rigorosamente controllato. I risultati ottenuti in altri ambienti operativi potrebbero variare in modo significativo.

EMC non sostiene né garantisce che gli utenti otterranno o possano ottenere prestazioni equivalenti a quelle espresse in transazioni al minuto.

Nota: per i database è stata descritta e utilizzata all'interno dei risultati del test la metrica TPS (transazioni al secondo). Poiché le transazioni differiscono notevolmente in base agli ambienti di database, le cifre indicate devono essere utilizzate solo come riferimento e per scopi comparativi nell'ambito dei risultati del test.

Gli obiettivi complessivi del test consistevano nel dimostrare:

• Le prestazioni elevate raggiunte quando i database Microsoft SQL Server virtualizzati venivano eseguiti su EMC XtremIO.

• In che modo EMC XtremIO ha notevolmente semplificato le operazioni di storage per Microsoft SQL Server.

• La capacità dello storage array di sostenere IOPS per carichi di lavoro OLTP sul database di Microsoft SQL Server.

• Il risparmio significativo di spazio di storage realizzato con la riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO, quando le snapshot dei volumi di produzione vengono utilizzate per la ridestinazione (test/sviluppo, backup, BI e così via) all'interno degli ambienti.

Panoramica

Note sui risultati

Obiettivi del test


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Gli scenari riportati sono stati testati e sono descritti in maggior dettaglio nelle sezioni seguenti:

• Test delle prestazioni con carichi di lavoro OLTP

• Test delle prestazioni di sistema con le snapshot di EMC XtremIO

Abbiamo anche completato un'analisi della riduzione dei dati di XtremIO nell'ambiente SQL Server di questa soluzione.

Il test è stato utilizzato per misurare le prestazioni dell'intero ambiente con carichi di lavoro di database sia di SQL Server 2012 che di SQL Server 2014.

Il test ha anche dimostrato il modo in cui un sistema EMC XtremIO gestisce i carichi di lavoro di database in crescita, mantenendo prestazioni stabili.

Metodologia dei test

Microsoft BenchCraft è stato utilizzato per generare il carico di lavoro OLTP e un numero elevato di I/O casuali fisici da una piattaforma di database.

Abbiamo eseguito un numero fisso di utenti simultanei per ogni database, con lo stesso set di query OLTP, contemporaneamente su tutti i database SQL Server nell'ambiente, quindi abbiamo misurato le statistiche delle prestazioni. Durante il test, il numero di utenti simultanei era controllato, in modo da poter generare un determinato livello di IOPS.

Procedura dei test

Il test è iniziato con un singolo carico di lavoro del database. Lo abbiamo eseguito per un determinato periodo di tempo, per stabilizzare il carico di lavoro, quindi abbiamo aggiunto un altro carico di lavoro del database mentre il carico di lavoro precedente era ancora in esecuzione. Ciascun carico di lavoro del database ha continuato a generare IOPS sul sistema di storage EMC XtremIO, ma sull'host non è stato rilevato alcun aumento della latenza di I/O.

Abbiamo iniziato il test con i carichi completi indicati nella Tabella 10, che sono stati eseguiti consecutivamente, per verificare le differenze tra SQL Server 2012 e SQL Server 2014 (sequenza del carico di lavoro compresa tra il primo e il sesto passaggio). Su SQL Server 2012 sono stati eseguiti carichi di lavoro aggiuntivi per ottenere un carico di lavoro del sistema completo. Tabella 10. Sequenza di carico di lavoro del test per il carico completo del sistema

Sequenza del carico di lavoro

Nome database

Dimensione database

SQL Server Carico di lavoro (n. Di utenti/velocità di transazione max)

Primo DB_01 750 GB SQL Server 2014 10/200

Secondo DB_01 750 GB SQL Server 2012 10/200

Terzo DB_02 500 GB SQL Server 2014 15/200

Quarto DB_02 500 GB SQL Server 2012 15/200

Quinto DB_03 1 TB SQL Server 2014 20/200

Sesto DB_03 1 TB SQL Server 2012 20/200

Settimo DB_04 2 TB SQL Server 2012 5/200

Scenari di test

Test delle prestazioni con carichi di lavoro OLTP


Sequenza del carico di lavoro

Nome database

Dimensione database

SQL Server Carico di lavoro (n. Di utenti/velocità di transazione max)

Ottavo DB_05 250 TB SQL Server 2012 5/200

Nono DB_06 1 TB SQL Server 2012 5/200

Risultati del test

Come illustrato nella Figura 11, l'array EMC XtremIO è altamente scalabile con carichi di lavoro simultanei multipli del database di classe enterprise SQL Server.

In generale, la latenza media è rimasta bassa per l'array EMC XtremIO, anche quando i carichi di lavoro aggiuntivi del database SQL Server hanno generato un maggior numero di I/O nel sistema. L'intero sistema ha generato oltre 4.200 TPS, con un totale di 200.000 IOPS, quando tutti e nove i carichi di lavoro dei database sono stati completamente caricati, mentre la latenza dell'array è rimasta inferiore a 1 ms per il sistema EMC XtremIO. La latenza media dei dischi host oscillava tra meno di 1 ms e meno di 2,5 ms.

Figura 11. Test di scalabilità EMC XtremIO/SQL Server


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Prestazioni del sistema EMC XtremIO

Quando abbiamo eseguito sul sistema il carico completo, EMC XtremIO ha fornito IOPS e throughput estremamente elevati, con una latenza molto bassa e un'alta velocità complessiva delle transazioni di SQL Server, come mostrato nella Figura 12 e nella Figura 13.

Figura 12. Latenza e IOPS osservati sugli X-Brick di EMC XtremIO durante l'esecuzione del carico completo di SQL Server 2012 e SQL Server 2014

Figura 13. Larghezza di banda osservata sugli X-Brick di EMC XtremIO durante l'esecuzione del carico completo di SQL Server 2012 e SQL Server 2014

Prestazioni di SQL Server 2012 e SQL Server 2014 a confronto

Come illustrato nella Figura 14, con processore del server, memoria e configurazione identici, SQL Server 2014 ha fornito più TPS rispetto a SQL Server 2012. Microsoft ha migliorato l'utilizzo della memoria per le transazioni in SQL Server 2014.


Figura 14. Prestazioni transazionali di database di SQL Server: versione 2012 e versione 2014

I server di SQL Server 2012 e SQL Server 2014 sono stati configurati con lo stesso hardware (server, RAM e numero di processori).

Prestazioni transazionali di SQL Server A un basso livello di transazioni, SQL Server 2014 offre prestazioni simili a SQL Server 2012, con circa 400 TPS (7% in più). Con un carico di lavoro più complesso, il sistema back-end ad alte prestazioni EMC XtremIO consente a SQL Server 2014 di gestire una maggiore percentuale di transazioni. Come illustrato nella Figura 14, SQL Server 2014 ha elaborato il 12,5% in più di transazioni quando il carico transazionale è stato aumentato.

L'utilizzo complessivamente più intensivo della CPU per SQL Server 2014 (il 60% rispetto al 55% di SQL Server 2012) è indicativo del 20% in più di transazioni eseguite da SQL Server 2014. Si tratta di un incremento del 9% dell'utilizzo della CPU per un numero di transazioni aumentato del 12,5%.

Nel complesso, SQL Server 2014 fornisce prestazioni efficienti e può gestire un sistema con un numero elevato di transazioni in modo più efficace con EMC XtremIO, per l'eliminazione di qualsiasi latenza dello storage, come dimostrato dai test.

I/O dei dischi di SQL Server Le prestazioni di I/O dei dischi erano molto simili per SQL Server 2012 e SQL Server 2014.

Come illustrato nella Figura 15, SQL Server 2014 ha dimostrato prestazioni complessive di poco migliori per quanto riguarda le LUN dei file di dati (IOPS leggermente migliore e una minore latenza).


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Figura 15. Prestazioni di I/O dei dischi di SQL Server: versione 2012 e versione 2014

Le latenze di I/O dei dischi contenenti LUN dei file di log sono simili in entrambe le versioni di SQL Server, con un numero di IOPS molto inferiore in SQL Server 2012 (a causa di una minore quantità di transazioni). Gli IOPS per Tempdb sono molto meno in SQL Server 2012; ciò indica che SQL Server 2014 è in grado di migliorare le prestazioni transazionali ottimizzando il piano di esecuzione e quindi utilizzando maggiormente tempdb. Anche la latenza del database tempdb è molto più bassa in SQL 2014, che risulta essere un prodotto migliore per i database SQL Server a intensa attività di I/O e con requisiti di prestazioni maggiori.

In questo scenario, abbiamo utilizzato le snapshot di EMC XtremIO per la creazione di più copie del database di produzione, che possono essere utilizzate per il provisioning dell'ambiente di test/sviluppo.

La creazione di snapshot di EMC XtremIO era istantanea. La snapshot creata era immediatamente disponibile. L'esecuzione di snapshot di EMC XtremIO non aveva un effetto rilevabile sulle prestazioni, durante o dopo la creazione delle stesse snapshot. Il database è sempre stato online, con le stesse caratteristiche delle prestazioni rilevate prima della generazione delle snapshot. L'utilizzo dello spazio fisico era minimo, quindi era possibile creare un maggior numero di snapshot rispetto a quello consentito da un array tradizionale, senza impatto sul database di produzione.

Non c'era alcuna differenza di prestazioni tra l'accesso ai volumi primari e l'accesso ai volumi di snapshot.

Le snapshot potevano essere utilizzate anche come copie scrivibili, se necessario, senza alcun impatto sul database di produzione. Una snapshot scrivibile di EMC XtremIO può essere visualizzata come il clone di un array tradizionale, senza gli stessi requisiti di spazio. Le snapshot di EMC XtremIO producono un ingombro notevolmente inferiore sullo storage fisico.

Test delle prestazioni di sistema con le snapshot di EMC XtremIO


Metodologia dei test

Per il test è stato utilizzato BenchCraft ed è stato creato lo stesso carico di lavoro utilizzato nei test delle prestazioni durante la misurazione delle prestazioni dell'ambiente.

Dopo avere creato un set di snapshot, abbiamo continuato a eseguire il carico di lavoro per otto ore, al fine di simulare il carico di lavoro tipico di una giornata lavorativa. Una volta completata la procedura, un altro set di snapshot è stato creato per misurare l'impatto che il carico di lavoro di una giornata ha introdotto nell'ambiente.

Il risparmio di storage EMC XtremIO reso possibile dal thin provisioning e dal rapporto di deduplica è stato monitorato per verificarne l'impatto sulle snapshot create nel corso del test.

Le snapshot crash-consistent sono state quindi montate su mount host separati e sono state poi recuperate per simulare un carico di lavoro di test/sviluppo. I carichi di lavoro di sola lettura e di lettura/scrittura sono stati introdotti sulle snapshot.

Procedura dei test

Per il test abbiamo utilizzato la seguente procedura:

1. Creazione di un carico di lavoro per l'intero ambiente nel database di produzione, acquisizione dei rapporti di deduplica correnti, utilizzo della capacità fisica e dello spazio risparmiato grazie al thin provisioning come baseline.

2. Creazione della prima snapshot delle LUN del database SQL Server 2012.

3. Creazione della prima snapshot della LUN del database SQL Server 2014.

4. Creazione di cinque snapshot.

5. Esecuzione continua del carico di lavoro sul database di produzione per otto ore, al fine di simulare le variazioni nell'ambiente durante la giornata lavorativa. Monitoraggio continuo delle prestazioni dell'ambiente.

6. Creazione di un'altra snapshot del database di produzione SQL Server 2012 e SQL Server 2014, acquisizione dei rapporti di deduplica, dei dati sulla capacità fisica utilizzata e sullo spazio risparmiato grazie al thin provisioning sulla console di gestione degli array EMC XtremIO.

7. Creazione di una snapshot sia di SQL Server 2012 che di SQL Server 2014 nella stessa operazione.

8. Mount di una delle snapshot create in precedenza e ripristinata su un server SQL separato (sia nel database di SQL Server 2012 che in quello di SQL Server 2014).

9. Aggiunta di un ulteriore carico di lavoro su un altro database, in cui era stato eseguito il mount di una snapshot, e successiva verifica delle prestazioni di sistema.

10. Aggiunta di un ulteriore carico di lavoro in lettura/scrittura sul database in cui era stato eseguito il mount di una snapshot e successiva verifica delle prestazioni di sistema.


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Risultati del test

Osservazione sulla creazione delle snapshot Durante il processo di creazione, tutte le snapshot sono state completate immediatamente, senza alcun ritardo. Tutte le snapshot erano disponibili per lettura/scrittura subito dopo la creazione.

Prestazioni coerenti di EMC XtremIO sul lungo periodo Come illustrato nella Figura 16, EMC XtremIO garantisce a SQL Server prestazioni altamente coerenti nel corso di periodi di tempo prolungati, con carichi di lavoro estremamente pesanti. La latenza rimane fissa a circa 1 ms per più di 10 ore di esecuzione di un carico di lavoro estremamente pesante, con cinque snapshot create per tutti i database di produzione SQL Server.

Figura 16. Prestazioni coerenti di EMC XtremIO con carico di lavoro pesante prolungato

Un array EMC XtremIO con 15 TB di capacità fisica utilizzabile forniva 181 TB dello spazio dei volumi agli host. Ciò ha consentito un notevole risparmio sui costi rispetto allo storage tradizionale o a quello fornito da altri array Flash, che non sono dotati dell'efficiente tecnologia di EMC XtremIO.

Tutti i database hanno fornito prestazioni costanti, con latenza di 1 ms sul lato server, e hanno mantenuto la stessa velocità transazionale elevata durante l'intera durata del test. I picchi compresi tra 1 ms e 1,5 ms sono stati rilevati in corrispondenza di attività di checkpoint sul database. Fatta eccezione per questo caso, la latenza è rimasta normale e coerente per tutta la durata del test.

Impatto sulle prestazioni delle snapshot di EMC XtremIO Abbiamo acquisito le metriche illustrate nella Figura 17 per mostrare l'impatto sulle prestazioni delle snapshot di EMC XtremIO.


Figura 17. Impatto sulle prestazioni delle snapshot di EMC XtremIO

Il test ha dimostrato quanto segue:

• In un ambiente di database completamente carico, creare una snapshot di EMC XtremIO non influisce sulle prestazioni.

• La snapshot viene creata istantaneamente ed è subito disponibile per l'utilizzo.

• Il numero di snapshot non influisce sulle prestazioni del database di produzione.

• Come mostrato successivamente nei risultati, l'utilizzo dello storage da parte delle snapshot è ridotto. È possibile creare il numero di snapshot desiderato, senza alcun impatto sulle prestazioni del database di produzione.

In questo test è stato effettuato il mount dei database SQL Server 2014 e SQL Server 2012 su due diverse virtual machine mount host ed è stato eseguito un carico completo su tre database. La Figura 17 mostra che dopo l'introduzione di un carico di circa 50.000 IOPS sulla snapshot, EMC XtremIO ha gestito circa 212.000 IOPS mantenendo una latenza molto bassa.

Il carico di lavoro sulle snapshot può raggiungere lo stesso livello di quello sulla produzione, con le stesse prestazioni, a condizione che la capacità totale di IOPS rimanga entro i limiti di EMC XtremIO.


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Efficienza di storage delle snapshot di EMC XtremIO L'utilizzo dello storage fisico per le snapshot di EMC XtremIO è minimo. Durante le attività di test, come illustrato nella Figura 18, l'utilizzo dello storage fisico rimaneva invariato dopo la creazione di snapshot per un sistema di database da 7,5 TB. Un totale di 40 TB di capacità basata su snapshot era disponibile per la lettura/scrittura a costo zero.

Figura 18. Efficienza dello storage per la creazione delle snapshot di EMC XtremIO

Durante il test, prima della creazione delle ultime due snapshot, è stato configurato un carico di lavoro completo in esecuzione per otto ore, per introdurre circa il 10% di modifiche nel database. A causa dei dati aggiuntivi di produzione, si è registrato un aumento dell'utilizzo dello storage fisico di circa 500 GB (che si riferisce a circa 750 GB di modifiche con cinque snapshot). Con un array tradizionale, questo potrebbe richiedere un utilizzo maggiore dello storage fisico. In questo caso, sullo storage fisico di EMC XtremIO è stato occupato uno spazio inferiore a quello dell'effettiva modifica, grazie alla funzionalità di riduzione dei dati in linea.

La Figura 18 mostra che, mentre cresceva il numero di snapshot del database che venivano create, i rapporti di deduplica rimanevano invariati, l'aumento della capacità fisica utilizzata dell'array era basso e la capacità del volume notevolmente migliorata. L'efficienza di storage complessiva è aumentata e altrettanto il risparmio per il thin provisioning.

EMC XtremIO dispone di un meccanismo per l'esecuzione delle snapshot altamente efficiente. Ogni snapshot del database occupava uno spazio di storage minimo, anche dopo che il carico di lavoro completo di otto ore ha aggiunto il 10% in più di modifiche nel database di produzione. Le LUN interessate richiedevano meno spazio rispetto alla modifica effettiva dello storage fisico. In un array tradizionale sarebbe stato necessario almeno il doppio dello storage fisico.

Il volume totale previsto è aumentato a oltre 200 TB dai 14,9 TB dello storage fisico grazie all'efficienza dello spazio consentita dalle snapshot. L'efficienza dello storage è aumentata da 4,5:1 a 16:1 dopo la settima snapshot.


Il tasso di deduplica non è cambiato dopo l'esecuzione delle snapshot, perché le snapshot di EMC XtremIO sono efficienti al 100% in termini di spazio, sia per i dati dell'utente che per i metadati. Ciò significa che le snapshot non generano alcun dato che deve essere sottoposto a deduplica. Solo dopo l'esecuzione del carico di lavoro completo di otto ore sui database di produzione che avevano introdotto la modifica il tasso di deduplica è leggermente diminuito da 1,9:1 a 1,8:1, a causa dei dati univoci aggiunti al sistema.

In questo test della soluzione, abbiamo osservato la riduzione dei dati di EMC XtremIO relativamente al database OLTP di SQL Server.

Riduzione dei dati conveniente in termini di costo

Con XtremIO è possibile mantenere una capacità logica che supera con ampio margine la capacità Flash fisica tipica del sistema, come illustrato nella Figura 19.

La quantità effettiva di volumi creati con EMC XtremIO in questo test era di circa 181 TB, con cinque snapshot di database. Il tasso di deduplica dei dati per il database SQL Server è stato mantenuto intorno a un rapporto di 2:1. L'effetto cumulativo di riduzione dei dati ha consentito di inserire la quantità di dati del volume in circa 13,5 TB di storage fisico. Il rapporto tra storage fisico e volume effettivo era di circa 13: 1. Più snapshot vengono create e più elevato è il rapporto. Con sette snapshot, il rapporto è di 16:1.

Figura 19. Riduzione dei dati di EMC XtremIO con deduplica e thin provisioning

Il volume totale rappresenta lo storage fisico richiesto in un array tradizionale se tutte le snapshot fossero leggibili/scrivibili. Lo storage fisico in EMC XtremIO, come illustrato nella Figura 19, è inferiore di un decimo.

Analisi della riduzione dei dati di EMC XtremIO


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Tasso di deduplica

Grazie alla riduzione dei dati, la capacità del sistema EMC XtremIO può espandersi oltre la capacità fisica. Negli ambienti che contengono informazioni con un elevato tasso di duplicazione, la capacità logica effettiva di EMC XtremIO può essere molto più estesa della sua capacità Flash nominale.

Il rapporto di deduplica di SQL Server è quasi pari a 2:1 e dipende molto dai dati del database SQL Server, come illustrato nella Figura 20. Per requisiti di storage effettivi di circa 25 TB relativi a database SQL Server, amministrazione e sistema operativo, sono necessari meno di 14 TB di storage fisico su Flash con l'array EMC XtremIO. Tuttavia, possiamo assegnare circa 60 TB quando vengono create le LUN.

Figura 20. Tasso di deduplica di SQL Server


Conclusioni

Questa soluzione dimostra l'enorme valore dello storage condiviso di EMC XtremIO per i sistemi di gestione di database come Microsoft SQL Server. EMC XtremIO offre una soluzione di storage scalabile ed estremamente efficiente per un ambiente SQL Server consolidato, che può essere utilizzato per carichi di lavoro diversi, soprattutto di tipo OLTP.

Lo storage è in grado di tenere il passo con il dimensionamento lineare sul lato host. L'architettura scale-out active/active di EMC XtremIO consente di eseguire operazioni da qualsiasi controller a qualsiasi host e garantisce una scalabilità lineare della capacità, genera un alto numero di IOPS e mantiene estremamente bassa la latenza. Quando si aggiungono ulteriori risorse di elaborazione, comprese CPU, memoria, porte HBA e porte front-end sul lato server, il sistema è in grado di aumentare il throughput e il numero di IOPS per ambienti OLTP.

La soluzione consente un utilizzo efficiente delle risorse grazie alla virtualizzazione, offrendo al contempo prestazioni di database elevate. La capacità e le funzionalità di elaborazione possono essere aumentate facilmente. Con l'evoluzione delle esigenze aziendali, lo stack della soluzione è in grado di rimanere in linea con i requisiti più mutevoli a qualsiasi livello: applicazioni, software di database e software non di database. Nuovi e diversi approcci dei carichi di lavoro, come ad esempio le analisi in tempo reale, sono consentiti grazie al consolidamento delle istanze di generazione di report e di produzione.

In particolare, le snapshot vengono create immediatamente e possono essere utilizzate per qualsiasi scopo. L'aggiunta o la rimozione delle snapshot non costa quasi nulla. Anche l'esecuzione di carichi di lavoro in lettura/scrittura su una snapshot non ha un impatto sfavorevole sulle prestazioni dei database di produzione.

La soluzione fornisce:

• Configurazione semplice e rapida con tuning dello storage minimo o nullo. EMC XtremIO funziona in maniera trasparente sia negli ambienti SQL Server virtualizzati che negli ambienti fisici ed è semplice da gestire e da controllare.

• Supporto per i carichi di lavoro transazionali più complessi di SQL Server 2012 e SQL Server 2014, con un throughput che può superare facilmente 100.000 IOPS per X-Brick, con una latenza quasi fissa di 1 ms.

• Considerevole risparmio di footprint di storage utilizzando la riduzione dei dati in linea e le snapshot di EMC XtremIO, che nella configurazione osservata offrono un'efficienza complessiva di 16:1.

• Copie dei dati quasi in tempo reale e ad alte prestazioni utilizzando la tecnologia snapshot di EMC XtremIO senza costi misurabili, fornendo al contempo un ripristino quasi immediato dei dati di produzione, anche nell'ordine di TB di dati.

Riepilogo

Finding


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Bibliografia

I documenti sono disponibili sul sito web italy.emc.com o sui siti web del Supporto Online EMC. L'accesso al supporto online dipende dalle credenziali di login di cui si dispone. Se non si riesce ad accedere a un documento, contattare la sede locale o un responsabile EMC.

White paper

Per ulteriori informazioni, consultare il white paper indicato di seguito.

• Presentazione dell'All-Flash array EMC XtremIO

Documentazione del prodotto

Per ulteriori informazioni, vedere i documenti relativi ai prodotti elencati di seguito.

• Specifiche dei sistemi EMC XtremIO

• EMC VSI Path Management Product Guide

• Guida per l'utente di EMC XtremIO Storage Array

Per ulteriori informazioni, vedere il sito web XtremIO.

Per ulteriori informazioni, consultare i documenti elencati di seguito, disponibili sul sito web VMware.

• Microsoft SQL Server Databases on VMware Best Practices Guide

• VMware vSphere Networking

• VMware ESX Scalable Storage Performance

Per ulteriori informazioni, consultare i documenti elencati di seguito, disponibili sul sito web Microsoft.

• Pre-Configuration Database Optimizations

• Microsoft SQL Server Best Practices

Documentazione EMC

EMC XtremIO

Documentazione di VMware

Documentazione di Microsoft SQL Server

http://italy.emc.com/resource-library/resource-library.htm�

https://support.emc.com/�

http://www.xtremio.com/�

http://www.vmware.com/�

http://www.microsoft.com/�

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