Vliv diskové infrastruktury na výkon MS SQL Serveru

1© Copyright 2009 EMC Corporation. All rights reserved.

Vliv diskové infrastruktury na výkon MS SQL Serveru


Agenda

Návrh diskové infrastruktury pro MS SQL

RAID penalty

zvyšování výkonu

EFD

Anatomie IO

Naměření hodnoty

Ideální nasazení pro SQL

Tiering na poli


Jak mohu zjednodušit nasazení

Microsoft SQL Serveru?

Jak mohu konsolidovat mnoho serverů a DB instancí? Jak získat co nejlepší poměr –

výkon, funkce, cena?

Jak mohu optimalizovat proces zálohy a

obnovy?Jak mohu vylepšit výkon DB

a naplnit tak požadavky nejnáročnějších aplikací?

Jak mohu naplnit RPO, RTO požadavky organizace?

Klíčové úkoly při vytváření infrastruktury pro MS SQL

Konsolidace Náklady

Vysoká dostupnost

ZálohaObnovaVýkon

Snadnost nasazení


Návrh diskové infrastruktury-na co je třeba myslet I.

Analýza I/O profilu nasazované aplikace– Dotaz na dodavatele– Kalkulátory a modelační nástroje– Analýza stávajícího prostředí v případě migrace

• Počet I/O• Velikost I/O• Poměr čtení zápis• Poměr náhodných a sekvenčních transakcí

Diskové schéma– Typ disků (EFD, FC, SATA)– Typ RAID zabezpečení– Počet disků, distribuce– Velikost stripe a element size logického disku– Posunutí počátku logického volumu, Window 2003 a starší– Velikost stripe souborového systému– Definice a oddělení jednotlivých částí DB (DB, logy, indexy, TEMPDB)– Ověřit koexistenci dalších aplikací na stejném poli RG nebo disku– Používání referenčních konfigurací

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Hosti/Servery

Fyzické disky v RAIDu


Návrh diskové infrastruktury - na co je třeba myslet II.

5

Připojení systému do diskového pole– Volba technologie FC, iSCSI, FCoE, NAS, DAS– HBA karty pro dostupnost a výkon– Použití MultiPath ovladačů, MPIO– Maximální počet logických disků, LVM

Před nasazením do živého provozu– Ověřte design pomocí simulačních nástrojů

Microsoft – SQLIO, SQLIO Simulator IOZONE

– Ověřte chování HA komponent

Po nasazení do ostrého provozu– Pravidelně ověřujte výkon infrastruktury včetně diskového pole - Monitoring– Vyžadujte po svém storage administrátorovi výkonnostní statistiky diskového pole– Optimalizujte diskové schéma při zvýšení nároků na výkon

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Hosti/Servery



Co je to výkon diskového pole

6

Základní parametry které měříme na diskových polích:

– Throughput (IOPS)Velmi důležitý pro přístup souborového systému a DB,

RDBMS; velmi malé I/O požadavky (2-16KB)

– Bandwidth (MB/s)Důležitý pro backup a obnovu - přesun velkých souborů

přenášených pomocí velkých bloků

– Response time (ms)Klíčové měřítko pro posuzování kvality poskytování dat;

kritická je stabilita RT při různých režimech zatížení SnapShot Sessions, Mirrors


Vliv RAID protekce na výkon zápisových operací

Počet BE zápisových operací pro jednotlivé typy RAID


Fyzické disky

Čtecí operace

Read Cache

PREFETCH

6 ms.

0.25 ms.

Techniky pro zvyšování výkonu

Read Caching

Read Caching– Přečtená data jsou určitou dobu držena v cache pro další čtení

Prefetch– Jakmile je detekováno sekvenční čtení, data následných

bloků jsou předpřipravena do čtecí cache

Výhody: výrazně kratší response time na vyřízení čtecích požadavků

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Hosti/Servery



Write Cache

zápisová operace2 KB I/O to LUN

Single 8 KB I/O to disk

Write Caching – Write acknowledgement

Psaní dat do cache je vždy rychlejší než-li zápis do disků– Pro malé I/O, menší než-li 1 ms, versus 5 – 12 ms do disků– Dokáže eliminovat typ disků na zápisový výkon

Algoritmus vyprazdňování cache je klíčová vlastnost– Pomalé disky pomalu odebírají data z cache– Optimalizace velikosti bloků pro disky

LUN

Techniky pro zvyšování výkonu

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Porty FE

R/W cache

CPU

Porty BE

Hosti/Servery



Typy disků I.

– Fibre Channel disky Kapacity 73-450 GB Otáčky 10k – 15k ot. Propustnost cca 50-70MB/s I/O 120-180 Doba odezvy 6-9ms

– SATAII disky Kapacity 500-1000 GB Otáčky 5.4k – 7.2k ot. Propustnost cca 50-60MB/s I/O 80-100 Doba odezvy 12-16ms


Nárůst kapacity disků

28 Years Density Improvements

0

200

400

600

800

1000

1200

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Year

Ca

pac

ity

in

GB


Nárůst propustnosti sběrnic disků

28 Years of Channel Interface Improvements

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

BMC SCSI 1 SCSI Fast SCSI Ultra SCSI Ultra2 SSA FC 1Gb FC 2Gb FC 4Gb

Interface Type

MB

/Sec

on

d


Zvýšení počtu IO operací

28 Years of HDD EvolutionIOPS 4X

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

3600_RPM 5400_RPM 7200_RPM 10K_RPM 15K_RPM

IO/S

ec

1982

20082008


Klíčové parametry ovlivňující výkon konvenčních disků

Seek time– čas potřebný pro nastavení čtecích

a zápisových hlaviček

Rotační latence– specifikuje potřebný čas pro

nastavení datové oblasti pod čtecí nebo zápisovou hlavičku


Typy disků - Enterprise Flash Drive

EMC spolupracovalo na vývoji EFD disků se společností STEC Inc.

první EFD uvedeny před rokem na platformě EMC Symmetrix DMX4

druhá generace EFD uvedena v březnu 09

Nové výkonnostní parametry:Náhodné čtení: 45,000 operacíNáhodné zápisy: 16,000 operacíSekvenční čtení: 220 MB/sSekvenční zápisy: 115 MB/sInterface: FC, SAS a SATAProvedení: 3.5 palců

(standardní HDD rozměry)

Váha: menší než 0,4 kg


Controller Controller LogicLogic

Controller Controller LogicLogic

Non-VolatileNon-VolatileSLCSLC

NAND FlashNAND Flash

Non-VolatileNon-VolatileSLCSLC

NAND FlashNAND Flash

Anatomie Enterprise Flash Drive

FirmwareFirmware• Interface Protocol• Media Management• Error Detection & Correction

Dual-PortedDual-PortedFC FC

InterfaceInterface

Dual-PortedDual-PortedFC FC

InterfaceInterface

DDR DDR SDRAM SDRAM w/SPSw/SPS

DDR DDR SDRAM SDRAM w/SPSw/SPS

MultipleMultipleParallelParallel

I/O ChannelsI/O Channels

MultipleMultipleParallelParallel

I/O ChannelsI/O Channels

První Enterprise Flash Drive na trhu

Spolehlivost DostupnostVýkon


Enterprise Flash Drive - spolehlivost

Spolehlivost na úrovni zařízení– Duální FC rozhraní– Integrovaná ochrana DRAM destage při

ztrátě napájení– Multi-bit ECC – oprava chyb– Integrovaný termální senzor– Rozšířený SMART mechanismus

NAND – Spolehlivost na úrovni logiky– SLC NAND technologie garantuje min

100,000 přepisů s 1-bit ECC Praxe potvrzuje 300,0002,000,000

přepisů Multi-bit ECC

– Dynamické pře-mapování vadných bloků Stejný přístup jako u konvečních HDD

– SDRAM cache buffer pro optimalizace zápisových operací

Wear-Leveling-Regulace opotřebení– Hrubá kapacita vs. hrubá NAND kapacita

73 GB použitelná = 128 GB hrubá 146 GB použitelná = 256 GB hrubá

– Statická a dynamická regulace opotřebení Zápisy a přepisy jsou re-alokovány na méně

opotřebený fyzický NAND blok

Očekávaná životnost je vyšší než-li u konvenčních pevných disků


Rozdíl mezi SSD a Enterprise Flash Drives

EFD• Singl level cell (SLC) NAND

• Ukládají jeden datový bit do paměťové buňky

• Duální FC porty

• Více kanálový paralelní IO přístup

• Vyšší propustnost

• Rozšířená správa opotřebení

SSD • Multi-level cell (MLC) NAND nebo NOR

• Ukládají do paměťové buňky více než-li jeden Bit

• Optimalizované pro provoz „jednou zapsat a mnohokrát přečíst“

• Optimalizováno pro výkon čtení, průměrný výkon pro zápis

• Zřídka podporují optimalizaci opotřebení

Příklad: USB disky, MP3 přehrávače, PC disky


Anatomie čtecí operace

Cache Read Hit

Cache Read Miss

Locate& TransmitRequested

Block

AllocateCache

Slot

Store&

TransmitBlock

~0.2-0.5 milliseconds

7200 rpm HDD: ~12 milliseconds10K rpm HDD: ~ 9 milliseconds15K rpm HDD: ~ 6 milliseconds EFD: ~ 1

milliseconds

Read BlockFrom MediaInto Cache


21752

20822

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5000 10000 15000 20000 25000IOPs

Re

sp

on

se

Tim

e -

ms

ec

Výkon Enterprise Flash Disků

HDD14 RAID Groups

(112 disků)

Flash drive1 RAID Group

(8 disků)

OLTP2 profile:20% random read hit 8 Kb

45% random read miss 8 Kb15% random write 8 Kb

10% seq read 64 Kb10% seq write 64 Kb

Výrazně nižší Response Time i pro smíšený typ zátěže

KBKB

KBKBKB


EFD měření – jeden EFD vs FC


Čtení - EFD RAID5 - 4+1


Čtení - FC RAID5 - 4+1


Čtecí operace – RAID5 4+1

typ disku velikost IO IOPS MB/Saverage latence

(ms)

FC 8 KB 702 5,49 4

EFD 8 KB 17946 140,2 0

FC 16 KB 598 9,34 4

EFD 16 KB 9888 154,5 1

FC 32 KB 375 11,73 8

EFD 32 KB 5275 164,86 2

FC 64KB 257 16,07 11

EFD 64 KB 2840 177,51 2


Enterprise Flash Drive – porovnání základních parametrů

typ disku IOPSbandwidth

(MB/s)average

seek (ms)rotační

latence (ms)váha (kg)

spotřeba idle (W)

spotřeba aktivní (W)

vyzářené teplo 15 disků (Btu/Hod)

SATA 80 10 9,2 4,17 0,53 8,00 12,00 1100

FC 10k 140 15 4,4 3 0,8 6,49 10,07 1200

FC 15k 180 20 4 2 0,8 13,70 18,80 1240

EFD 2500 100 0,02 N/A < 0,4 5,40 8,40 770


Zrychlení správné části aplikace

databáze obvykle obsahují několik tabulek, které jsou přistupovány častěji

– Indexy a vyhledávací funkce – např. Account #, Phone #, SS #, email ID, ZIP Code, atd.

jedna aplikační transakce většinou generuje desítky diskových operací– např: transakce s debetní kartou vyžaduje 12 diskových I/Os

8 lookup, 2 reads, 2 writes

– 250+ diskových I/O’s per požadavek je běžné např. pro aplikace data warehousů

umístění vyhledávacích tabulek na EFD může mít obrovský dopad– Transaction time s 12 Read Miss I/O’s na 15K HDD: 720ms– Transaction time jestliže 8/12 je obslouženo EFD: 32ms

Není nutné používat Flash disky pro 100 % dat

22x !


Tiering v rámci diskového pole

Clariion– manuální tiering na základě výkonnostních dat

z analyzačních nástrojů – Navisphere Analyzer nebo OS related (Perfmon, IOSTAT)

– Virtual LUN – non-disruptive přesouvání LUNů mezi různými typy disků

Symmetrix– Symmetrix optimizer – automatický přesun

vytížených hyperů mezi různými typy disků bez přerušení přístupu k datům

– Virtual LUN – non-disruptive přesouvání LUNů mezi různými typy disků

Zrychlením malé, ale používané části databáze

lze výrazně zvýšit výkon databáze!

Flash

FibreChannel

SATA

V-LUN

V-LUN


Demo prostředí


Vaše dotazy

Date post:	15-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	raiden
View:	51 times
Download:	0 times

Vliv diskové infrastruktury na výkon MS SQL Serveru

Documents