45
White Paper Soluções EMC Resumo Este white paper descreve as vantagens operacionais de bancos de dados virtualizadas Microsoft SQL Server 2012 e 2014 implementadas em um array totalmente flash EMC ® XtremIO™, e como a solução aprimora os recursos de ambientes dependente do SQL Server. Junho de 2014 ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014 Otimize throughput muito alto para cargas de trabalho de OLTP do SQL Server Virtualize e consolide instâncias de banco de dados Crie várias cópias de snapshots sem impacto no desempenho Minimize o espaço físico do armazenamento para várias cópias de banco de dados

ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

White Paper

Soluções EMC

Resumo

Este white paper descreve as vantagens operacionais de bancos de dados virtualizadas Microsoft SQL Server 2012 e 2014 implementadas em um array totalmente flash EMC® XtremIO™, e como a solução aprimora os recursos de ambientes dependente do SQL Server.

Junho de 2014

ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

• Otimize throughput muito alto para cargas de trabalho de OLTP do SQL Server

• Virtualize e consolide instâncias de banco de dados • Crie várias cópias de snapshots sem impacto no desempenho

• Minimize o espaço físico do armazenamento para várias cópias de banco de dados

Page 2: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

2

Copyright © 2014 EMC Corporation. Todos os direitos reservados.

A EMC assegura que as informações apresentadas neste documento estão corretas na data da publicação. As informações estão sujeitas a alterações sem prévio aviso.

As informações contidas nesta publicação são fornecidas no estado em que se encontram. A EMC Corporation não garante nenhum tipo de informação contida nesta publicação, assim como se isenta de garantias de comercialização ou adequação de um produto a um propósito específico.

O uso, a cópia e a distribuição de qualquer software da EMC descrito nesta publicação exigem uma licença de software.

Para obter uma lista mais atualizada de produtos da EMC, consulte EMC Corporation Trademarks no site brazil.emc.com.

Todas as marcas comerciais aqui mencionadas pertencem a seus respectivos proprietários.

Número da peça H13163

Page 3: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

3 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Índice

Resumo executivo ............................................................................................................................ 5 Business case .............................................................................................................................. 5 Visão geral da solução ................................................................................................................. 5 Principais resultados ................................................................................................................... 6

Introdução ........................................................................................................................................ 7 Finalidade .................................................................................................................................... 7 Escopo ......................................................................................................................................... 7 Público ........................................................................................................................................ 7 Terminologia ................................................................................................................................ 7

Visão geral da tecnologia ................................................................................................................. 8 Visão geral ................................................................................................................................... 8 EMC XtremIO ................................................................................................................................ 8

Principais vantagens ............................................................................................................... 8 Redução de dados em linha .................................................................................................. 10 Snapshots graváveis ............................................................................................................. 11 XtremIO Management Server ................................................................................................. 12

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

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

Arquitetura da solução ................................................................................................................... 16 Visão geral ................................................................................................................................. 16 Diagrama da arquitetura ............................................................................................................ 16 Recursos de hardware ................................................................................................................ 17 Recursos de software ................................................................................................................. 17

Camada de armazenamento: EMC XtremIO ..................................................................................... 19 Visão geral ................................................................................................................................. 19 Projeto de armazenamento ........................................................................................................ 19

Considerações sobre projeto de armazenamento de banco de dados ................................... 19 Detalhes de projeto de armazenamento ................................................................................ 21

Projeto de bancos de dados do Microsoft SQL Server ..................................................................... 23 Visão geral ................................................................................................................................. 23 Projeto de armazenamento de banco de dados de OLTP ............................................................ 23 Perfil de bancos de dados de OLTP ............................................................................................ 23 Projeto de banco de dados de OLTP ........................................................................................... 23

Camada de rede .............................................................................................................................. 25 Visão geral ................................................................................................................................. 25 Práticas recomendadas de rede SAN .......................................................................................... 25 Práticas recomendadas de rede IP ............................................................................................. 25 Práticas recomendadas de rede do Vmware vSphere ................................................................. 25

Page 4: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

4

Camada de virtualização e servidores físicos ................................................................................. 26 Visão geral ................................................................................................................................. 26 Recursos de computação e armazenamento .............................................................................. 26 Virtualização de rede ................................................................................................................. 27

Considerações do projeto ............................................................................................................... 28 Visão geral ................................................................................................................................. 28 Práticas recomendadas de configuração do XtremIO.................................................................. 28

Configuração de Fibre Channel switch ................................................................................... 28 Configuração do servidor ...................................................................................................... 28 Configuração de múltiplos caminhos nativos do vSphere ...................................................... 30

Teste e validação de desempenho .................................................................................................. 32 Visão geral ................................................................................................................................. 32 Observações sobre os resultados .............................................................................................. 32 Objetivos do teste ...................................................................................................................... 32 Testar cenários .......................................................................................................................... 33 Teste de desempenho das cargas de trabalho da OLTP .............................................................. 33

Metodologia de teste ............................................................................................................ 33 Procedimento de teste .......................................................................................................... 33 Resultados do teste .............................................................................................................. 34 Desempenho do sistema XtremIO ......................................................................................... 35 Desempenho do SQL Server 2012 comparado com o SQL Server 2014 ................................. 35

Sistema com o teste de desempenho do snapshot do XtremIO .................................................. 37 Metodologia de teste ............................................................................................................ 38 Procedimento de teste .......................................................................................................... 38 Resultados do teste .............................................................................................................. 39

Análise da redução de dados do XtremIO ................................................................................... 42 Redução de dados econômica ............................................................................................... 42 Taxa de desduplicação .......................................................................................................... 42

Conclusão ...................................................................................................................................... 44 Resumo ..................................................................................................................................... 44 Resultados ................................................................................................................................. 44

Referências .................................................................................................................................... 45 Documentação da EMC .............................................................................................................. 45

White papers ......................................................................................................................... 45 Documentação de produtos .................................................................................................. 45

EMC XtremIO .............................................................................................................................. 45 Documentação do VMware ........................................................................................................ 45 Documentação do Microsoft SQL Server..................................................................................... 45

Page 5: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

5 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Resumo executivo

Nos ambientes corporativos cada vez mais exigentes do mundo contemporâneo, as empresas estão sendo estimuladas a otimizar processos e melhorar o atendimento. Também há demandas maiores relacionadas ao desempenho da infraestrutura de TI e à disponibilidade dos dados, que sejam estimuladas por:

• Cargas de trabalho de transação alta

• Aplicativos em que o tempo é um fator determinante e crescentes contratos de nível de serviço

• Aplicativos de terceiros e turnkey com alta confidencialidade para a capacidade de resposta de I/O

• Replicação de bancos de dados de aplicativos para uso por meio de suporte a processos de negócios como relatórios do Business Intelligence (BI), testes e funções de desenvolvimento

• Necessidade de arquiteturas altamente disponíveis

Na maioria dos ambientes, as empresas precisam criar cópias dos dados de produção com impacto mínimo para o sistema e realocar essas cópias com segurança para equipes de negócios em sua empresa para usar os dados. Normalmente, devem esperar horas ou dias para obter acesso às cópias de dados de produção. Esse atraso reduz a eficiência para tarefas como a percepção de BI, teste e desenvolvimento, integridade de dados, validação e auditoria.

À medida que as empresas tentam melhorar a disponibilidade dos dados, os problemas ocorrem quando a solução tecnológica não consegue atender às expectativas, como:

• Configuração complexa para ambientes SQL Server para produção, teste e desenvolvimento e lógica analítica

• Recursos limitados para manter várias cópias de bancos de dados para fins de leitura e gravação, sem afetar o desempenho de produção ou ter despesas significativas para ambientes de alto desempenho duplicados

• Equipe de operações muito utilizada e aumento nos custos associados com ferramentas de terceiros devido aos difíceis métodos de backup e recuperação

As empresas que dependem do Microsoft SQL Server devem considerar novas abordagens para enfrentar os desafios operacionais contínuos de gerenciamento de desempenho e capacidade. Atualmente, elas devem considerar sistemas que oferecem níveis maiores de desempenho e minimizar os custos operacionais e a complexidade.

Trabalhando juntas, Microsoft e EMC fornecem os componentes essenciais para oferecer soluções de disponibilidade de nível corporativo e alto desempenho para ambientes SQL Server. Com o EMC® XtremIO™, a EMC fornece uma solução de armazenamento otimizada para desempenho extremo de bancos de dados de processamento de transações on-line (OLTP) para SQL Server e garante que você possa maximizar a eficiência de outros recursos do sistema, como CPU e memória.

Business case

Visão geral da solução

Page 6: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

6

Oferecer armazenamento para proporcionar desempenho de banco de dados ideal é tradicionalmente um processo complexo e demorado que exige conhecimento de especialista do banco de dados em si, não apenas de sistemas de armazenamento. O array totalmente flash do EMC XtremIO responde a condições dinâmicas, como aumentos no processamento de transações e consultas complexas, e suporta ambientes de teste e desenvolvimento com cópias atualizadas de bancos de dados de produção.

Com os recursos de snapshot baseados em array do XtremIO, essa solução oferece não só tecnologia de recuperação quase instantânea para minimizar o tempo de inatividade quando ocorre um problema de banco de dados (perda de dados, corrupção lógica e assim por diante), mas também permite acessibilidade mais rápida, fácil e econômica a dados, o que melhora o Business Intelligence e a lógica analítica.

Os arrays totalmente flash do XtremIO resolvem os desafios de armazenamento dos bancos de dados:

• Criando um volume com apenas alguns cliques e permitindo que toda a estrutura de banco de dados seja colocada ali. Nenhuma etapa de planejamento, provisionamento ou ajuste é necessária.

• Implementando automaticamente todos os recursos do sistema de armazenamento — SSDs (Solid State Drives) e controladoras — todo o tempo.

• Dimensionando o sistema do XtremIO e aumentando o desempenho se suas necessidades ultrapassarem o que um único X-Brick do XtremIO oferece.

• Eliminando complexidades com o uso de snapshots do XtremIO para gerenciar várias instâncias e cópias de bancos de dados.

A solução mostra que o storage array totalmente flash do EMC XtremIO oferece:

• Configuração rápida e simples com pouco ou nenhum ajuste de armazenamento. O XtremIO funciona tão perfeitamente em ambientes SQL Server virtualizados quanto em ambientes físicos e é fácil de gerenciar e monitorar.

• Suporte para as mais exigentes cargas de trabalho transacionais do SQL Server 2012 e SQL Server 2014, com throughput que pode facilmente ultrapassar 200.000 IOPS para uma configuração de dois X-Bricks e manter latências de menos de um milissegundo.

• Economia significativa de espaço de armazenamento usando a redução de dados em linha e os snapshots do XtremIO, o que percebemos nesta configuração com eficiência geral de 16:1.

• Cópias de dados de alto desempenho e quase em tempo real usando tecnologia de snapshot do XtremIO sem custo mensurável e fornecendo recuperação quase instantânea dos dados de produção, mesmo em TBs de escala de dados.

Principais resultados

Page 7: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

7 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Introdução

Este white paper descreve uma solução altamente disponível e dimensionável para o Microsoft SQL Server implementado em um ambiente vSphere virtualizado com o armazenamento do XtremIO. O white paper também demonstra que os snapshots de leitura/graváveis do XtremIO oferecem ambientes altamente eficazes de desenvolvimento ou relatórios sem impacto no desempenho do servidor de produção consolidado.

O white paper demonstra como:

• A solução melhora e aprimora o desempenho das versões do SQL Server 2012 e 2014 ao oferecer novos recursos e simplificar a configuração do ambiente

• Os snapshots de leitura/graváveis do XtremIO possibilitam a criação instantânea de várias cópias de bancos de dados com impacto mínimo no desempenho em bancos de dados de produção

Este white paper destina-se aos DBAs (Database Administrators) Microsoft SQL Server, aos administradores VMware, aos administradores de armazenamento, aos arquitetos de TI e aos gerentes técnicos responsáveis por desenvolver, criar e gerenciar bancos de dados, infraestruturas e datacenters Microsoft SQL Server.

O white paper inclui a terminologia a seguir.

Tabela 1. Terminologia

Termo Definição

Sincronização de dados O processo pelo qual as alterações feitas em um banco de dados primário são reproduzidas em um banco de dados secundário.

OLTP Os aplicativos típicos de OLTP (Online Transaction Processing, processamento de transações on-line) incluem processamento de transações de recuperação e entrada de dados.

Round-robin O round-robin usa uma política automática de seleção de caminho para rodar em todos os caminhos disponíveis, permitindo a distribuição de carga entre os caminhos configurados. O round-robin pode apresentar uma das maneiras de seleção de caminho mais eficazes em termos de desempenho. O próximo caminho de I/O disponível na lista é selecionado sem fator determinante. Se você tiver, por exemplo, seis I/Os na fila para armazenamento, os caminhos 1 a 6 seriam usados em ordem.

VMDK Um datafile de máquina virtual para VMware.

Finalidade

Escopo

Público

Terminologia

Page 8: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

8

Visão geral da tecnologia

Os principais componentes de tecnologia usados neste white paper são:

• EMC XtremIO

• VMware vSphere

• Microsoft SQL Server

O storage array EMC XtremIO é um sistema totalmente flash baseado em uma arquitetura scale-out. O sistema usa componentes básicos, chamados de X-Bricks, que podem ser colocados em cluster para aumentar o desempenho e a capacidade conforme a necessidade. Essa solução usa dois X-Bricks colocados em cluster como um único sistema de armazenamento lógico.

Principais vantagens

O XtremIO utiliza o flash para oferecer valor em todas as principais dimensões a seguir:

• Desempenho: não importa o quanto o sistema esteja ocupado nem qual seja a utilização da capacidade de armazenamento, a latência e o throughput continuam consistentes, previsíveis e constantes. A latência dentro do array para uma solicitação de I/O normalmente é menos de um milissegundo (ms). A Figura 1 mostra um exemplo do painel de controle do XtremIO usado para monitorar o desempenho.

Figura 1. Painel de controle do aplicativo de gerenciamento de armazenamento do XtremIO

Visão geral

EMC XtremIO

Page 9: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

9 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

• Capacidade de expansão: Com base em uma arquitetura scale-out, o X-Brick único do sistema de armazenamento do XtremIO é um componente básico. Vários X-Bricks podem ser reunidos em clusters para fornecer mais desempenho ou capacidade. A capacidade de expansão do desempenho é linear, garantindo que dois X-Bricks ofereçam o dobro de IOPS e quatro X-Bricks ofereçam quatro vezes mais IOPS que a configuração com um só X-Brick, enquanto a latência permanece consistentemente baixa à medida que o sistema é dimensionado horizontalmente. Os arrays do XtremIO são dimensionados horizontalmente para qualquer nível de desempenho ou capacidade, conforme mostrado na Figura 2.

Figura 2. Unidades de dimensionamento X-Brick

• Redução de dados: O mecanismo do XtremIO principal implementa redução de dados em linha com base em conteúdo. O XtremIO automaticamente reduz (desduplica) os dados à medida que eles são informados no sistema. Isso reduz o volume de dados gravados no flash, aumentando a longevidade da mídia e reduzindo o custo. O provisionamento dos volumes é sempre thin, sem nenhuma perda de desempenho, sem excesso de provisionamento de capacidade e sem fragmentação.

• Proteção de dados: o XtremIO utiliza um algoritmo exclusivo de proteção de dados otimizado para flash, o XtremIO Data Protection (XDP), que oferece proteção de dados superior e permite um desempenho melhor que qualquer algoritmo RAID existente. As otimizações na XDP também resultam em menos gravações na mídia flash com a finalidade de proteção de dados.

• Recursos: o XtremIO é compatível com snapshots de alto desempenho e uso eficiente de espaço, redução de dados em linha, provisionamento thin e tem total integração com o vSphere VAAI, com suporte a protocolos Fibre Channel (FC) e iSCSI.

• Simplicidade: não há necessidade de escolher o tipo de RAID, criar um grupo de RAID ou decidir habilitar ou não o provisionamento thin e a desduplicação. Essas funções já estão incorporadas no sistema. O provisionamento de armazenamento com o XtremIO é tão simples quanto decidir o tamanho da LUN que você deseja criar.

Page 10: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

10

Redução de dados em linha

A redução de dados em linha do XtremIO oferece uma série de benefícios, incluindo:

• Redução de dados econômica e aumento do desempenho e da confiabilidade

• Scale-out fácil

• Em linha, global e sempre ativo

• Melhor desempenho do array

• Maior resistência do flash

Desduplicação, redução de dados e scale-out Um dos principais diferenciais do XtremIO é a desduplicação integrada, que é 100% otimizada para flash drives (SSDs) e sempre ativa sem necessidade de configuração, administração ou ajuste.

Embora o desempenho do flash seja altamente desejável, o custo pode ser inviável. Com a tecnologia de redução de dados em tempo real do XtremIO, você pode sustentar uma capacidade lógica que exceda frequentemente a capacidade de flash física do sistema por uma grande margem.

O custo efetivo do XtremIO pode ser menor que um array tradicional para o mesmo volume de dados, tornando-o extremamente atraente em comparação a outras soluções baseadas em flash.

Com a redução de dados, as capacidades do sistema do XtremIO podem se expandir além do armazenamento físico. A capacidade lógica eficaz de um X-Brick único pode ser muito maior do que sua capacidade de flash nominal em ambientes que contêm informações altamente duplicadas.

Em linha, global e sempre ativo Historicamente, as técnicas de redução de dados foram relegadas a cargas de trabalho secundárias como backup e arquivamento porque geravam um grave impacto negativo no desempenho. Ao contrário, a tecnologia de redução de dados do XtremIO não só não cria perda de desempenho, mas também acelera a redução de dados.

A redução de dados ocorre entre todos os volumes lógicos no array e em todos os X-Bricks em um cluster. As taxas de redução de dados são muito aumentadas, já que o processo não é limitado em um só volume.

A redução de dados integrada do XtremIO está sempre ativa e não requer nenhum trabalho de administração.

Vida útil do flash prolongada A redução de dados do XtremIO estende a vida útil do flash. As gravações são evitadas por meio da redução dos dados em trânsito e da ampliação da resistência de flash deixando ciclos de gravação disponíveis para dados exclusivos.

Page 11: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

11 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Melhor desempenho do array No armazenamento do XtremIO, quanto mais redução de dados ocorre, mais rapidamente o array é executado.

A redução de dados em linha do XtremIO reduz os dados em tempo real no caminho de dados e não precisa de pós-processamento das operações, o que melhora o desempenho, a consistência e a previsibilidade ao adicionar menos I/Os nos flash drives.

Snapshots graváveis

O XtremIO eleva os snapshots graváveis para além da proteção de dados como o ativador-chave de grandes ganhos na produtividade ao:

• Criar quantas cópias graváveis de volumes de produção forem necessárias com um pequeno espaço ocupado para armazenamento

• Consolidar teste e desenvolvimento, data warehousing, cópias de business intelligence e cargas de trabalho de aplicativos

• Gerenciar o ciclo de vida ágil de banco de dados

Os snapshots do XtremIO são equivalentes aos volumes de produção em termos de desempenho, propriedade e funções, o que significa que um snapshot no XtremIO pode ser considerado o mesmo que o volume de produção.

A Figura 3 mostra como o XtremIO funciona em um ambiente com demanda por grandes volumes de dados de garantia de qualidade (QA) e teste/desenvolvimento a partir de um snapshot gravável.

Figura 3. Snapshots do XtremIO

Page 12: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

12

Os snapshots do XtremIO proporcionam aos usuários não apenas uma imagem parecida com um clone que pode ser usada como um ambiente de testes, mas também reduzem o custo da criação e manutenção de vários deles. Isso possibilita que vários aplicativos usem dados de produção para desenvolvimento conforme o necessário e disponibiliza dados para necessidades de Business Intelligence ou QA.

Os benefícios dos snapshots incluem:

• Inerentemente gravável, não somente leitura

Metadados incorporados Metadados só são necessários para gravações globalmente exclusivas. As cópias de metadados inteiros não são necessárias como em outras implementações de snapshots.

Pode ser usado como volumes de produção ativos sem a necessidade de criar um snapshot com instâncias ou gravável para acesso de leitura/gravação

• Eficiência no consumo de espaço e de metadados

Nenhum snapshot precisa de estrutura completa de metadados

Os metadados comuns são compartilhados entre a produção e o snapshot

O espaço é usado somente para blocos de dados novos e exclusivos e os metadados associados

A desduplicação e o provisionamento thin estão sempre ativos

Permite consolidação acessível

• Economia, capacidade de expansão e desempenho máximos

Criação instantânea de um snapshot completo

Nenhum impacto no desempenho do sistema

Sem sobrecarga das cópias de “força bruta”

Nunca fica repleto de metadados

Minimiza a penalidade de exclusão para dados e metadados

• Flexibilidade

Criação e manutenção de quantos snapshots forem necessários

Criação dos snapshots de snapshots em qualquer nível

Criação de toda a topologia necessária da árvore de snapshots

Remoção de snapshots ou do volume conforme necessário

XtremIO Management Server

O XtremIO Management Server (XMS) é um servidor dedicado independente baseado em Linux usado para controlar a operação do sistema do XtremIO. O XMS pode ser um servidor virtual ou físico. O array continua a operar se estiver desconectado do XMS, mas não pode ser configurado nem monitorado.

Page 13: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

13 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

O VMware vSphere é uma plataforma de virtualização completa e poderosa que virtualiza aplicativos essenciais aos negócios com pools de recurso dinâmicos para obtenção de flexibilidade e confiabilidade inigualáveis. Ele transforma os recursos físicos de um computador por meio da virtualização da CPU, da RAM, do disco rígido e da controladora de rede. Essa transformação cria máquinas virtuais totalmente funcionais que executam sistemas operacionais e aplicativos isolados e encapsulados.

O VMware vSphere 5.5 é o sistema operacional do datacenter virtual da VMware. Ele continua a transformar a infraestrutura de TI no utilitário mais eficiente, compartilhado e sob demanda, com serviços integrados de disponibilidade, dimensionamento e segurança para todos os aplicativos e gerenciamento automatizado simples e proativo.

O vSphere 5.5 tem os seguintes aperfeiçoamentos de dimensionamento e desempenho, que permitem que uma máquina virtual use mais recursos do hipervisor:

• Compatível com datafile de máquina virtual (VMDK) de 62 TB

• Atualizações do MSCS (Microsoft Cluster Service): O VMware introduziu inúmeros recursos adicionais para dar suporte ao MSCS, inclusive:

Cluster do Microsoft Windows 2012

Política de caminho “round-robin” para armazenamento compartilhado1

Protocolo iSCSI para armazenamento compartilhado

Protocolo FCoE (FC over Ethernet, FC sobre Ethernet) para o armazenamento compartilhado em relação à introdução do suporte de round-robin

• Suporte E2E 16 GB: A VMware apresentou o suporte FC completo de 16 GB. HBAs e controladoras de array podem ser executadas a 16 GB, desde que o FC switch entre o iniciador e o destino seja compatível.

• PDL AutoRemove: Introduzido com o vSphere 5.5, esse recurso remove automaticamente um dispositivo de um host quando o dispositivo entra em um estado PDL.

• vSphere Replication Interoperability

• vSphere Replication Multi-Point-in-Time Snapshot Retention

• vSphere Flash Read Cache

O XtremIO oferece armazenamento corporativo eficiente que funciona com a infraestrutura em nuvem do VMware vSphere 5.5.

1 Várias alterações foram feitas no vSphere 5.5 em relação ao mecanismo de bloqueio de SCSI usado pelo MSCS quando acontece um failover de serviços. Para facilitar essa nova política de caminho, foram implementadas alterações que tornam irrelevante que o caminho seja usado para fazer a reserva de SCSI; qualquer caminho pode liberar a reserva.

VMware vSphere

Page 14: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

14

Microsoft SQL Server 2012

O Microsoft SQL Server 2012 é o sistema de análise e gerenciamento de banco de dados da Microsoft para soluções de comércio eletrônico, linha de negócios e data warehousing.

AlwaysOn O SQL Server AlwaysOn refere-se à solução completa de alta disponibilidade e recuperação de desastres (DR) para o SQL Server 2012. O AlwaysOn apresenta recursos aprimorados para bancos de dados específicos e instâncias inteiras, fornecendo flexibilidade para dar suporte a várias configurações de alta disponibilidade em:

• Instâncias de cluster de failover (FCI) AlwaysOn

• AlwaysOn Availability Groups (AAG)

Essa solução explora o AAG, com foco no recurso de replicação em nível de transação que fornece acesso a réplicas secundárias legíveis quase ativas de bancos de dados de produção.

AlwaysOn Availability Groups O AAG é uma solução de alta disponibilidade e recuperação de desastres introduzida no SQL Server 2012, que permite que os administradores maximizem a disponibilidade para um ou mais bancos de dados de usuário. As instâncias do SQL Server são configuradas de modo que um único banco de dados principal ou um grupo de bancos de dados principais possam ter até quatro cópias de banco de dados secundários que residam em nós do WSFC (Windows Server Failover Cluster).

Índices legíveis de Columnstore O índice de Columnstore introduzido no SQL Server 2012 oferece desempenho significativamente melhor para tipos de consultas de data warehousing.

Os índices de Columnstore do SQL Server 2012 não podem ser atualizados.

Microsoft SQL Server 2014

A versão do Microsoft SQL Server 2014 tem diversos recursos interessantes.

Novo mecanismo de OLTP em memória Ao mover tabelas selecionadas e procedimentos armazenados na memória, o SQL Server 2014 pode reduzir drasticamente o I/O e melhorar o desempenho de aplicativos OLTP.

O mecanismo de OLTP em memória foi projetado para alta simultaneidade e usa um mecanismo de controle de simultaneidade otimista para eliminar atrasos de bloqueio. As tabelas de OLTP em memória são copiadas na memória e duram por gravações de registro de transações no disco.

Microsoft SQL Server

Page 15: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

15 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Melhor integração com o Windows Server 2012 O SQL Server 2014 oferece maior integração com o Windows Server 2012.

• Dimensiona verticalmente para 640 processadores lógicos e 4 TB de memória em um ambiente físico

• Dimensiona verticalmente para 64 processadores virtuais e 1 TB de memória quando em execução em uma máquina virtual

• É compatível com o recurso Storage Spaces do Windows 2012 R2 para criar pools de armazenamento hierárquico que melhoram o desempenho

• Aproveita os aprimoramentos do SMB (Server Message Block) 3.0 para obter armazenamento de banco de dados de alto desempenho em compartilhamentos de arquivos

Com o novo recurso SMB Direct, é possível usar o recurso RDMA (Remote Direct Memory Access, acesso à memória direta remota) da NIC (Network Interface Card, placa de interface da rede) para oferecer velocidades de acesso para compartilhamentos de arquivos SMB que se aproximam à velocidade de acesso para recursos locais.

Melhoria no Resource Governor O SQL Server 2014 Resource Governor oferece um novo recurso para gerenciar a utilização de I/O do armazenamento de aplicativos. O Resource Governor pode limitar os I/Os físicos emitidos para segmentos de usuário em um pool de recurso determinado, permitindo um desempenho de aplicativos mais previsível. Isso pode ser usado para limitar o número de I/Os emitidos no limite da instância do SQL Server.

Extensão do pool de buffers A extensão do pool de buffers fornece a integração perfeita de SSDs como uma extensão de NVRAM (nonvolatile random access memory, memória de acesso aleatório não volátil) de alta velocidade para o pool de buffers padrão do mecanismo de banco de dados para melhorar significativamente o throughput de I/O. As novas extensões do pool de buffers podem fornecer os melhores ganhos de desempenho para cargas de trabalho de OLTP com muita atividade de leitura

Melhorias no AlwaysOn Availability Groups O SQL Server 2014 AAG foi aprimorado com suporte para réplicas secundárias adicionais e integração com o Windows Azure.

As réplicas secundárias legíveis no SQL Server 2014 estão disponíveis para cargas de trabalho somente leitura mesmo quando a réplica principal estiver indisponível.

Índices de Columnstore atualizáveis Os índices de Columnstore no SQL Server 2014 são atualizáveis. Você pode fazer atualizações à tabela subjacente sem precisar antes desativar o índice de Columnstore. Um índice de Columnstore do SQL Server 2014 deve usar todas as colunas da tabela e não pode ser combinado com outros índices.

Page 16: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

16

Arquitetura da solução Esta seção descreve a arquitetura da solução.

A solução oferece uma relação ideal entre custo e desempenho para ambientes de aplicativos essenciais do Microsoft SQL Server. Os bancos de dados do SQL Server 2012 e 2014 são implementados como bancos de dados virtualizados em um storage array do XtremIO com dois X-Bricks. Também existem instâncias do SQL Server de teste/desenvolvimento virtualizadas no ambiente que acessam os snapshots do XtremIO do banco de dados de produção para fins de teste e desenvolvimento.

A Figura 4 mostra a arquitetura lógica dessa solução.

Figura 4. Arquitetura da solução

A arquitetura é composta do seguinte:

• Camada de armazenamento: Composta por dois X-Bricks em um cluster único do XtremIO (12 U, versão 2.4 do XtremIO) com 14,94 TB da capacidade física útil.

• Camada de banco de dados de SQL Servers: Composta por SQL Server 2012 e SQL Server 2014 como servidores de produção. O SQL Server 2012 tem seis bancos de dados e um total de cerca de 7 TB de dados. O SQL Server 2014 tem três bancos de dados e um total de cerca de 4 TB de dados. Os snapshots podem ser montados em qualquer um dos hosts de montagem a qualquer momento, quando necessário.

Visão geral

Diagrama da arquitetura

Page 17: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

17 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

• Camada de rede: Constituída por dois switches IP e dois switches SAN de nível de diretor, que2

• Camada de virtualização e servidores físicos: Composta por três servidores que usam um total de 120 núcleos de processador Intel E7 com processadores de 2,9 GHz e 2 TB de RAM no total. O servidor em rack permite uma abordagem consolidada, virtualizada e de alto desempenho em uma infraestrutura do Microsoft SQL Server, resultando em flexibilidade de implementação sem a necessidade da modificação do aplicativo. Os servidores são instalados com o vSphere 5.5 e configurados como um cluster VMware ESXi. O cluster é composto por duas máquinas virtuais do SQL Server de produção de nível corporativo (SQL Server 2012 e SQL Server 2014). Também há mais três servidores independentes, duas máquinas virtuais SQL Server 2012 e uma SQL Server 2014. Cada máquina virtual está configurada com 16 vCPUs e 32 GB de RAM.

configuramos para produzir uma largura de banda ativa de 108 GB/s. Os switches SAN foram projetados para serem implementados em redes de armazenamento compatíveis com nuvens corporativas e datacenters virtualizados.

Examinamos o desempenho executando cargas de trabalho de OLTP em comparação com os bancos de dados nesses SQL Servers.

A Tabela 2 lista os recursos de hardware usados nesta solução.

Tabela 2. Recursos de hardware

Hardware Quantidade Configuração

Storage array 1 XtremIO com dois X-Bricks

Servidores 3 20 núcleos, processadores de 2,9 GHz, 512 GB RAM, incluindo:

• 2 NICs quad Ethernet de 1 Gb (GbE)

• 2 NICs de 10 GbE

• HBAs de porta dupla FC de 8 Gb

Switches LAN 2 10 GbE, sem bloqueios de 32 portas

Switches SAN 2 Switch de nível de diretor FC com 6 blades

A Tabela 3 lista os recursos de software usados nesta solução.

Tabela 3. Recursos de software

Software Versão Observações

XtremIO 2.4 Armazenamento totalmente flash

VMware vSphere 5.5 Hipervisor que hospeda todas as máquinas virtuais

VMware vCenter 5.5 Gerenciamento do vSphere

2 Neste white paper, “nós” refere-se à equipe de engenharia de soluções da EMC que validou a solução.

Recursos de hardware

Recursos de software

Page 18: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

18

Software Versão Observações

Microsoft Windows 2012 R2 Sistema operacional para servidores de banco de dados

Microsoft SQL Server 2012 SP1 Enterprise Edition Banco de dados

Microsoft SQL Server 2014 RTM Enterprise Edition Banco de dados

Microsoft BenchCraft TPC-E Toolkit

1.12.0-1026 Ferramenta de carga de trabalho de OLTP e benchmark TPC-E

Page 19: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

19 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Camada de armazenamento: EMC XtremIO

O XtremIO usa o projeto de scale-out multicontroladora e fabric de RDMA para manter todos os metadados na memória.

Isso faz com que os arrays do XtremIO fiquem impermeáveis às mudanças na carga de trabalho — não importa que tamanhos de LUN são usados, se há padrões de acesso aleatório ou sequencial ou se há local de referência ou não. O desempenho é sempre consistente e previsível.

Não é mais necessário um projeto de armazenamento meticuloso e cuidadoso para desempenho otimizado. Por exemplo, as cargas de trabalho disruptivas do banco de dados tempdb podem coexistir na mesma LUN com seus registros de transações com intenso uso de gravação e ainda fornecer excelente desempenho. Com o provisionamento thin integrado, o armazenamento é alocado apenas quando necessário. Isso permite que os DBAs criem LUNs maiores para acomodar o crescimento futuro ou inesperado para bancos de dados sem desperdiçar espaço físico no armazenamento.

O melhor de tudo é que as operações intensas de metadados, como redução de dados em linha, alocações de provisionamento thin e operações internas de cópia de array são realizadas totalmente na memória, imediatamente, sem afetar o I/O.

Considerações sobre projeto de armazenamento de banco de dados

O desempenho é a consideração número um para o projeto de armazenamento de banco de dados de nível 1, mas, em projetos de armazenamento tradicionais de desempenho, as complexidades e os altos custos são inerentes.

O projeto de armazenamento de banco de dados geralmente exige espaço livre em todos os níveis do pacote de software, dos dados reais em bancos de dados até o espaço alocado para os datafiles e arquivos de registros.

Se um banco de dados fica sem espaço de datafiles, a instância do banco de dados para de confirmar todas as novas transações e uma correção manual imediata é necessária para evitar uma pane no banco de dados e perda de dados. É essencial que a linha de negócios não seja afetada. Se o crescimento automático de arquivos do banco de dados estiver habilitado, o SQL Server alocará automaticamente fragmentos adicionais de armazenamento em disco para evitar essa situação de arquivo cheio do banco de dados, mas essa operação normalmente afeta o desempenho e, se usada indiscriminadamente, pode causar a fragmentação repetida de datafiles nos discos, o que pode afetar ainda mais o desempenho.

As práticas recomendadas do Microsoft SQL Server e da EMC recomendam que você configure os tamanhos dos datafiles do SQL Server para serem de 10% a 20% maiores do que o tamanho atual ou desejado do banco de dados. Isso requer espaço livre no nível de volume NTFS, e os resultados no espaço de armazenamento subjacente estão sendo bloqueados sem valor perceptível até que o espaço seja necessário. Uma intervenção manual e janela de manutenção é necessária se o volume NTFS precisa de expansão.

É difícil equilibrar o espaço livre em disco para alocar na fase de projeto, o que não terá um uso imediato, em comparação com o volume de espaço livre disponível prontamente para crescimento.

Visão geral

Projeto de armazenamento

Page 20: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

20

A Figura 5 mostra um exemplo de espaço desperdiçado em um banco de dados de 1 TB. Esse problema ocorre várias vezes em ambientes de bancos de dados com vários bancos de dados e arquivos de registro em várias instâncias do SQL Server, o que aumenta o custo e a complexidade de gerenciamento.

Figura 5. Planejamento tradicional de consumo da capacidade de armazenamento

Neste exemplo, você tem 1 TB de dados, mas precisa de pelo menos 1,58 TB de espaço de armazenamento alocado, cumprindo as práticas recomendadas tradicionais de planejamento de armazenamento. Isso representa um desperdício de alocação de armazenamento físico de aproximadamente 58% para fins de espaço livre.

A Figura 6 mostra como um banco de dados de 1 TB pode usar facilmente menos de 1 TB de alocação de armazenamento físico no XtremIO e ainda atender ao espaço livre lógico necessário para o planejamento de armazenamento.

Figura 6. Planejamento do consumo da capacidade de armazenamento do XtremIO

Com o XtremIO, usar o provisionamento thin (alocação sob demanda) e a desduplicação significa que um banco de dados de 1 TB requer menos de 1 TB do espaço físico alocado. As complexidades operacionais podem ser eliminadas por meio da alocação de todo o espaço da LUN, espaço do sistema virtual de arquivos e, portanto, espaço de volume NTFS necessário desde o início porque o armazenamento é alocado apenas sob demanda.

Page 21: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

21 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Detalhes de projeto de armazenamento

Para esta solução, o XtremIO é implementado em um cluster de dois X-Bricks configurado por padrão com o XtremIO XDP para fornecer uma capacidade física de 14,94 TB, conforme mostrado na Figura 7.

Figura 7. Painel de armazenamento no painel de controle do aplicativo de gerenciamento do XtremIO

Com o XtremIO, o I/O sequencial e o aleatório gerados pelo banco de dados são tratados da mesma maneira conforme os dados são randomizados e distribuídos de modo equilibrado em todo o array. O projeto de armazenamento para o banco de dados do Microsoft SQL Server pode ser simplificado em comparação às técnicas tradicionais de provisionamento.

Para esta solução, o tamanho do volume é padronizado para implantação fácil, conforme mostrado na Tabela 4. Se você aproveita o provisionamento thin, a alocação do volume maior não desperdiça nenhum armazenamento físico ao deixar espaço para crescimento.

Tabela 4. Projeto de armazenamento do Microsoft SQL Server no XtremIO

Nome do volume

Objetivo do volume Tamanho da LUN

SQL_OS Volume de instalação do software Microsoft Windows 2012 R2 OS e SQL Server, que é usado para várias máquinas virtuais como VMDK no mesmo datastore

1 TB

SQL_DB Volumes de datafile de banco de dados do Microsoft SQL Server

2 TB

SQL_log Volumes do arquivo de registros do banco de dados do Microsoft SQL Server

500 GB

Tempbd Volumes tempdb do Microsoft SQL Server 1 TB

Page 22: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

22

Para os bancos de dados de produção, os volumes são criados e apresentados à máquina virtual para uso com as máquinas virtuais do Microsoft SQL Server, como mostrado na Tabela 5.

Tabela 5. Atribuição de volume/LUN para banco de dados de OLTP

Volume Tamanho do volume Tipo de volume

SO 120 GB VMDK em volume do SO LUN/VMFS

Bancos de dados de sistemas e instalação do SQL Server

120 GB VMDK em volume do SO LUN/VMFS

Dados do SQL Server 2 TB RDM ou VMDK

Registro do SQL Server 500 GB RDM ou VMDK

Tempbd 1 TB RDM ou VMDK

Observação: o desempenho e a disponibilidade dos volumes de RDM ou VMDK são muito semelhantes, de modo que uma ou outra opção é razoável dependendo dos requisitos de projeto individuais. Determinadas tecnologias, como clustering de failover do Windows, exigem RDMs ao realizar clustering em máquina virtual (para dar suporte a reservas do SCSI-3).

Page 23: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

23 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Projeto de bancos de dados do Microsoft SQL Server

Nesta solução, duas instâncias virtualizadas com bancos de dados de OLTP transacionais (uma no Microsoft SQL Server 2012 e outra no Microsoft SQL Server 2014) foram criadas em um cluster vSphere High Availability (HA).

Como a Tabela 5 da página 22 mostra, usamos seis volumes de banco de dados de 2 TB para armazenar os arquivos de bancos de dados relevantes, inclusive datafiles, e arquivos de registro de transações e arquivos temporários para bancos de dados do SQL Server 2012. Usamos três volumes de banco de dados de 2 TB para armazenar os arquivos relevantes para bancos de dados do SQL Server 2014.

A Tabela 6 lista o perfil do banco de dados de OLTP para a solução.

Tabela 6. Perfil do banco de dados de OLTP

Propriedade SQL Server 2012 SQL Server 2014

Tipo de banco de dados

OLTP (transacional) OLTP (transacional)

Tamanho do banco de dados

Total: 5 TB Total: 2,25 TB

Bancos de dados 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

Memória para SQL Server

32 GB

32 GB

Perfil da carga de trabalho

Carga de trabalho de OLTP simulada pelo Microsoft BenchCraft

Taxa de leitura/gravação: 90/10

Carga de trabalho de OLTP simulada pelo Microsoft BenchCraft

Taxa de leitura/gravação: 90/10

Tamanho médio de bloco de dados

8 KB 8 KB

A Tabela 7 e a Tabela 8 listam o projeto real da LUN do banco de dados de OLTP para a solução.

Tabela 7. Detalhes do projeto real da LUN do banco de dados de OLTP para SQL Server 2012

Detalhes Bancos de dados

Nome do banco de dados

DB_01 DB_02 DB_03 DB_04 DB_05 DB_06 Tempbd

Tamanho do banco de dados real

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

Tamanho da LUN 2 TB 2 TB 2 TB 2 x 2 TB 2 TB 2 TB 1 TB

Visão geral

Projeto de armazenamento de banco de dados de OLTP

Perfil de bancos de dados de OLTP

Projeto de banco de dados de OLTP

Page 24: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

24

Detalhes Bancos de dados

Tamanho do registro real

350 GB 250 GB 320 GB 360 GB 175 GB 320 GB 80 GB

Tamanho da LUN de registro

500 GB 500 GB 500 GB 500 GB 500 GB 500 GB N/D

Total de dados e tamanho do registro

7,2 TB

Tamanho da LUN total 16 TB

Tabela 8. Detalhes do projeto real da LUN do banco de dados de OLTP para

SQL Server 2014

Detalhes Bancos de dados

Nome do banco de dados DB_01 DB_02 DB_03 Tempbd

Tamanho do banco de dados real 750 GB 500 GB 1 TB 400 GB

Tamanho da LUN 2 TB 2 TB 2 TB 1 TB

Tamanho do registro real 350 GB 250 GB 320 GB 80 GB

Tamanho da LUN de registro 500 GB 500 GB 500 GB N/D

Total de dados e tamanho do registro 3,7 TB

Tamanho da LUN total 8,5 TB

Observação: esse projeto é baseado em nossa carga de trabalho de teste. Em um ambiente de produção, o tamanho dos bancos de dados, especialmente os tamanhos de arquivo de registro e tempdb, pode variar, dependendo do tipo de transações e de consultas que são executados nesses bancos de dados.

Page 25: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

25 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Camada de rede

Esta seção descreve os detalhes de rede usados nesta solução para configuração de rede IP e SAN, e para redes do ESXi Server. Ao implementar uma solução de banco de dados virtualizada, como o Microsoft SQL Server, a EMC recomenda que você garanta a computação e a redundância de rede em todos os níveis ao projetar a tolerância a falhas do sistema de rede.

A EMC sugere que você use as seguintes práticas recomendadas de rede SAN:

• Use switches FC 8 Gb/s e portas de HBA.

• Use várias HBAs nos servidores ESXi e em pelo menos dois switches SAN para fornecer vários caminhos redundantes entre o servidor e o cluster do XtremIO.

• Fazer o zoneamento de cada porta FC dos servidores de banco de dados até todas as portas nos X-Bricks do XtremIO para alta disponibilidade e desempenho.

A EMC sugere que você use as seguintes práticas recomendadas de rede IP:

• Use múltiplos cartões de rede e switches para redundância de rede.

• Use 10 GbE para a conexão de rede, se disponível.

• Use VLANs (Virtual Local Area Networks, redes de área local virtual) para agrupar, de maneira lógica, dispositivos que estejam em sub-redes ou segmentos de rede diferentes.

• Habilite e configure jumbo-frames3

na pilha virtual e física para redes 10 GbE.

O sistema de rede em ambientes virtuais requer mais considerações para segmentação, disponibilidade e throughput de tráfego além das práticas recomendadas seguidas em um ambiente físico.

Essa solução foi projetada para gerenciar de maneira eficiente várias redes e redundância de adaptadores de rede nos hosts do ESXi. As principais diretrizes de práticas recomendadas são:

• Separar o tráfico da infraestrutura vSphere do tráfico da máquina virtual para fins de segurança e isolamento.

• Usar a família de VMXNET3 de adaptadores de rede paravirtualizados.

• Agregar placas de rede física para redundância de rede e desempenho, por exemplo, usar pares de NICs físicas por servidor/vSwitch e fazer uplink em cada NIC física para switches físicos separados.

Para obter mais informações sobre sistema de rede com vSphere, siga as instruções em Sistema de rede do VMware vSphere.

3 Tamanhos de MTU (Maximum Transfer Unit, unidade máxima de transmissão) maiores de 1.500 bytes são chamados de jumbo-frames. Jumbo-frames precisam de Gigabit Ethernet em toda a infraestrutura da rede, inclusive servidores, switches e servidores de banco de dados.

Visão geral

Práticas recomendadas de rede SAN

Práticas recomendadas de rede IP

Práticas recomendadas de rede do Vmware vSphere

Page 26: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

26

Camada de virtualização e servidores físicos

A escolha de uma plataforma de servidor para uma infraestrutura virtualizada é baseada na capacidade de suporte da plataforma e nos requisitos técnicos do ambiente. Nos ambientes de produção, é essencial que os servidores usados tenham:

• Processadores e memória suficientes para sustentar o número e a carga de trabalho necessários das máquinas virtuais.

• Conectividade suficiente, Ethernet e FC, para permitir a conectividade redundante para os switches de rede de armazenamento e IP.

• Capacidade suficiente para resistir a uma falha no servidor e dar suporte a failover das máquinas virtuais.

Nesse ambiente de teste, três servidores físicos que executam o vSphere ESXi 5.5 são configurados como um cluster HA vSphere. Cinco máquinas virtuais são criadas no cluster vSphere, duas das quais são configuradas para criar máquinas virtuais de banco de dados do Microsoft SQL Server virtualizadas. Outras três máquinas virtuais são criadas como instâncias de teste/desenvolvimento que podem ser usadas para montar vários snapshots para realocação (teste/desenvolvimento).

A EMC recomenda que você implemente as seguintes práticas recomendadas de computação do VMware como explicado em Guia de Práticas Recomendadas dos bancos de dados Microsoft SQL Server no VMware:

• Usar o NUMA (Non-Uniform Memory Access), nos servidores do ESXi, uma arquitetura de computador em que a memória localizada mais perto de um processador específico é acessada com menos demora que uma memória localizada mais longe do processador.

• Alocar a vRAM (memória de máquina virtual) em uma máquina virtual para ser menor que a memória local acessada pelo nó NUMA (processador).

• Instalar o VMware Tools, que inclui diversos utilitários que melhoram o desempenho do sistema operacional do guest da máquina virtual e aprimoram a capacidade de gerenciamento da máquina virtual.

• Configurar as reservas de memória da máquina virtual para serem, no mínimo, do tamanho da sobrecarga do sistema operacional e do Microsoft SQL Server.

• O Microsoft SQL Server só é compatível com RDM para clustering; portanto, usar RDM na máquina virtual do ESXi para o banco de dados e arquivos de registro que precisa de failover em um cluster do MSCS.

• Configurar várias controladoras SCSI paravirtualizadas (PVSCSI) para os volumes de banco de dados. O uso de várias controladoras SCSI virtuais permite a execução de várias operações de I/O simultâneas no sistema operacional guest.

Visão geral

Recursos de computação e armazenamento

Page 27: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

27 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Em cada servidor ESXi, criamos dois vSwitches padrão com uma configuração comum, como mostrado na Tabela 9.

Tabela 9. Configuração do vSwitch

Nome Finalidade

vSwitch0 Gerenciamento e tráfego público de máquina virtual

vSwitch1 Configuração de tolerância a falhas para a interconexão de cluster do Microsoft SQL Server

Cada máquina virtual foi atribuída a duas vNICs (1 GbE e 10 GbE) que usam o driver de VMXNET3 de alto desempenho. A vNIC de 1 GbE foi associada à vSwitch0 para oferecer tráfego público. A vNIC de 10 GbE foi associada à vSwitch1 para oferecer tráfego de interconexão do Microsoft SQL Server.

Virtualização de rede

Page 28: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

28

Considerações do projeto

O XtremIO possibilita executar cargas de I/O extremamente altas em um único sistema de armazenamento. Com a arquitetura equilibrada do XtremIO combinada com o desempenho, a redução de dados em linha e o armazenamento provisionado virtualmente, muitas das práticas de configuração e ajuste que um storage array tradicional exige não são mais necessárias.

Para aproveitar ao máximo o alto throughput que o armazenamento do XtremIO oferece, toda a pilha de conectividade deve ser configurada adequadamente para conseguir desempenho extraordinário, desde a otimização de tamanhos da fila em hosts até o número de caminhos FC disponíveis que devem ser considerados para que o I/O possa ser enviado para o sistema do XtremIO.

Configuração de Fibre Channel switch

Para um cluster X-Brick duplo do XtremIO, um host pode ter até oito caminhos por dispositivo. A Figura 8 mostra os esquemas lógicos de conexão para oito caminhos.

Figura 8. Configuração de FC switch de X-Brick duplo do XtremIO

Observação: você pode utilizar o EMC Virtual Storage Integrator (VSI) Path Management para configurar o gerenciamento de caminhos por plataformas EMC, incluindo XtremIO. Consulte o Guia de produto do EMC VSI Path Management para obter mais informações sobre como utilizar esse plug-in do VMware vSphere Client.

Configuração do servidor

Para otimizar o desempenho para níveis extremos, os hosts que acessam o storage array do XtremIO devem ser configurados para permitir um throughtput de I/O maior em vez de usar as configurações padrão.

Configuração do UCS Server A maioria das configurações de aceleração do HBA padrão de servidor não é otimizada para o throughput alto que um flash array fornece. Portanto, é importante escolher o maior valor para essa configuração para o servidor para que ela não limite a aceleração de I/O.

Para ajustar a aceleração de I/O do HBA da Cisco UCS, use três etapas:

1. Na navegação do UCSM, em Server, selecione Inventory.

2. Selecione Cisco VIC Adapters.

Visão geral

Práticas recomendadas de configuração do XtremIO

Page 29: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

29 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

3. Navegue até vHBA Properties.

4. Defina I/O Throttle Count para “1024”, como mostrado na Figura 9.

Figura 9. Altere a contagem de aceleração de I/O para o Cisco UCS Server

Configuração do ESX Server Para configurar corretamente o host ESX para o armazenamento do XtremIO (para o vSphere 5.5), use estas etapas:

1. No vSphere, ajuste o tamanho da fila do HBA por meio da interface de linha de comando (CLI) do ESX. A configuração de tamanho da fila controla a quantidade de solicitações de I/O restantes para um único caminho. Para uma operação ideal com o armazenamento do XtremIO, siga as recomendações do fornecedor do servidor e do fornecedor do HBA. Como regra geral, você deve definir o tamanho da fila para o maior valor permitido pelo fabricante do HBA (por exemplo, 256).

Observação: para obter mais informações sobre como ajustar o tamanho da fila do HBA com o ESX, consulte o artigo 1267 da base de conhecimento da VMware no site da VMware.

2. Defina os parâmetros de SchedQuantum (para 64) e DiskMaxIOSize (para 4096):

esxcfg-advcfg -s 64 /Disk/SchedQuantum

esxcfg-advcfg -s 4096 /Disk/DiskMaxIOSize

3. Obtenha o NAA para as LUNs do XtremIO apresentadas ao host ESX e localize o NAA do volume do XtremIO:

esxcli storage nmp path list | grep XtremIO -B1

4. Execute o seguinte comando para definir SchedNumReqOutstanding para o dispositivo com seu valor máximo (256):

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

Page 30: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

30

Configuração de múltiplos caminhos nativos do vSphere

O XtremIO é compatível com a tecnologia de múltiplos caminhos nativa (NMP) do VMware vSphere. Para obter o melhor desempenho, a EMC recomenda que você configure múltiplos caminhos nativos do vSphere para volumes do XtremIO usando estas etapas:

1. Configure a política de seleção de caminhos nativa de round-robin nos volumes XtremIO apresentados ao host ESXi.

2. Configure o caminho de round-robin de recurso de múltiplos caminhos nativo do vSphere alternando a frequência dos volumes do XtremIO do valor padrão (1.000 pacotes de I/O) para 1.

Essas configurações garantem distribuição e disponibilidade de carga ideais entre caminhos de I/O para o armazenamento do XtremIO.

Observação: utilize a linha de comando ESX para ajustar a frequência que resulta na mudança de caminho do round-robin de NMP do vSphere.

Para realizar a configuração do round-robin de NMP do vSphere, use umas destas opções:

• Por volume, utilizando o vSphere Client, para cada host onde o volume é apresentado

• Por volume, utilizando a linha de comando ESX, para cada host onde o volume é apresentado

• Por host, para todos os volumes do XtremIO apresentados ao host utilizando a linha de comando do ESX

Se o EMC PowerPath®/VE é usado para o ESXi, o PowerPath/VE trata os dispositivos do XtremIO como genéricos. Habilitar o suporte a LAM (Loadable Array Module) permite que o PowerPath/VE reconheça e gerencie os dispositivos do XtremIO. Você também pode usar o EMC VSI para o XtremIO para a configuração de round-robin de NMP.

Capacitação de gerenciamento de caminhos de round-robin no vCenter GUI Em cada máquina virtual, as LUNs para o armazenamento do banco de dados foram adicionadas a partir do array do XtremIO como RDM e disseminadas em quatro controladoras de PVSCSI para equilibrar o I/O. As LUNs para as instalações de software do SQL Server e o SO são configuradas como VMDK de modo que as LUNs de armazenamento de I/O baixo possam compartilhar o mesmo volume no XtremIO.

Page 31: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

31 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

As LUNs de banco de dados intensivo de I/O precisam ser configuradas como Round-Robin (VMWare) no gerenciamento de caminhos, conforme mostrado na Figura 10, se não são gerenciadas pelo PowerPath.

Figura 10. Configuração de gerenciamento de caminhos do dispositivo de armazenamento

Page 32: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

32

Teste e validação de desempenho

O objetivo desse teste não é apresentar números brutos de teto para desempenho de qualquer elemento de armazenamento, computação ou switch desta solução. O objetivo é apresentar, por meio do dimensionamento, como as cargas de trabalho corporativas podem continuar a serem atendidas facilmente pelo XtremIO enquanto todos os elementos, incluindo armazenamento, permanecem na “zona verde”, ou seja, uma área de utilização e latências íntegra e sustentável para cargas de trabalho de produção.

As cargas de trabalho de OLTP foram geradas usando um kit de ferramentas do Microsoft Partner que cria uma carga de trabalho parecida com TPC-E. Esse kit, com base no BenchCraft TPC-E Toolkit, foi usado para simular cargas de trabalho de OLTP realistas nesta solução.

As medições de desempenho de I/O do sistema (IOPS, transações por segundo [TPS] e latência) foram coletadas nos níveis de servidor/banco de dados e armazenamento.

Todos os testes foram realizados em um sistema do XtremIO configurado corretamente.

Os resultados do teste são altamente dependentes da carga de trabalho, de requisitos específicos do aplicativo e da implementação e do design do sistema. O desempenho relativo do sistema variará como resultado desses e de outros fatores. Portanto, essa carga de trabalho não deve ser usada como um substituto de um benchmark específico de aplicativos de clientes quando se trata de decisões de avaliação de produtos e/ou planejamento da capacidade crítica.

Todos os dados de desempenho contidos neste relatório foram obtidos em um ambiente rigorosamente controlado. Os resultados obtidos em outros ambientes operacionais podem variar significativamente.

A EMC não garante nem indica que um usuário pode alcançar ou alcançará desempenho semelhante expresso em transações por minuto.

Observação: a TPS da medição do banco de dados é descrita e usada nos resultados do teste. Como as transações diferem muito entre ambientes de bancos de dados, esses números só devem ser usados como referência e para fins comparativos nos resultados desse teste.

Os objetivos gerais do teste foram demonstrar:

• O alto desempenho alcançado quando bancos de dados virtualizados do Microsoft SQL Server foram executados no XtremIO.

• Como o XtremIO simplificou de forma significativa as operações de armazenamento para o Microsoft SQL Server.

• A IOPS do storage array sustentada para cargas de trabalho de OLTP no banco de dados de OLTP do Microsoft SQL Server.

• Economia de espaço de armazenamento significativa com redução de dados em linha no XtremIO quando os snapshots dos volumes de produção são usados para realocação (teste/desenvolvimento, backup, BI e assim por diante) nos ambientes.

Visão geral

Observações sobre os resultados

Objetivos do teste

Page 33: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

33 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Os cenários a seguir foram testados e são descritos mais detalhadamente nas próximas seções:

• Teste de desempenho das cargas de trabalho da OLTP

• Sistema com o teste de desempenho do snapshot do XtremIO

Também concluímos uma análise de redução de dados do XtremIO no ambiente SQL Server desta solução.

Este teste foi usado para medir o desempenho de todo o ambiente com cargas de trabalho de banco de dados do SQL Server 2012 e do SQL Server 2014.

Este teste também mostrou como um sistema do XtremIO pode lidar com crescentes cargas de trabalho de banco de dados e continuar a mostrar desempenho estável.

Metodologia de teste

O Microsoft BenchCraft foi usado para gerar uma carga de trabalho de OLTP para impulsionar I/O aleatório físico alto a partir de uma plataforma de banco de dados.

Executamos o número fixo de usuários simultâneos para cada banco de dados com o mesmo conjunto de consultas de OLTP simultaneamente em comparação com todo o banco de dados SQL Server no ambiente, então medimos a estatística de desempenho. Durante o teste, o número de usuários simultâneos foi gerenciado de modo que pudéssemos gerar um nível específico de IOPS.

Procedimento de teste

O teste foi iniciado com uma carga de trabalho única de banco de dados. Nós a executamos por um período para estabilizar a carga de trabalho, e depois adicionamos outra carga de trabalho de banco de dados enquanto a carga de trabalho anterior ainda estava sendo executada. Cada carga de trabalho de banco de dados continuou a impulsionar IOPS adicional no sistema de armazenamento do XtremIO sem o host ficar com latência de I/O maior.

Começamos a testar com as cargas máximas mostradas na Tabela 10, que foram executadas consecutivamente para testar as diferenças entre o SQL Server 2012 e o SQL Server 2014 (1a a 6a etapas da sequência da carga de trabalho) e as cargas adicionais no SQL Server 2012 para atingir uma carga de trabalho de sistema completa. Tabela 10. Sequência de carga de trabalho do teste para a carga de sistema completa

Sequência da carga de trabalho

Nome do banco de dados

Tamanho do banco de dados

SQL Server Carga de trabalho (nº de usuários/taxa de transação máxima)

1a DB_01 750 GB SQL Server 2014 10/200

2a DB_01 750 GB SQL Server 2012 10/200

3a DB_02 500 GB SQL Server 2014 15/200

4a DB_02 500 GB SQL Server 2012 15/200

5a DB_03 1 TB SQL Server 2014 20/200

Testar cenários

Teste de desempenho das cargas de trabalho da OLTP

Page 34: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

34

Sequência da carga de trabalho

Nome do banco de dados

Tamanho do banco de dados

SQL Server Carga de trabalho (nº de usuários/taxa de transação máxima)

6a DB_03 1 TB SQL Server 2012 20/200

7a DB_04 2 TB SQL Server 2012 5/200

8a DB_05 250 TB SQL Server 2012 5/200

9a DB_06 1 TB SQL Server 2012 5/200

Resultados do teste

Como mostrado na Figura 11, o array do XtremIO é altamente dimensionável com várias cargas de trabalho simultâneas do banco de dados de nível corporativo do SQL Server.

Em geral, a latência média permaneceu baixa para o array do XtremIO, enquanto as cargas de trabalho adicionais do banco de dados SQL Server geraram mais I/O no sistema. O sistema inteiro gerou mais de 4.200 TPS com um total de 200.000 IOPS quando todas as nove cargas de trabalho de banco de dados foram totalmente carregadas, enquanto a latência do array permaneceu abaixo de 1 ms para o sistema do XtremIO. A latência do disco média do host variou de abaixo de 1 ms até abaixo de 2,5 ms.

Figura 11. Teste de dimensionamento do SQL Server/XtremIO

Page 35: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

35 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Desempenho do sistema XtremIO

Quando enviamos a carga completa do sistema, o XtremIO ofereceu IOPS muito alto e throughput com latência muito baixa e uma taxa de transação geral alta do SQL Server, conforme indicado na Figura 12 e na Figura 13.

Figura 12. Latência e IOPS observadas em X-Bricks do XtremIO durante a execução da carga total do SQL Server 2012 e do SQL Server 2014

Figura 13. Largura de banda observada em X-Bricks do XtremIO durante a execução da carga total do SQL Server 2012 e do SQL Server 2014

Desempenho do SQL Server 2012 comparado com o SQL Server 2014

Como mostrado na Figura 14, com os mesmos processador, memória e configuração do servidor, o SQL Server 2014 forneceu mais TPS do que o SQL Server 2012. A Microsoft aprimorou o uso da memória para transações no SQL Server 2014.

Page 36: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

36

Figura 14. Desempenho transacional do banco de dados SQL Server: 2012 x 2014

Os servidores SQL Server 2012 e SQL Server 2014 foram configurados com o mesmo hardware (servidores, RAM e número de processadores).

Desempenho transacional do SQL Server Em um nível de transações baixo, o SQL Server 2014 tem um desempenho semelhante ao SQL Server 2012, com cerca de 400 TPS (7% maior). Com uma carga de trabalho mais exigente, o XtremIO de back-end de alto desempenho permite que o SQL Server 2014 lide com uma taxa de transação maior. Como mostrado na Figura 14, houve até 12,5% mais transações processadas pelo SQL Server 2014 quando as transações foram aumentadas.

A utilização de CPU cumulativa mais alta para o SQL Server 2014 (60% contra 55% do SQL Server 2012) foi o resultado de 20% mais transações que o SQL Server 2014 estava executando. Isso é um aumento de 9% no uso de CPU para uma taxa de transação 12,5% mais alta.

Em geral, o SQL Server 2014 fornece desempenho eficiente e pode lidar com um sistema de alta transação muito melhor com o XtremIO para eliminar qualquer latência de armazenamento possível, conforme mostrado em nossos testes.

I/O de disco do SQL Server O desempenho de I/O de disco foi muito semelhante para o SQL Server 2012 e o SQL Server 2014.

Como mostrado na Figura 15, o SQL Server 2014 teve desempenho geral um pouco melhor para as LUNs de datafile (IOPS ligeiramente melhor e latência menor).

Page 37: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

37 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Figura 15. Desempenho de I/O de disco do SQL Server: 2012 x 2014

As latências de I/O de disco de LUN do arquivo de registro são semelhantes nas duas versões do SQL Server, com IOPS muito menor no SQL Server 2012 (por ter menos transações). Tempdb tem significativamente menos IOPS no SQL Server 2012 (indica que o SQL Server 2014 pode ter melhorado o desempenho de transações otimizando o plano de execução e, portanto, com mais utilização de tempdb). No entanto, a latência de tempdb também é muito menor no SQL 2014, tornando o SQL 2014 uma opção muito melhor para bancos de dados SQL Server intensivos de I/O confidencial de desempenho.

Neste cenário, usamos snapshots do XtremIO para criar várias cópias do banco de dados de produção que poderiam ser usadas para o provisionamento do ambiente de teste/desenvolvimento.

A criação de snapshots do XtremIO foi instantânea; o snapshot criado ficou disponível imediatamente. A criação de snapshots do XtremIO não teve um efeito visível no desempenho durante ou depois da criação desses snapshots; o banco de dados estava sempre on-line com as mesmas características de desempenho observadas antes da criação de snapshots. A utilização do espaço físico foi mínima; portanto, mais snapshots puderam ser criados sem impacto no banco de dados de produção do que em um array tradicional.

Não houve diferença de desempenho entre o acesso aos volumes primários em comparação com o acesso aos volumes de snapshot.

Os snapshots também puderam ser usados como cópias graváveis, se necessário, sem nenhum impacto no banco de dados de produção. Um snapshot gravável do XtremIO pode ser visto como o clone de um array tradicional sem os mesmos requisitos de espaço. Os snapshots do XtremIO produzem um espaço ocupado muito menor no armazenamento físico.

Sistema com o teste de desempenho do snapshot do XtremIO

Page 38: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

38

Metodologia de teste

Este teste utilizou o BenchCraft, criando a mesma carga de trabalho do teste de desempenho para medir o desempenho do ambiente.

Depois que um conjunto de snapshots foi criado, continuamos a executar a carga de trabalho por oito horas para simular a carga de trabalho de um dia normal. Depois disso, outro conjunto de snapshots foi criado para medir o impacto que a carga de trabalho de um dia introduziu ao ambiente.

A economia de provisionamento thin e de taxa de desduplicação do XtremIO foi monitorada para ver seu impacto nos snapshots criados neste teste.

Esses snapshots com consistência em caso de falhas foram montados em hosts de montagem separados e recuperados para simular uma carga de trabalho de teste/desenvolvimento. As cargas de trabalho somente leitura e de leitura/gravação foram introduzidas nos snapshots.

Procedimento de teste

Seguimos as seguintes etapas neste teste:

1. Criação da carga de trabalho para todo o ambiente do banco de dados de produção, coleta de taxas de desduplicação atuais, uso da capacidade física e economia de espaço de provisionamento thin como uma linha de base.

2. Criação do primeiro snapshot das LUNs de banco de dados do SQL Server 2012.

3. Criação do primeiro snapshot das LUNs de banco de dados do SQL Server 2014.

4. Criação de cinco snapshots.

5. Prosseguimento na execução da carga de trabalho no banco de dados de produção por oito horas para simular a mudança nesse ambiente durante um dia de trabalho. Prosseguimento da monitoração do desempenho do ambiente.

6. Criação de outro snapshot do banco de dados de produção SQL Server 2012 e SQL Server 2014, coleta das taxas de desduplicação, uso da capacidade física e economia de espaço de provisionamento thin no console de gerenciamento de arrays do XtremIO.

7. Criação de snapshot do SQL Server 2012 e do 2014 na mesma operação.

8. Montagem de um dos snapshots criados anteriormente e recuperação dele em um SQL Server separado (nos bancos de dados SQL Server 2012 e 2014).

9. Adição de uma carga de trabalho adicional em outro banco de dados de snapshot montado e verificação do desempenho do sistema.

10. Adição de uma carga de trabalho de leitura/gravação adicional no banco de dados de snapshot montado e verificação do desempenho do sistema.

Page 39: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

39 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Resultados do teste

Observação da criação do snapshot Durante a criação de snapshots, todos os snapshots foram concluídos instantaneamente, sem nenhum atraso. Todos os snapshots estavam disponíveis para uso de leitura/gravável imediatamente após a criação.

Desempenho consistente do XtremIO durante um período prolongado de tempo Como mostrado na Figura 16, o XtremIO oferece ao SQL Server desempenho muito consistente durante um período muito longo de carga de trabalho extremamente intensa. A latência é mantida constante em aproximadamente 1 ms por mais de 10 horas de carga de trabalho extremamente intensa com cinco snapshots criados para todos os bancos de dados de produção do SQL Server.

Figura 16. Desempenho consistente do XtremIO em uma carga de trabalho intensa prolongada

Um array do XtremIO com 15 TB de capacidade flash física utilizável atendeu 181 TB de espaço de volume para os hosts. Isso tem um enorme custo-benefício em comparação ao armazenamento tradicional ou a outros flash arrays que não têm a tecnologia com a eficiência do XtremIO.

Todos os bancos de dados têm um desempenho fixo consistente com latência próxima a 1 ms no lado do servidor e mantiveram a mesma alta taxa de transação durante todo o período de teste. Os aumentos entre 1 ms e 1,5 ms são atividades de checkpoint de banco de dados. Além disso, todo o teste manteve uma latência constante e consistente.

Page 40: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

40

Impacto no desempenho dos snapshots do XtremIO Coletamos as medições mostradas na Figura 17 para mostrar o impacto no desempenho do snapshot do XtremIO.

Figura 17. Impacto no desempenho dos snapshots do XtremIO

Nosso teste mostrou que:

• Em um ambiente de bancos de dados completamente carregado, a criação de um snapshot do XtremIO não afeta o desempenho.

• O snapshot é criado instantaneamente e fica disponível para uso imediatamente.

• O número de snapshots não afeta o desempenho do banco de dados de produção.

• Como mostrado no final dos nossos resultados, o uso do armazenamento desses snapshots também é baixo. Você pode criar o número de snapshots que quiser sem afetar o desempenho do banco de dados de produção.

Neste teste, montamos bancos de dados SQL Server 2014 e SQL Server 2012 em duas máquinas virtuais de host de montagem diferentes e executamos uma carga de trabalho completa em três dos bancos de dados. A Figura 17 mostra que, depois que introduzimos uma carga de trabalho com cerca de 50.000 IOPS no snapshot, o XtremIO sustentou cerca de 212.000 IOPS e ainda manteve uma latência muito baixa.

A carga de trabalho em snapshots pode alcançar o mesmo nível da produção com o mesmo desempenho, desde que a capacidade total de IOPS esteja dentro dos limites do XtremIO.

Page 41: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

41 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Eficiência de armazenamento de snapshot do XtremIO O uso de armazenamento físico para os snapshots do XtremIO é mínimo. Durante os testes, conforme mostrado na Figura 18, o uso do armazenamento físico ficou inalterado depois que criamos snapshots para um sistema de banco de dados de 7,5 TB. Um total de 40 TB de capacidade com base em snapshots estava disponível para leitura/gravação com custo zero.

Figura 18. Eficiência de armazenamento para a operação de snapshots do XtremIO

Durante este teste, antes que os últimos dois snapshots fossem criados, estabelecemos também uma carga de trabalho completa executada por oito horas para introduzir aproximadamente 10% de alteração no banco de dados. Por causa dos dados de produção adicionais, houve um aumento no uso do armazenamento físico de aproximadamente 500 GB (que é de aproximadamente 750 GB de alteração com cinco snapshots a mais). Para um array tradicional, isso poderia exigir o uso de muito mais armazenamento físico. Nesse caso, menos que a mudança real foi materializada no armazenamento físico do XtremIO, muito por causa do recurso de redução de dados em linha.

A Figura 18 mostra que, conforme mais snapshots do banco de dados de produção eram criados, as taxas de desduplicação continuavam as mesmas, enquanto o crescimento da capacidade física usada do array foi baixo e a capacidade do volume aumentou muito. A eficiência do armazenamento geral aumentou, e a economia do provisionamento thin também.

O XtremIO tem um mecanismo altamente eficiente de snapshot. Cada snapshot do banco de dados ocupou somente o armazenamento físico mínimo, mesmo depois que a carga de trabalho total de oito horas recebeu mais 10% de alterações no banco de dados de produção. As LUNs afetadas precisaram de menos que a mudança real do armazenamento físico. Em um array tradicional, isso necessitaria de pelo menos a duplicação da quantidade do armazenamento físico.

A expectativa do volume total aumentou para mais de 200 TB do armazenamento físico de 14,9 TB por causa da eficiência do espaço ganho dos snapshots. A eficiência de armazenamento aumentou de 4.5:1 para 16:1 após o sétimo snapshot.

Page 42: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

42

A taxa de desduplicação não foi alterada após os snapshots, porque os snapshots do XtremIO têm eficiência de espaço de 100% para dados do usuário e metadados. Isso significa que os snapshots não criam nenhum dado que deva ser desduplicado. Somente depois que a carga de trabalho total de oito horas foi executada nos bancos de dados de produção que introduziram a alteração é que a taxa de desduplicação caiu um pouco, de 1.9:1 para 1.8:1, devido aos dados exclusivos adicionados ao sistema.

Neste teste da solução, percebemos a redução de dados do XtremIO em relação ao banco de dados de OLTP do SQL Server.

Redução de dados econômica

Com o XtremIO, é possível sustentar uma capacidade lógica que ultrapassa por uma grande margem a capacidade flash física no sistema, como mostrado na Figura 19.

A quantidade eficaz de volumes criados no XtremIO neste teste foi de cerca de 181 TB, com cinco snapshots de banco de dados. A taxa de desduplicação de dados do banco de dados SQL Server foi mantida em 2:1. O efeito cumulativo da redução de dados foi que conseguimos colocar essa quantidade de volume em cerca de 13,5 TB de armazenamento físico. A taxa de armazenamento físico e volume eficaz foi de aproximadamente 13:1. Quanto mais snapshots forem criados, maior será a taxa. Com sete snapshots, a taxa é 16:1.

Figura 19. Redução de dados do XtremIO com desduplicação e provisionamento thin

O volume total é o que o espaço de armazenamento físico precisará em um array tradicional se todos os snapshots forem feitos como de leitura/graváveis. O armazenamento físico no XtremIO, como mostrado na Figura 19, é de menos de um décimo disso.

Taxa de desduplicação

Com a redução de dados, as capacidades eficazes do sistema do XtremIO podem aumentar além da capacidade física. Em ambientes que contêm informações

Análise da redução de dados do XtremIO

Page 43: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

43 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

altamente duplicadas, a capacidade lógica eficaz do XtremIO pode ser muito maior que sua capacidade flash nominal.

O SQL Server tem uma taxa de desduplicação próxima de 2:1. Essa taxa depende muito dos dados do banco de dados SQL Server, como mostrado na Figura 20. Para uma necessidade real de cerca de 25 TB para o banco de dados SQL Server, a administração e o sistema operacional, menos de 14 TB de armazenamento físico são necessários em flash no array do XtremIO. Entretanto, podemos alocar aproximadamente 60 TB quando criamos LUNs.

Figura 20. Taxa de desduplicação do SQL Server

Page 44: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

44

Conclusão

Essa solução demonstra um enorme valor de armazenamento compartilhado do EMC XtremIO para sistemas de gerenciamento de bancos de dados como o Microsoft SQL Server. O XtremIO oferece uma solução de armazenamento dimensionável e extremamente eficiente para um ambiente SQL Server consolidado que pode ser usado para diversas cargas de trabalho, especialmente para OLTP.

O armazenamento pode acompanhar o dimensionamento linear no lado do host. A arquitetura de scale-out ativa/ativa de N-way do XtremIO dimensiona capacidade linearmente, cria uma IOPS muito alta e mantém uma latência extremamente baixa. Quando você adiciona recursos adicionais de computação, incluindo CPU, memória, portas de HBA e portas front-end do lado do servidor, o sistema pode fornecer IOPS mais altas e throughput para ambientes de OLTP.

A solução pode atingir a utilização eficiente dos recursos com a virtualização para fornecer o alto desempenho de banco de dados. O recurso de capacidade e processamento pode ser facilmente aumentado. À medida que as necessidades dos negócios mudam, essa pilha de soluções pode se alinhar às demandas de qualquer nível, como aplicativos, software de banco de dados e software que não é de banco de dados. Por sua vez, as várias novas abordagens de cargas de trabalho, como lógica analítica em tempo real, são possibilitadas com a consolidação de instâncias de produção e relatórios.

O melhor de tudo é que os snapshots são criados instantaneamente e podem ser usados para qualquer finalidade. Adicionar ou remover um snapshot custa quase nada. Nem a execução de cargas de trabalho de leitura/graváveis em um snapshot tem muito impacto no desempenho do banco de dados de produção.

Esta solução fornece:

• Configuração rápida e simples com pouco ou nenhum ajuste de armazenamento. O XtremIO funciona tão perfeitamente em ambientes SQL Server virtualizados quanto em ambientes físicos e é fácil de gerenciar e monitorar.

• Suporte para as mais exigentes cargas de trabalho transacionais do SQL Server 2012 e SQL Server 2014, com throughput que pode facilmente ultrapassar 100.000 IOPS por X-Brick com uma latência quase constante de 1 ms.

• Economia significativa de espaço de armazenamento usando a redução de dados em linha e os snapshots do XtremIO, o que percebemos nesta configuração com eficiência geral de 16:1.

• Cópias de dados de alto desempenho e quase em tempo real usando tecnologia de snapshot do XtremIO sem custo mensurável e fornecendo recuperação quase instantânea dos dados de produção, mesmo em TBs de escala de dados.

Resumo

Resultados

Page 45: ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA DA EMC PARA MICROSOFT SQL SERVER · Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL

45 Alto desempenho e eficiência da EMC para Microsoft SQL Server EMC XtremIO, VMware vSphere, SQL Server 2012, SQL Server 2014

Referências

Esses documentos estão disponíveis nos site brazil.emc.com ou no Suporte on-line da EMC . O acesso ao suporte on-line depende de suas credenciais de log-in. Caso você não tenha acesso a determinado documento, entre em contato com o representante da EMC.

White papers

Para obter informações adicionais, consulte o white paper listado abaixo.

• Introdução ao array totalmente flash EMC XtremIO

Documentação de produtos

Para obter mais informações, consulte os documentos dos produtos listados a seguir.

• EMC XtremIO System Specifications

• EMC VSI Path Management Product Guide

• EMC XtremIO Storage Array User Guide

Para obter mais informações, consulte o site do XtremIO.

Para obter mais informações, consulte os documentos listados abaixo e disponíveis no site da VMware.

• Microsoft SQL Server Databases on VMware Best Practices Guide

• VMware vSphere Networking

• VMware ESX Scalable Storage Performance

Para obter mais informações, consulte os documentos listados abaixo e disponíveis no site da Microsoft.

• Pre-Configuration Database Optimizations

• Microsoft SQL Server Best Practices

Documentação da EMC

EMC XtremIO

Documentação do VMware

Documentação do Microsoft SQL Server