aceleración del rendimiento con emc xtremsf para

Informe técnico
ACELERACIÓN DEL RENDIMIENTO CON
EMC XTREMSF PARA MICROSOFT SQL
SERVER 2012
• Aceleración del rendimiento de SQL Server con EMC XtremSF
• Recuperación de desastres con grupos de disponibilidad AlwaysOn
en EMC XtremSF
• Generación de informes con copia legible AlwaysOn en EMC XtremSF
• Virtualización de servidores VMware vSphere
EMC Solutions Group
Resumen
Este informe técnico describe el rendimiento de una tarjeta PCIe de EMC®
XtremSF™ integrada con VMware vSphere en un ambiente virtualizado
de SQL Server 2012 con grupos de disponibilidad. En esta solución,
las tarjetas contienen los datos del usuario y una réplica, lo que elimina
la necesidad de obtener acceso al arreglo de almacenamiento.
Julio de 2013
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Número de referencia H11870.1
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
2
Tabla de contenido
Resumen ejecutivo ............................................................................................................................. 5
Caso de negocios ............................................................................................................................. 5
Descripción general de la solución ................................................................................................... 5
Resultados clave .............................................................................................................................. 6
Introducción ....................................................................................................................................... 7
Propósito ......................................................................................................................................... 7
Alcance ............................................................................................................................................ 7
Público de destino ........................................................................................................................... 7
Terminología .................................................................................................................................... 7
Descripción general de la tecnología .................................................................................................. 9
Presentación de los componentes clave........................................................................................... 9
EMC XtremSF .................................................................................................................................... 9
Ventajas de XtremSF: ................................................................................................................ 10
El mejor rendimiento y la mejor capacidad en su clase .............................................................. 10
Casos de uso de alto rendimiento de XtremSF ........................................................................... 11
Métodos de protección que deben tenerse en cuenta para usar XtremSF como
almacenamiento local ............................................................................................................... 11
Funciona de manera transparente con vSphere ......................................................................... 11
Impacto mínimo en los recursos del sistema ............................................................................. 12
VMware vSphere 5.1 ...................................................................................................................... 12
Microsoft SQL Server 2012 ............................................................................................................. 12
AlwaysOn .................................................................................................................................. 12
Grupos de disponibilidad AlwaysOn .......................................................................................... 13
Réplicas y funciones de disponibilidad ..................................................................................... 13
Modos de disponibilidad .......................................................................................................... 14
Configuración de soluciones ............................................................................................................. 16
Descripción general de la solución ................................................................................................. 16
Arquitectura de la solución ............................................................................................................ 16
Perfil de usuario y diseño de SQL Server 2012 ............................................................................... 17
Recursos de hardware .................................................................................................................... 20
Recursos de software ..................................................................................................................... 20
Diseño de almacenamiento ............................................................................................................... 21
Descripción general ....................................................................................................................... 21
Plan de diseño de almacenamiento ............................................................................................... 21
Administración y configuración de XtremSF ...................................................................................... 22
Descripción general ....................................................................................................................... 22
Configuración de XtremSF como dispositivo de paso ..................................................................... 22
Configuración de XtremSF como VMDK........................................................................................... 26
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
3
Pruebas y validación......................................................................................................................... 28
Descripción general de la prueba ................................................................................................... 28
Acerca de los resultados de los parámetros de rendimiento........................................................... 28
Objetivos de la prueba ................................................................................................................... 28
Procedimientos de prueba ............................................................................................................. 29
Resultados de la prueba ................................................................................................................ 29
Resumen ................................................................................................................................... 29
Rendimiento del tipo de carga OLTP para una base de datos con XtremSF como
almacenamiento ....................................................................................................................... 30
XtremSF reduce el tiempo de sincronización para los grupos de disponibilidad ........................ 32
Impacto de los grupos de disponibilidad con base de datos de SQL Server en XtremSF............. 32
Costos y beneficios con el sistema de informes en la copia síncrona legible de los grupos
de disponibilidad ...................................................................................................................... 34
Conclusión ....................................................................................................................................... 35
Resumen ........................................................................................................................................ 35
Conclusiones ................................................................................................................................. 35
Referencias ...................................................................................................................................... 36
Documentos técnicos..................................................................................................................... 36
Documentación de los productos ................................................................................................... 36
Otra documentación ...................................................................................................................... 36
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
4
Resumen ejecutivo
Caso de negocios
En los ambientes de negocios actuales, cada vez más pendientes de los costos,
las empresas se ven frecuentemente en la necesidad de optimizar procesos
y mejorar el servicio al mismo tiempo que reducen los costos de TI. También surgen
demandas más altas de rendimiento de la infraestructura de TI impulsadas por lo
siguiente:
•
Tipos de carga más exigentes
•
Aplicaciones para las que el tiempo es fundamental y escalamiento de los
acuerdos de nivel de servicio
•
Tipos de carga de transacciones con alta sensibilidad ante la respuesta
de I/O
•
La necesidad de arquitecturas de bajo costo y aprovisionamiento de
recursos preciso
Las empresas que usan SQL Server 2012 deben evaluar nuevos enfoques para los
retos de rendimiento que permitan obtener menores costos y un mayor nivel de
protección de datos.
EMC® XtremSF™ es una tarjeta de hardware flash de bajo perfil que se adapta al
slot de interconexión de componentes periféricos express (PCIe) en cualquier
servidor montado en rack. Permite que las aplicaciones logren rendimiento de
memoria sin tener que adquirir memoria adicional. También ofrece alta capacidad
de almacenamiento en un espacio físico reducido. Acelera las operaciones de
lectura y escritura mediante la reducción de la latencia y el aumento del
rendimiento. Una sola tarjeta XtremSF de 2.2 TB puede procesar más de
110,000 solicitudes de I/O de 8 KB por segundo, mientras que una unidad SSD
típica puede procesar solo algunos miles de solicitudes de lectura.
Con XtremSF, EMC proporciona una solución que optimiza el rendimiento de
SQL Server con un impacto mínimo en los recursos del sistema, como CPU
y memoria.
Juntos, Microsoft y EMC proporcionan los componentes críticos para ofrecer
soluciones con disponibilidad de clase empresarial y alto rendimiento para
ambientes Microsoft SQL Server 2012. Al combinar la potencia de los grupos de
disponibilidad (AG) AlwaysOn de Microsoft SQL Server 2012 con XtremSF en un
ambiente virtualizado, esta solución no solo proporciona menor tiempo de
inactividad después de un fallo, sino que además permite una accesibilidad más
fácil y rápida a los datos que mejora la capacidad de Business Intelligence
y análisis.
Descripción
general de la
solución
El objetivo de esta solución es ilustrar las capacidades y el valor de XtremSF en
ambientes SQL Server de misión crítica muy exigentes.
Esta solución demuestra que XtremSF es una opción de almacenamiento simple
y altamente eficaz para las infraestructuras SQL Server 2012 en un ambiente
virtualizado. El uso de XtremSF en un ambiente virtual proporciona
administración de almacenamiento para una implementación virtualizada de
SQL Server 2012. Junto con los grupos de disponibilidad AlwaysOn, ofrece una
solución de alta disponibilidad/recuperación de desastres altamente eficaz y de
bajo impacto.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
5
Resultados clave
Esta solución ofrece los siguientes resultados:
•
XtremSF soporta los tipos de carga OLTP altamente transaccionales más
exigentes con un número elevado de operaciones de entrada/salida por
segundo (IOPS) y baja latencia.
•
XtremSF presenta una mejora de rendimiento significativa en comparación
con el almacenamiento en red estándar.
•
XtremSF funciona sin problemas con las tecnologías AlwaysOn de SQL
Server para proporcionar una solución de alta disponibilidad/recuperación
de desastres sin comprometer el rendimiento.
•
XtremSF admite tipos de carga de informes en tiempo real que aprovechan
las copias de solo lectura AlwaysOn con un impacto mínimo para el
rendimiento del servidor de producción.
•
XtremSF afecta mínimamente los recursos del sistema, como el CPU y la
memoria.
•
XtremSF funciona tan bien en un ambiente virtualizado como en uno físico,
y es fácil de administrar y monitorear.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
6
Introducción
Propósito
Este informe técnico demuestra cómo XtremSF admite tipos de carga OLTP de
SQL Server con actividad de I/O intensiva, mientras proporciona alto rendimiento
extremo y una configuración sencilla. También demuestra que los grupos de
disponibilidad AlwaysOn combinados con XtremSF pueden proporcionar alta
disponibilidad/recuperación de desastres en el nivel de bases de datos con
eficacia y sin afectar el rendimiento del servidor de producción, mientras
proporciona un sistema de informes de gran eficacia.
Alcance
Este informe técnico demuestra:
•
La capacidad de XtremSF para acelerar el rendimiento de tipos de carga
OLTP intensos en SQL Server con un impacto mínimo para los recursos
del sistema.
•
Cómo la solución de alta disponibilidad/recuperación de desastres que
proporciona XtremSF con grupos de disponibilidad AlwaysOn funciona de
manera transparente sin impacto para el rendimiento de la base de datos
de producción.
•
Que XtremSF proporciona un excelente rendimiento para un sistema de
informes cuando está configurado como copia legible AlwaysOn en un
servidor secundario con un impacto mínimo para el rendimiento de la base
de datos de producción.
•
Que XtremSF es fácil de administrar y configurar.
Público de destino
Este informe técnico está dirigido a administradores de bases de datos de
SQL Server 2012 y arquitectos de almacenamiento involucrados en la
planificación, el diseño o la administración de un ambiente con XtremSF.
Terminología
Este informe técnico incluye la siguiente terminología.
Tabla 1.
Terminología
Término
Definición
Grupos de disponibilidad
(AG)
Solución de alta disponibilidad y recuperación de
desastres que proporciona una alternativa de nivel
empresarial a las copias espejo de bases de datos.
La función de grupos de disponibilidad AlwaysOn,
presentada en SQL Server 2012, maximiza la
disponibilidad de un conjunto de bases de datos
de usuario.
Réplica de disponibilidad
Una instancia de un grupo de disponibilidad que se aloja
en una instancia específica de SQL Server y mantiene una
copia local de cada base de datos de disponibilidad que
pertenezca al grupo de disponibilidad. Existen dos tipos
de réplicas de disponibilidad, una sola réplica primaria
(consulte Réplica primaria) y hasta cuatro réplicas
secundarias (consulte Réplica secundaria legible).
Sincronización de datos
El proceso en el que los cambios realizados a una base
de datos primaria se reproducen en una base de datos
secundaria.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
7
Término
Definición
EMC XtremSF
Una sola tarjeta de hardware flash de servidor de bajo
perfil que se adapta a cualquier servidor de montaje en
rack dentro del ámbito de alimentación de un solo slot
PCIe y que está disponible con un conjunto amplio de
capacidades de celda de múltiples niveles empresariales
(eMLC) y de celdas de un solo nivel (SLC).
eMLC
Celda de múltiples niveles empresariales. Celdas de
múltiples niveles diseñadas para ofrecer bajas tasas de
error. Una tecnología de memoria flash que usa múltiples
niveles por celda para permitir que se almacenen más
bits con la misma cantidad de transistores.
IOPS
Operaciones de entrada/salida por segundo.
OLTP
Procesamiento de transacciones en línea. Las
aplicaciones típicas de OLTP incluyen entrada de datos
y procesamiento de recuperación de transacciones.
PCIe
Interconexión de componentes periféricos Express.
Réplica primaria
La réplica de disponibilidad que hace que las bases de
datos primarias estén disponibles para conexiones de
lectura y escritura por parte de clientes y envía registros
de log de transacciones para cada base de datos primaria
a cada réplica secundaria.
Réplica secundaria legible
Bases de datos de réplica secundaria configuradas para
permitir conexiones de cliente de solo lectura.
Replicación
Es el proceso de copiar una base de datos de una réplica
primaria a las correspondientes réplicas secundarias.
SLC
Celda de un solo nivel. Cada celda puede existir en uno
de dos estados y almacenar un bit de información por
celda.
SQL Server 2012 AlwaysOn
Hace referencia a una nueva solución integral de alta
disponibilidad y recuperación de desastres para SQL
Server 2012. AlwaysOn presenta funcionalidades nuevas
y mejoradas tanto para bases de datos específicas como
para instancias completas, lo que proporciona
flexibilidad para admitir varias configuraciones de alta
disponibilidad.
SQL Server 2012 AlwaysOn
Hace referencia a una nueva solución integral de alta
disponibilidad y recuperación de desastres para SQL
Server 2012. AlwaysOn presenta funcionalidades nuevas
y mejoradas tanto para bases de datos específicas como
para instancias completas, lo que proporciona
flexibilidad para admitir varias configuraciones de alta
disponibilidad.
SSD
Disco de estado sólido.
VMDK
Especificación del formato de disco de máquina virtual
para Vmware.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
8
Descripción general de la tecnología
Presentación de
los componentes
clave
EMC XtremSF
Esta sección ofrece una descripción general de las tecnologías utilizadas en esta
solución:
•
EMC XtremSF
•
VMware vSphere 5.1
•
Microsoft SQL Server 2012
EMC XtremSF es una tarjeta flash PCIe implementada en el servidor para mejorar
significativamente el rendimiento de las aplicaciones gracias a una reducción de
la latencia y aceleración del rendimiento.
Como se muestra en la Figura 1, la tecnología de CPU mejora 100 veces por
década, a diferencia de la velocidad de disco. Las tecnologías flash no tienen las
limitaciones físicas de los platos giratorios y, por lo tanto, se mantienen al día
con el crecimiento del rendimiento del procesador y reducen la brecha de I/O.
Figura 1.
La brecha de rendimiento entre CPU y HDD según la ley de Moore 1
XtremSF puede utilizarse como un dispositivo de almacenamiento local para
acelerar el rendimiento de lectura y escritura en las aplicaciones de alto
rendimiento con gran cantidad de transacciones. También puede utilizarse en
conjunto con el software de almacenamiento en caché con tecnología flash de
servidor, EMC XtremSW™ Cache (anteriormente conocido como VFCache), para
obtener un rendimiento de lectura acelerado con protección de datos. XtremSF se
encuentra disponible en capacidades de eMLC de 550 GB, 700 GB, 1.4 TB y
2.2 TB, y en capacidades SLC flash de 350 GB y 700 GB.
1
La ley de Moore es una predicción diseñada por el cofundador de Intel, Gordon Moore, que indica
que la cantidad de transistores en un chip se duplica aproximadamente cada dos años.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
9
Ventajas de XtremSF:
Las ventajas de la tarjeta XtremSF son:
•
Rendimiento: XtremSF mejora considerablemente la latencia y el
rendimiento de las aplicaciones, que llegan a hasta 1.13 millones de IOPS
con una tarjeta XtremSF.
•
Flexibilidad: EMC ofrece una amplia gama de capacidades de XtremSF con
eMLC y SLC para usar como almacenamiento local o con XtremSW Cache.
•
Eficiencia: EMC XtremSF ofrece el mejor costo total de propiedad (TCO) con
la menor sobrecarga, el rendimiento más alto, el consumo de energía más
bajo y la mejor densidad.
El mejor rendimiento y la mejor capacidad en su clase
XtremSF ofrece el mejor rendimiento y la mejor capacidad en su clase. A altura
media y medio cuerpo, XtremSF es una tarjeta única de bajo perfil que se ajusta
a cualquier servidor de montaje en rack en el ámbito de alimentación de un solo
slot PCIe. XtremSF ofrece el mejor rendimiento del sector.
XtremSF brinda alto rendimiento de memoria sin agregar memoria adicional.
La tarjeta XtremSF de 2.2 TB representa la capacidad de almacenamiento más
alta del sector en el espacio físico más pequeño de mitad de la altura y mitad de
la longitud.
En la Tabla 2 se muestran las características de rendimiento de algunas tarjetas
XtremSF seleccionadas.
Tabla 2.
Características de rendimiento de las tarjetas XtremSF seleccionadas
eMLC de
550 GB
eMLC de 2.2 TB
SLC de 350 GB
SLC de 700 GB
Ancho de
banda de
lectura
1.36 GB/s
2.47 GB/s
2.9 GB/s
2.9 GB/s
Ancho de
banda de
escritura
512 MB/s
1.1 GB/s
756 MB/s
1.8 GB/s
IOPS de lectura
aleatoria de
4 KB
174,000
343,000
715,000
712,000
IOPS de
escritura
aleatoria de
4 KB
49,000
105,000
95,000
197,000
IOPS de
procesos
combinados
aleatorios de
4 KB
96,000
206,000
267,000
411,000
Latencia de
acceso de
lectura
87 µs
87 µs
50 µs
50 µs
Latencia de
acceso de
escritura
37 µs
30 µs
13 µs
13 µs
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
10
Casos de uso de alto rendimiento de XtremSF
XtremSF ofrece actividad de IOPS sostenida, predecible y constantemente alta
en una variedad de aplicaciones y tipos de cargas. Al ser un acelerador tanto de
lectura como de escritura, XtremSF es óptimo para tipos de carga de alto
rendimiento o con alto nivel de transacciones, asociados frecuentemente a
aplicaciones web 2.0, ambientes de infraestructura de escritorio virtual (VDI),
cómputo de alto rendimiento (HPC) y aplicaciones del mercado financiero de alto
rendimiento. También puede utilizarse para acelerar los procesos de analítica,
creación de informes, modelado de datos, índices, volcados de bases de datos,
procesamiento por lotes, tareas en segundo plano y otros tipos de carga
temporales.
Métodos de protección que deben tenerse en cuenta para usar XtremSF como
almacenamiento local
Como los datos en XtremSF no se transfieren a ningún arreglo de almacenamiento,
se debe considerar la protección de datos cuando se colocan datos de misión
crítica en XtremSF.
Los datos almacenados en XtremSF se pueden proteger con una solución de alta
disponibilidad/recuperación de desastres en el nivel de aplicaciones con
Microsoft SQL Server AlwaysOn, o entre varias tarjetas XtremSF.
En esta solución, los grupos de disponibilidad AlwaysOn de SQL Server se utilizan
en XtremSF para proporcionar una solución sólida de alta disponibilidad/
recuperación de desastres en el nivel de bases de datos con un impacto mínimo
en el rendimiento del SQL Server de producción.
Funciona de manera transparente con vSphere
XtremSF funciona de manera transparente con ambientes virtualizados y físicos.
La GUI de vPCIe SSD Manager de Windows, que se muestra en la Figura 2, permite
que la administración y el monitoreo de XtremSF sea simple para la configuración
de paso de XtremSF. Si se configura como disco de máquina virtual (VMDK), la
capacidad de XtremSF puede dividirse entre las máquinas virtuales para admitir
las necesidades de almacenamiento de diferentes servidores virtuales.
Figura 2.
GUI de vPCIe SSD Manager
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
11
Impacto mínimo en los recursos del sistema
XtremSF está diseñado para minimizar la sobrecarga del CPU en el servidor
mediante la descarga de operaciones de administración de flash desde el CPU del
host hacia la tarjeta PCIe.
XtremSF crea la ruta de I/O más eficaz e inteligente desde la aplicación hasta el
área de almacenamiento de datos, lo cual da como resultado una infraestructura
que se optimiza dinámicamente para ofrecer rendimiento para los ambientes
físicos y virtuales.
VMware
vSphere 5.1
VMware vSphere 5.1 es el sistema operativo de centro de datos virtual de
VMware. Continúa con la transformación de la infraestructura de TI a una utilería
más eficiente y compartida según demanda con disponibilidad, escalabilidad
y servicios de seguridad integrados para todas las aplicaciones, además de
administración automatizada simple y proactiva.
vSphere 5.1 presenta las siguientes mejoras de escalabilidad y rendimiento,
que permiten que una máquina virtual utilice más recursos del hipervisor:
•
Multiprocesamiento simétrico virtual de 32 vías
•
ESXi 5.1 es compatible con máquinas virtuales con hasta 32 CPU virtuales,
configuración que permite ejecutar tipos de carga de mayor tamaño que
consumen muchos recursos de CPU, como SQL Server 2012, en el sistema
operativo VMware ESXi
•
RAM de máquina virtual de 1 TB Puede asignar hasta 1 TB de RAM a las
máquinas virtuales ESXi 5.1
•
Hasta un millón de IOPS por cada servidor VMware vSphere
•
Ancho de banda de red mayor que 36 GB/s
XtremSF ofrece almacenamiento empresarial eficiente en conjunto con la
infraestructura de nube de VMware vSphere 5.1.
Microsoft SQL
Server 2012
Microsoft SQL Server 2012 es la versión más reciente del sistema de administración
y análisis de bases de datos de Microsoft para soluciones de data warehousing,
comercio electrónico y giro comercial.
AlwaysOn
AlwaysOn de SQL Server es una solución integral de alta disponibilidad
y recuperación de desastres para SQL Server 2012. AlwaysOn presenta
funcionalidades mejoradas tanto para bases de datos específicas como para
instancias completas, lo que proporciona flexibilidad para admitir varias
configuraciones de alta disponibilidad por medio de:
•
Instancias de cluster de failover AlwaysOn
•
Grupos de disponibilidad AlwaysOn
Esta solución explora los grupos de disponibilidad AlwaysOn, haciendo hincapié
en la función de replicación en el nivel de las transacciones que proporciona
acceso a réplicas secundarias legibles casi en vivo de las bases de datos de
producción.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
12
Grupos de disponibilidad AlwaysOn
Los grupos de disponibilidad AlwaysOn conforman una solución de alta
disponibilidad y recuperación de desastres presentada en SQL Server 2012 que
permite a los administradores maximizar la disponibilidad de una o más bases de
datos del usuario. Las instancias de SQL Server están configuradas de modo que
una sola base de datos primaria o un grupo de bases de datos primarias puedan
tener hasta cuatro copias de bases de datos secundarias que residen en nodos
de Windows Server Failover Cluster (WSFC).
Réplicas y funciones de disponibilidad
Los grupos de disponibilidad constan de conjunto de dos o más partners de
failover denominados réplicas de disponibilidad. Cada réplica de disponibilidad
se aloja en una instancia separada de SQL Server que, a su vez, reside en un
nodo diferente de un WSFC. Cada una de las instancias de SQL Server es una
instancia de cluster de failover de SQL Server o una instancia independiente con
grupos de disponibilidad AlwaysOn habilitados, como se muestra en la Figura 3.
Figura 3.
SQL Server y grupos de disponibilidad AlwaysOn
Cada réplica de disponibilidad aloja una copia de las bases de datos de
disponibilidad en el grupo de disponibilidad. Cada réplica de disponibilidad tiene
asignada una función inicial (primaria o secundaria):
•
Réplica primaria: tiene la función principal y solo puede haber una.
La réplica primaria aloja las bases de datos de lectura y escritura, y también
se denomina base de datos primaria.
•
Réplicas secundarias: puede haber hasta cuatro réplicas con la función
secundaria y pueden alojar las bases de datos de solo lectura.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
13
Cualquier réplica secundaria puede convertirse en la réplica primaria como
resultado de un failover. En esta solución, 2 creamos dos réplicas secundarias
para la base de datos más grande: una para el contenido y otra para alta
disponibilidad/recuperación de desastres. Se creó una copia de alta
disponibilidad/recuperación de desastres para la base de datos más pequeña.
Réplicas secundarias legibles
Las réplicas secundarias pueden configurarse de modo que, mientras tienen la
función secundaria, puedan aceptar conexiones de cliente de solo lectura a las
bases de datos locales. Estas bases de datos secundarias se denominan réplicas
secundarias legibles. Los datos de las réplicas secundarias son casi en tiempo
real. A diferencia de una base de datos de solo lectura, que es estática, una
réplica secundaria es dinámica y cambia constantemente a medida que la base
de datos principal correspondiente cambia.
La dirección de conexiones de solo lectura a las réplicas secundarias brinda los
siguientes beneficios:
•
Descarga los tipos de carga de solo lectura secundarios de la réplica
primaria, para conservar los recursos para los tipos de carga de misión
crítica
Nota: Si tiene un tipo de carga de solo lectura de misión crítica o un tipo de carga
que no puede tolerar la latencia, es mejor ejecutarlo en la réplica primaria.
•
Mejora el retorno de la inversión para los sistemas que alojan las réplicas
secundarias legibles
Además, las réplicas secundarias proporcionan soporte sólido para operaciones
de solo lectura, de la siguiente manera:
•
Las estadísticas temporales de las bases de datos secundarias legibles
optimizan las consultas de solo lectura.
•
Los tipos de carga de solo lectura utilizan versiones de fila para eliminar
la contención de bloqueo en las bases de datos secundarias. Todas las
consultas que se ejecutan en las bases de datos secundarias se asignan
automáticamente al nivel de transacciones de aislamiento de snapshot,
incluso cuando otros niveles de aislamiento de transacciones se configuran
explícitamente. Además, se omiten todos los consejos de bloqueo.
Esto elimina la contención de lectura a escritura.
Para obtener más información sobre las réplicas secundarias legibles, consulte el
tema Active Secondaries: Readable Secondary Replicas (AlwaysOn Availability
Groups) en la librería de MSDN.
Modos de disponibilidad
Cada grupo de disponibilidad tiene una configuración de modo de disponibilidad,
que determina si la réplica primaria tiene que esperar que una transacción se
asigne a una base de datos antes de que la réplica secundaria correspondiente
escriba el log de transacciones en disco (lo cual consolida el log).
2
En este informe técnico, cuando se habla de “nosotros” se hace referencia al equipo de
ingeniería de soluciones de EMC que validó la solución.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
14
Los grupos de disponibilidad AlwaysOn admiten dos modos:
•
Modo de asignación asíncrona
En el modo de asignación asíncrona, la réplica primaria asigna una
transacción sin confirmación de que una réplica de asignación asíncrona ha
consolidado el log. El modo de asignación asíncrona minimiza la latencia
de las transacciones, lo que permite que las bases de datos secundarias se
retrasen respecto de la primaria. Esto hace posible la pérdida de datos.
•
Modo de asignación síncrona
En el modo de asignación síncrona, la réplica primaria espera la
confirmación de que una réplica secundaria de asignación síncrona ha
consolidado el log antes de asignar una transacción. El modo de asignación
síncrona aumenta la latencia de las transacciones pero brinda protección
contra la pérdida de datos, lo que significa que mientras las bases de datos
secundarias se encuentren en estado síncrono con la base de datos
primaria, las transacciones asignadas están completamente protegidas.
En esta solución, se configuró el modo de asignación síncrona para todas las
réplicas. Debido a la extremadamente baja latencia proporcionada por XtremSF,
pudimos configurar las réplicas con este modo y seguir manteniendo una muy
baja latencia de las transacciones.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
15
Configuración de soluciones
Descripción
general de la
solución
Esta solución incluye dos tarjetas XtremSF que sirven como almacenamiento para
tres instancias de SQL Server en un ambiente virtualizado donde se ejecuta
SQL Server 2012.
Para aumentar el rendimiento, mejorar el I/O y reducir el tiempo de respuesta del
SQL Server primario, se instaló una tarjeta EMC XtremSF en la máquina virtual
ESXi que aloja el SQL Server primario.
Para proporcionar capacidad de informes y de recuperación de desastres, la
segunda tarjeta EMC XtremSF se instaló en el servidor ESXi que aloja las dos
máquinas virtuales de SQL Server secundario, la copia AlwaysOn legible de la
máquina virtual de SQL Server y la máquina virtual de SQL Server que aloja las
copias de alta disponibilidad/recuperación de desastres de ambas bases
de datos.
Arquitectura
de la solución
El diseño de la solución incluye los siguientes componentes físicos:
•
Dos servidores vSphere ESXi 5.1; cada uno aloja una máquina virtual
de SQL Server
•
XtremSF instalado en los dos servidores ESXi
•
XtremSF configurado como PCIe de paso para la máquina virtual del
SQL Server primario
•
XtremSF configurado como VMDK para el servidor ESXi que aloja las
máquinas virtuales del SQL Server secundario:

Se creó un disco virtual más grande en el VMDK de XtremSF para que la
máquina virtual de SQL Server de alta disponibilidad/recuperación de
desastres aloje una copia secundaria de la base de datos de usuarios
y de tempdb de SQL Server.

Se creó un disco virtual más pequeño en el VMDK de XtremSF para que
la máquina virtual de SQL Server de informes aloje la copia de la base
de datos más grande, que se utilizó para transacciones de solo lectura
en un sistema de informes, y el archivo tempdb de SQL Server que se
descargó del servidor primario.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
16
En la Figura 4 se muestra una descripción general de la arquitectura de la
solución.
Figura 4.
Perfil de usuario y
diseño de SQL
Server 2012
Arquitectura de la solución
El ambiente consta de tres máquinas virtuales de SQL Server 2012 en VMware
vSphere 5.1. Este ambiente de SQL Server 2012 virtualizado proporcionó
rendimiento suficiente y mayor eficiencia de recursos del servidor y redujo los
costos de energía y enfriamiento en comparación con el ambiente físico.
VMware vSphere 5.1 admite hasta 32 procesadores para máquinas virtuales.
Esto permite que SQL Server 2012 de nivel empresarial maneje más transacciones,
ya que ofrece capacidades de procesamiento más eficientes. Esto permite el
escalamiento vertical de instancias de alto perfil, lo cual consolida las bases de
datos y puede generar importantes ahorros de costos de licencia y hardware de
servidor de SQL Server.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
17
En la Tabla 3 se muestra el perfil de configuración de SQL Server.
Tabla 3.
Perfil de SQL Server
SQL Server
Servidor ESXi
Servidor principal
Servidor DR
Servidor ESXi 5.1 1
Servidor de
informes
Servidor ESXi 5.1 2
Cantidad de
máquinas virtuales
1
1
1
Cantidad de
instancias de
SQL Server
1
1
1
Cantidad de bases
de datos de usuario
para cada máquina
virtual
2
2
1
vCPU de máquinas
virtuales de
SQL Server
32
16
16
Memoria de
máquina
virtual/SQL Server
(GB)
64/10
64/10
64/10
Capacidad de la
base de datos de
SQL Server
(usuarios
simultáneos)
500 GB
(50,000 usuarios)
500 GB
(50,000 usuarios)
500 GB
(50,000 usuarios)
100 GB
(10,000 usuarios)
100 GB
(10,000 usuarios)
Función AlwaysOn
y configuración
• Primaria
• Asignación
síncrona
• Failover
automático
• Secundaria no
legible
• Secundaria
legible
• Asignación
síncrona
• Asignación
síncrona
• Failover
automático
• Failover manual
Configuración
de XtremSF
Paso
VMDK
VMDK
Modo XtremSF
Capacidad máxima
Capacidad máxima
Capacidad máxima
Almacenamiento de
XtremSF utilizable
(TB)
2.2
El almacenamiento
XtremSF también se
usó para
tempdb,
replicación
1.2
tempdb
1
tempdb
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
18
En la Figura 4 se muestra el diseño de LUN de SQL Server. En esta solución,
alrededor de 700 GB de espacio utilizable en la tarjeta XtremSF de 2.2 TB se usan
para las necesidades de almacenamiento de la base de datos y los archivos de
log para las dos bases de datos de usuario y tempdb del SQL Server primario.
El espacio restante en la tarjeta XtremSF se utiliza para que el staging del proceso
de replicación cree copias secundarias de los grupos de disponibilidad AlwaysOn
para mejorar el tiempo de propagación.
Los SQL Server secundarios están en el segundo servidor ESXi y comparten la otra
tarjeta XtremSF de 2.2 TB para admitir las necesidades de almacenamiento de las
copias secundarias de bases de datos y tempdb. La máquina virtual de SQL
Server usada para recuperación de desastres ocupa 1.2 TB de espacio utilizable
para alojar el archivo tempdb de ese SQL Server y copias de ambas bases de
datos. La máquina virtual de SQL Server para informes ocupa 1 TB de espacio
utilizable para alojar el archivo tempdb para ese SQL Server y una copia de la
base de datos más grande para consultas de solo lectura.
El diseño sigue estas mejores prácticas:
•
Dado que se necesita espacio y rendimiento para la máquina virtual del
SQL Server primario, se crea un dispositivo PCIe de paso para ese XtremSF.
Se crean volúmenes en ese dispositivo PCIe idénticos a los que existirían
en un servidor Windows físico.
•
Se utiliza almacenamiento de PCIe para la base de datos de usuario del
SQL Server primario y el almacenamiento de logs.
•
Se transfiere el archivo tempdb al volumen de XtremSF.
•
Dado que se necesita menos rendimiento y capacidad en los SQL Server
secundarios, se crea un área de almacenamiento de datos VMFS en el
dispositivo XtremSF en el servidor ESXi.
•
Se crean discos virtuales con la capacidad requerida del área de
almacenamiento de datos VMFS y se agregan a las máquinas virtuales del
SQL Server secundario según sea necesario.
•
Se utiliza un disco virtual XtremSF como base de datos del SQL Server
secundario y LUN de log para la base de datos de usuario.
•
Se transfiere tempdb al disco virtual de XtremSF.
•
Se garantiza la consistencia de configuración para servidores primarios
y secundarios (datos, logs y tempdb).
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
19
Recursos de
hardware
Recursos
de software
En la Tabla 4 se muestran los recursos de hardware usados para validar esta
solución.
Tabla 4.
Recursos de hardware
Equipo
Cantidad
Configuración
UCS C260M2 Server
1
Dos procesadores Intel Xeon de 10 núcleos, modelo
X2870 (2.40 GHz, caché de 30 Mb, 130 W), de
256 GB, PC2-5300FBD
UCS C460M2 Server
1
Cuatro procesadores Intel Xeon de 10 núcleos,
modelo X4870 (2.40 GHz, caché de 30 Mb, 130 W),
de 256 GB, PC2-5300FBD
Switch de red GigE
1
Switch de red: 24 puertos
Tarjeta XtremSF
(2.2 TB) 3
2
Ambos configurados con capacidad máxima
En la Tabla 5 se muestran los recursos de software que se usan en esta solución.
Tabla 5.
Recursos de software
Software
Cantidad
Versión
Propósito
Windows Server 2012
Datacenter 4
3
Windows
Server 2012
Datacenter
Edition x64
Máquinas virtuales de SQL Server
primario y secundario
VMware, ESXi
2
5.1
Cluster ESXi de dos nodos para
alojar máquinas virtuales
VMware vCenter 5.1
1
5.1
Servidor de administración del
centro virtual
SQL Server 2012
3
SP1 x 64
Software de base de datos
Controlador de
XtremSF
1
1.0
Software de controlador de XtremSF
instalado en la máquina virtual
Windows (en la máquina virtual del
SQL Server primario) o en el servidor
de host ESXi (en el servidor ESXi
secundario)
3
La compatibilidad de Microsoft Windows 2012 con la tarjeta EMC XtremSF de 2.2 TB
estará disponible en el cuarto trimestre de 2013.
4
La compatibilidad de Microsoft Windows 2012 con la tarjeta EMC XtremSF de 2.2 TB
estará disponible en el cuarto trimestre de 2013.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
20
Diseño de almacenamiento
Descripción
general
XtremSF se utiliza exclusivamente para todo el almacenamiento de las bases de
datos y archivos de log del usuario. Los datos de tempdb y los archivos de log
también se transfieren al almacenamiento de XtremSF. Como resultado, se admite
un tipo de carga de I/O de aplicaciones completamente en la tarjeta XtremSF.
Plan de diseño de
almacenamiento
El diseño de almacenamiento de la base de datos de SQL Server requiere una
latencia de LUN para los datos de host inferior a 20 milisegundos (ms) y latencia
del LUN para log inferior a 5 ms.
Dado que XtremSF generalmente está configurado como un volumen en la
máquina virtual (a menos que se necesiten varias tarjetas), todos los archivos
de bases de datos están en el mismo volumen con directorios diferentes.
XtremSF ofrece una ventaja de rendimiento con una sola tarjeta. La tarjeta
XtremSF de 2.2 TB proporciona la capacidad que necesita un ambiente SQL Server
mediano típico. Todos los archivos de bases de datos de usuario, archivos de log
y archivos tempdb se pueden configurar en el mismo volumen para cumplir con
los requisitos de alto rendimiento y capacidad. Esto simplificó el proceso
de diseño.
En la Figura 5 se muestra el diseño de almacenamiento que se usó en esta
solución.
Figura 5.
Diseño de almacenamiento de la solución
La protección de datos se logra por medio de la copia síncrona de los grupos
de disponibilidad AlwaysOn de SQL Server 2012, que está configurada para el
failover automático si existe un problema con el servidor primario.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
21
Administración y configuración de XtremSF
Descripción
general
En esta sección, se proporciona una descripción general de la configuración de
XtremSF realizada por el equipo de EMC Solutions en esta solución.
La tarjeta XtremSF en el servidor ESXi primario se configuró como dispositivo PCIe
de paso y fue administrada con Windows 2012 Server, tal como en un ambiente
físico.
La tarjeta XtremSF en el servidor ESXi secundario se configuró como área de
almacenamiento de datos VMDK y luego se crearon dos discos virtuales en el área
de almacenamiento de datos, cada uno proporcionando almacenamiento de
bases de datos para las dos máquinas virtuales del SQL Server secundario.
Configuración de
XtremSF como
dispositivo de
paso
En el servidor ESXi, XtremSF se puede configurar como dispositivo de paso o
como VMDK. Cuando se configura como disco de paso, el rendimiento de XtremSF
se acerca a la velocidad de un ambiente físico. En una configuración de paso,
el almacenamiento de XtremSF solo puede configurarse para una máquina virtual
específica. No es posible dividir el almacenamiento XtremSF entre las diferentes
máquinas virtuales.
En esta solución, XtremSF en el servidor ESXi primario está dedicado a la máquina
virtual del SQL Server primario. Además del almacenamiento utilizado para la
base de datos y tempdb que admiten el tipo de carga OLTP, se utilizó
almacenamiento adicional para el staging de la replicación cuando se crearon las
copias secundarias de los grupos de disponibilidad AlwaysOn para la base de
datos de usuario.
Cuando se configura como dispositivo PCIe de paso, el controlador XtremSF se
debe instalar en una máquina virtual. Configure la tarjeta PCIe como dispositivo
de paso en un servidor ESXi de la siguiente forma:
1.
En la pestaña Configuración del servidor ESXi, en Hardware, seleccione
Configuración avanzada y haga clic en Editar, como se muestra en la
Figura 6.
Figura 6.
Configuración del dispositivo XtremSF como dispositivo PCIe de paso
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
22
2.
En Marcar dispositivos para paso, seleccione la tarjeta PCIe XtremSF,
que aparece como Controlador de memoria flash desconocido.
Dado que XtremSF no está instalado, el servidor ESXi no reconoce la
tarjeta, como se muestra en la Figura 7.
Figura 7.
XtremSF marcado como dispositivo de paso
3.
Haga clic en Aceptar.
4.
XtremSF aparece en la pestaña Configuración, como se muestra en la
Figura 8.
Figura 8.
Controlador de memoria flash desconocido antes del reinicio
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
23
5.
Reinicie el servidor ESXi para completar la instalación y la configuración.
Después del reinicio, la tarjeta XtremSF se presenta como dispositivo
PCIe de paso en la ventana Configuración avanzada. Ahora se puede
configurar el dispositivo PCIe para la máquina virtual de SQL Server.
En la Figura 9 se muestra el dispositivo PCIe enumerado en la pestaña
Hardware del cuadro de diálogo Propiedades de la máquina virtual.
Figura 9.
Adición de un dispositivo PCIe a una máquina virtual
Ahora se puede administrar la tarjeta XtremSF desde la máquina virtual
de Windows.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
24
6.
Asegúrese de que el controlador XtremSF de Windows esté instalado
correctamente y luego inicie vPCIe SSD Manager para ver las propiedades
del dispositivo, como se muestra en la Figura 10.
Figura 10.
7.
vPCIe SSD Manager
El modo predeterminado es el de máximo rendimiento. Si lo desea, haga
clic en el botón Modificar para cambiar el modo, como se muestra en la
Figura 10.
Nota: El cambio de modo a Máximo rendimiento da como resultado un espacio
de almacenamiento levemente menor para XtremSF (para 2.2 TB, el espacio
será de aproximadamente 1.8 TB cuando está configurado en el modo de
Máximo rendimiento). En esta solución, el rendimiento con la capacidad
máxima predeterminaba resultaba suficiente, de modo que aceptamos el modo
predeterminado.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
25
Aparece el cuadro de diálogo que se muestra en la Figura 11.
Figura 11.
8.
Cuadro de diálogo de cambio de modo
Utilice el Administrador de discos de Windows para poner el disco en
línea, formatearlo y asignarle una letra de unidad o punto de montaje.
El dispositivo puede usarse para SQL Server como espacio de almacenamiento.
Configuración de
XtremSF como
VMDK
En esta solución, el servidor ESXi que admite las dos máquinas virtuales del SQL
Server secundario utiliza la tarjeta XtremSF 2.2 instalada en él para proporcionar
almacenamiento para las dos máquinas virtuales de SQL Server. La tarjeta
XtremSF en este servidor ESXi se configura como VMDK. Se crean dos discos
virtuales diferentes para responder a las necesidades de almacenamiento de las
dos máquinas virtuales de la siguiente manera:
1.
Se instala la unidad XtremSF en el servidor ESXi.
2.
La configuración de modo debe verse de la siguiente manera:
# esxcli vgc config list
vgc-config: 1.0.GA(51450.C6)
Current Configuration:
/dev/vgca
1 partition(s)
/dev/vgca0
mode=maxcapacity
raid=enabled
sector-size=512
De manera opcional, el modo se puede cambiar a Máximo rendimiento.
~ # esxcli vgc config drive -d /dev/vgcb -n 1 -m
maxperformance
Nota: El cambio de modo a Máximo rendimiento da como resultado un espacio
de almacenamiento levemente menor para XtremSF (para 2.2 TB, el espacio
será de aproximadamente 1.8 TB cuando está configurado en el modo de
Máximo rendimiento). En esta solución, necesitamos la capacidad para dos
copias de bases de datos, por lo que se usó la capacidad máxima
predeterminada.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
26
Tabla 6.
3.
Modo de capacidad máxima en comparación con el modo de
Máximo rendimiento
Configuración
Configuración
Capacidad de
tarjeta de 2.2 TB
Capacidad máx.
Predeterminada
2.2 TB
Gran rendimiento con
más almacenamiento.
Máximo
rendimiento
Configurable
1.8 TB
Rendimiento de I/O
mejorado por sobre
la configuración
predeterminada,
especialmente el
rendimiento de escritura
Ventajas
Se agregan dispositivos XtremSF a las máquinas virtuales (como discos
virtuales).
Se puede agregar todo el dispositivo a una máquina virtual o se puede
asignar en particiones a discos virtuales y luego usarse para diferentes
máquinas virtuales. El disco virtual de XtremSF se presenta como un disco
local en el asistente de administración de discos de la máquina virtual,
como se muestra en la Figura 6.
4.
Se crea el volumen y se monta el disco en la máquina virtual de Windows
que se utilizará como almacenamiento de base de datos y archivos
de log.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
27
Pruebas y validación
Descripción
general de la
prueba
Esta solución validó la capacidad de XtremSF para acelerar el rendimiento de
OLTP en una base de datos para varios usuarios donde se usa SQL Server 2012
con grupos de disponibilidad AlwaysOn con informes en tiempo real y alta
disponibilidad/recuperación de desastres, virtualizado en el ambiente VMware.
Esta sección presenta los resultados de esta prueba.
Acerca de los
resultados de los
parámetros de
rendimiento
Los resultados de los parámetros dependen en gran medida del tipo de carga, de
los requisitos específicos de la aplicación, y del diseño y la implementación del
sistema. El rendimiento relativo del sistema varía como resultado de estos y otros
factores. Por lo tanto, este tipo de carga no debe utilizarse como reemplazo de un
parámetro de la aplicación de un cliente específico cuando se planifica para
capacidad crítica y se toman decisiones de evaluación de productos.
Todos los datos de rendimiento presentados en este informe se obtuvieron en un
ambiente controlado de manera rigurosa. Los resultados obtenidos en otros
ambientes operativos pueden variar significativamente.
EMC Corporation no declara ni garantiza que el usuario pueda lograr un
rendimiento similar expresado en transacciones por minuto.
Objetivos de la
prueba
El propósito de esta solución era caracterizar el beneficio de rendimiento y el
efecto de ejecutar tipos de carga de SQL Server en una tarjeta EMC XtremSF. Está
dirigido principalmente a entornos de tamaño mediano que usan como estándar
las plataformas Microsoft SQL Server utilizadas para los tipos de carga en tiempo
real críticas en un ambiente virtualizado que ejecuta SQL Server 2012.
•
Utilizamos XtremSF en la máquina virtual de SQL primaria para que sirva
como almacenamiento de la base de datos de usuario y tempdb, de modo
que se pudiera observar el impacto de XtremSF en el sistema.
•
Se midió el impacto de usar XtremSF como almacenamiento primario para
que la base de datos de SQL Server mejore el rendimiento de SQL Server
(tipo de carga OLTP).
La solución también utilizó tecnología de replicación en el nivel de transacción
AlwaysOn de SQL Server 2012 para proporcionar acceso a réplicas secundarias
de solo lectura casi en vivo de las bases de datos de producción. También se
utilizó la réplica de disponibilidad para la continuidad del negocio.
El objetivo era también crear una arquitectura de referencia para un ambiente
de SQL Server 2012 de misión y rendimiento críticos.
•
Aumentamos el OLTP de SQL Server y el rendimiento de la instancia de
informes mediante flash XtremSF basado en servidor.
•
Mantuvimos un ambiente de alta disponibilidad con réplicas de los grupos
de disponibilidad AlwaysOn para informes y recuperación de desastres.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
28
Procedimientos
de prueba
El equipo de EMC Solutions realizó una serie de pruebas en las que se ejecutaron
los mismos tipos de carga OLTP simultáneos en las bases de datos de destino.
El procedimiento de prueba fue el siguiente:
1.
Se configuró XtremSF en las máquinas virtuales del SQL Server primario
y secundario.
2.
Se cargaron las bases de datos y se midió el rendimiento de base de
SQL Server con un tipo de carga OLTP en ambas bases de datos.
3.
Se creó una réplica secundaria AlwaysOn de SQL Server en dos máquinas
virtuales de SQL Server diferentes en el servidor ESXi secundario.
Se midió el rendimiento de la propagación.
4.
Se inició el tipo de carga OLTP de informes en la réplica secundaria
legible. Se midió el rendimiento de SQL Server en el SQL Server primario
y el secundario.
5.
Se detuvo el SQL Server primario y se forzó el failover automático al
SQL Server secundario que aloja la copia de recuperación de desastres.
Tenga en cuenta el tiempo de failover y la verificación de pérdida
de datos.
6.
Se inició un failback al servidor de base de datos primario original y se
verificó el estado de la base de datos.
Nota: Los parámetros del perfil de tipo de carga fueron constantes en todas las
pruebas.
Resultados de la
prueba
Resumen
XtremSF redujo significativamente el tiempo de respuesta de SQL Server para las
transacciones de tiempo de respuesta elevado en ambientes virtualizados.
XtremSF tiene un impacto mínimo en los recursos del servidor y del sistema de la
máquina virtual.
La latencia de disco se redujo aproximadamente de 50 % a 70 %, en comparación
con un arreglo de discos SAN con SSD. XtremSF también redujo significativamente
el tiempo de respuesta de las transacciones de alta latencia.
Con XtremSF de 2.2 TB como almacenamiento de bases de datos de SQL Server,
esta configuración realizó aproximadamente 50,000 IOPS con una latencia de
1 ms, con I/O de 8 KB y una relación de lectura a escritura de 90:10. La base
de datos más grande (500 GB) tenía dos copias síncronas, una para alta
disponibilidad y una para el sistema de informes legible. La base de datos más
pequeña (100 GB) se configuró con solo una copia síncrona para alta
disponibilidad/recuperación de desastres.
Al usar EMC XtremSF para el almacenamiento de la base de datos de usuario
y tempdb, el efecto de la copia secundaria síncrona es casi imperceptible.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
29
Rendimiento del tipo de carga OLTP para una base de datos con XtremSF como
almacenamiento
Cuando se colocó el mismo tipo de carga en un arreglo de almacenamiento
con 112 unidades 450 FC de 15 k y 56 unidades SATA de 7.5 k, todo el sistema
proporcionó aproximadamente 14,123 IOPS con una latencia de disco de 11 ms.
Cuando agregamos otras 16 unidades SSD de 200 GB en el pool de
almacenamiento, la latencia disminuyó a 4 ms y el valor de IOPS aumentó
a 23,938.
La diferencia de rendimiento entre el almacenamiento SAN y XtremSF se muestra
en la Figura 12. Un solo dispositivo XtremSF 2.2 puede proporcionar mucho mayor
rendimiento, con 1 ms de latencia y más de 50,000 IOPS.
Figura 12.
XtremSF frente a almacenamiento en SAN: rendimiento de OLTP de
SQL Server
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
30
En la Figura 13 se muestra la mejora significativa de rendimiento cuando se
compara el uso de recursos del sistema de XtremSF con las 16 unidades SSD,
112 unidades FC y 56 unidades SATA. Al usar XtremSF como almacenamiento de
la base de datos de usuario, el uso de CPU cayó una fracción, las necesidades de
memoria disminuyeron considerablemente, y mejoró la latencia del disco al 25 %
del arreglo de almacenamiento.
Figura 13.
Uso de recursos del sistema: XtremSF 2.2 TB en comparación con
almacenamiento SAN con SSD
Con los archivos de base de datos y de log en XtremSF, el rendimiento de 500 GB
(con 50,000 usuarios) es de cerca de 2,000 IOPS con un tiempo de respuesta
promedio mucho más rápido. Con la configuración SAN típica de 16 unidades
SSD, 112 unidades FC y 64 unidades SATA, el rendimiento es de solo
1,100 transacciones por segundo (TPS), con un tiempo de respuesta más lento.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
31
En la Figura 14 se muestra el tiempo de respuesta de las consultas individuales.
La consulta que antes tomaba mucho tiempo en finalizarse fue la que más se
benefició con XtremSF. El tiempo de respuesta promedio de “actualización de
comercio” fue de aproximadamente 0.26 de segundo con el almacenamiento
SAN; en XtremSF, disminuyó a 0.05 de segundo. De manera similar, el tiempo de
respuesta promedio de consulta de “búsqueda de comercio” disminuyó a 0.04 de
segundo desde un valor alto de 0.23 de segundo.
Figura 14.
Resultados de la prueba de tipo de carga OLTP
XtremSF reduce el tiempo de sincronización para los grupos de disponibilidad
En esta solución, creamos una copia síncrona legible para la base de datos de
usuario de 500 GB para informes. Creamos otra copia síncrona para cada una de
las otras dos bases de datos de usuario (500 GB y 100 GB). Se configuró la alta
disponibilidad/recuperación de desastres del nivel de la base de datos con
failover automático en caso de que hubiera algún problema al ejecutar la base de
datos en la instancia de SQL Server primaria.
Para realizar la prueba, detuvimos el servicio de SQL Server primario. El SQL
Server de alta disponibilidad/recuperación de desastres detectó que el servidor
primario estaba inactivo. En dos segundos cambió la copia de la base de datos
de la función “secundaria” a “resolviendo” y, dos segundos después, a
“primaria”. Después de esta acción, todas las copias de los AG eran síncronas
con el SQL Server de alta disponibilidad/recuperación de desastres.
Impacto de los grupos de disponibilidad con base de datos de SQL Server
en XtremSF
Gracias a la extremadamente baja latencia de XtremSF, incluso con un tipo
de carga del cliente o IOPS de disco muy alto, el impacto de los grupos de
disponibilidad de SQL Server en el rendimiento del SQL Server primario se reduce
significativamente.
Con casi 25 a 30 % más de uso de CPU, la configuración asíncrona/síncrona
tendrá un TPS aproximadamente 36 a 40 % mayor y un IOPS muy similar.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
32
Como se muestra en la Figura 15, la configuración síncrona y asíncrona están muy
cercanas en términos de la tasa de transacción y uso de CPU, mientras que el
valor de IOPS total de SQL cayó alrededor de 6 a 7 %.
Figura 15.
Impacto de los grupos de disponibilidad con base de datos de SQL Server
en XtremSF
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
33
Costos y beneficios con el sistema de informes en la copia síncrona legible de los
grupos de disponibilidad
Como se muestra en la Figura 16, las copias de bases de datos síncronas para los
grupos de disponibilidad usan aproximadamente 15 % más de espacio de CPU
que aquellas sin grupos de disponibilidad. El sistema de informes secundario
utiliza el 83 % de sus 16 vCPU. Las actividades de informe en esta máquina
virtual de SQL Server secundario de solo lectura usan más de 2,000 TPS, con más
de 33,000 IOPS.
No hay cambios visibles en el servidor primario. El rendimiento del tipo de carga
OLTP no se modificó durante esta prueba.
Figura 16.
Costo y beneficios de tener una copia síncrona legible del AG para el
sistema de informes
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
34
Conclusión
Resumen
Conclusiones
Esta solución demuestra que EMC XtremSF es altamente escalable como sistema
de almacenamiento para bases de datos de SQL Server y aumenta el rendimiento
de los tipos de carga de las bases de datos OLTP, incluso en un ambiente virtual
basado en ESXi. XtremSF aumenta la tasa de transferencia general de SQL Server
y reduce significativamente las latencias del disco con un impacto mínimo en los
recursos del sistema. Al trabajar de manera transparente con los grupos de
disponibilidad AlwaysOn de SQL Server 2012, XtremSF admite una copia
secundaria legible que brinda eficiencia, además de una copia secundaria
síncrona para la solución de recuperación de desastres. XtremSF funciona con un
impacto mínimo en el rendimiento del SQL Server primario.
•
Es sencillo administrar y monitorear XtremSF en un ambiente de vSphere.
Después de la configuración, XtremSF no requiere la intervención del
usuario y se ajusta continuamente a las necesidades del tipo de carga de
la aplicación.
•
XtremSF puede mejorar el procesamiento de I/O al reducir las latencias
de disco. En esta prueba de la solución, sin ajustar detalladamente la
configuración de SQL Server, el servidor primario pudo admitir más de
50,000 IOPS, mientras que la latencia promedio de lectura a escritura se
mantuvo en el nivel de 1 ms. Esto permitió un rendimiento transaccional
más alto y disminuyó el tiempo de respuesta de SQL Server (menos de
0.05 segundos para todas las transacciones de OLTP).
•
XtremSF, con su latencia de disco sumamente baja, crea la copia
secundaria síncrona de la base de datos sin un impacto considerable en el
tipo de carga del SQL Server primario, incluso cuando hay varias copias de
la base de datos en el sistema.
Las conclusiones clave después de probar esta solución son las siguientes:
•
Se observó un aumento significativo del rendimiento cuando la base de
datos de SQL Server, los logs y los archivos de tempdb se ubicaron en el
almacenamiento de XtremSF.
•
Al trabajar de manera transparente con los grupos de disponibilidad
AlwaysOn de SQL Server 2012, XtremSF podría admitir la copia secundaria
con sincronización y modo de failover automático, y se puede hacer un
failover con una pérdida de datos mínima. Por lo tanto, no se corre el riesgo
de perder el acceso a los datos en caso de que se produzca un error en el
servidor o en la tarjeta PCIe.
•
La copia secundaria legible síncrona de la base de datos de usuario de
SQL Server 2012, ubicada en XtremSF, brindó un sistema de informes en
tiempo real eficiente sin afectar las transacciones de SQL Server.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
35
Referencias
Documentos
técnicos
Documentación
de los productos
Otra
documentación
Para obtener más información, consulte los siguientes documentos técnicos:
•
EMC Mission Critical Infrastructure for Microsoft SQL Server 2012—EMC
Symmetrix VMAXe, EMC FAST VP, SQL Server AlwaysOn Availability Groups,
VMware vSphere: informe técnico
•
EMC Storage Optimization and High Availability for Microsoft SQL
Server2008 R2: informe técnico
•
EMC Performance Acceleration for Microsoft SQL Server 2012 — EMC
VFCache, EMC Symmetrix VMAX 10K, and EMC FAST VP: informe técnico
•
EMC VSPEX with EMC XtremSF and EMC XtremSW Cache—Design Guide
•
EMC XtremSF: Delivering Next Generation Storage Performance for SQL
Server—White Paper
Para obtener más información, consulte los siguientes documentos de productos:
•
Introducción a XtremSF
•
EMC XtremSF - Server Flash - EMC
•
Rendimiento escalable del almacenamiento de VMware ESX
Visite EMC.com (visite el sitio web de su país correspondiente) para obtener más
información sobre la Aceleración de rendimiento de EMC para Microsoft SQL
Server 2012.
Para obtener más información acerca de Microsoft SQL Server 2012 y AlwaysOn,
consulte estos artículos en el sitio web de Microsoft Developer Network:
•
Grupos de disponibilidad AlwaysOn
•
Optimizaciones de la base de datos previo a la configuración
•
Mejores prácticas de SQL Server.
Aceleración del rendimiento con EMC XtremSF para Microsoft SQL Server 2012
36