Microsoft SQL Server 等 关 键 应 用 程 序 的 虚 拟 化 趋 势 不 断 增 长, 从 而 在 数 据 中 心 中 催 生 了 超 融 合 概 念 本 技 术 说 明 介 绍 了 Microsoft SQL Server 融 合 基 础 架 构 的 性 能 优 势 及 最

在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 软 件 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化 Dell XC 系 列 技 术 说 明

Microsoft SQL Server 等 关 键 应 用 程 序 的 虚 拟 化 趋 势 不 断 增 长, 从 而 在 数 据 中 心 中 催 生 了 超 融 合 概 念 本 技 术 说 明 介 绍 了 Microsoft SQL Server 融 合 基 础 架 构 的 性 能 优 势 及 最 佳 做 法 基 于 融 合 基 础 架 构 的 SQL Server 如 同 闪 存 在 企 业 数 据 中 心 掀 起 的 变 革, 另 一 项 技 术 趋 势 亦 可 与 之 媲 美 - 那 就 是 超 融 合 超 融 合 的 理 念 是 通 过 单 个 模 块 化 构 建 块 提 供 存 储 和 计 算 (CPU 和 RAM), 并 且 使 用 标 准 以 太 网 将 它 们 连 接 在 一 起 本 技 术 说 明 将 介 绍 Microsoft SQL Server 性 能 的 主 要 方 面, 以 及 使 用 融 合 Dell XC( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 运 行 关 键 SQL Server 工 作 负 载 可 实 现 的 优 势 Dell XC 应 用 方 案 是 针 对 虚 拟 化 和 云 环 境 专 门 构 建 的 基 础 架 构 解 决 方 案 它 通 过 Nutanix 分 布 式 文 件 系 统 (NDFS), 将 网 络 级 架 构 的 许 多 优 势 和 经 济 性 全 部 带 给 企 业, 而 这 在 以 前 只 有 谷 歌 Facebook 和 亚 马 逊 等 公 司 可 以 享 有 Dell XC 解 决 方 案 在 单 个 平 台 构 建 块 中 提 供 高 密 度 存 储 和 服 务 器 计 算 (CPU 和 内 存 ) 每 个 构 建 块 均 基 于 行 业 标 准 且 高 性 能 的 英 特 尔 处 理 器 / 服 务 器 技 术, 并 且 提 供 统 一 的 横 向 扩 展 无 共 享 架 构, 而 且 没 有 单 点 故 障 (SPOF) 让 Dell XC 从 其 他 存 储 解 决 方 案 中 脱 颖 而 出 的 是 其 不 折 不 扣 的 简 洁 性 这 种 简 洁 性 不 仅 通 过 易 于 部 署 (30 分 钟 ) 和 操 作 展 露 无 遗 ( 例 如 在 动 态 增 加 系 统 大 小 时 ), 还 体 现 在 通 过 它 可 以 轻 松 设 计 和 构 建 成 功 的 解 决 方 案, 即 使 对 业 务 关 键 型 应 用 程 序 也 是 如 此 ( 例 如 Microsoft SQL Server) 所 有 存 储 管 理 都 以 虚 拟 机 为 中 心, 且 使 用 虚 拟 磁 盘 来 自 虚 拟 磁 盘 的 存 储 IO 会 按 原 样 显 示, 并 且 通 过 NDFS 进 行 优 化 有 一 个 跨 分 布 式 Dell XC 的 共 享 存 储 池, 其 通 过 基 于 闪 存 的 SSD 实 行 高 性 能, 并 且 通 过 低 延 迟 高 容 量 的 HDD 获 得 经 济 实 惠 的 容 量 存 储 池 中 不 同 类 型 的 存 储 设 备 会 使 用 智 能 算 法 自 动 分 层, 确 保 最 常 用 的 数 据 在 内 存 或 闪 存 中 可 用 图 1 显 示 了 XC 的 概 况, 包 括 各 个 虚 拟 机 管 理 程 序 主 机 (VMware ESXi 或 Microsoft Hyper-V) Microsoft SQL Server 虚 拟 机 ( 用 户 虚 拟 机 ) 存 储 控 制 器 虚 拟 机 (Nutanix 控 制 器 虚 拟 机 ) 及 其 本 地 磁 盘 每 个 控 制 器 虚 拟 机 都 直 接 连 接 到 本 地 存 储 控 制 器 及 其 关 联 的 磁 盘 通 过 在 每 个 ESXi 主 机 上 使 用 本 地 存 储 控 制 器, 实 现 NDFS 对 数 据 的 本 地 访 问 该 方 法 不 需 要 总 是 通 过 网 络 传 输 数 据, 因 此 降 低 了 延 迟 NDFS 可 确 保 复 制 写 入 内 容, 并 在 平 台 中 分 发 数 据 来 实 现 灵 活 性 每 个 主 机 上 的 本 地 存 储 控 制 器 可 以 确 保 在 向 Dell XC 添 加 其 他 节 点 时, 提 高 存 储 性 能 以 及 存 储 容 量 图 1:Dell XC 可 轻 松 扩 展, 没 有 传 统 存 储 的 约 束 2 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化

尽 管 在 分 布 式 横 向 扩 展 架 构 中, 存 储 位 于 每 个 节 点 的 本 地, 但 是 其 以 共 享 存 储 的 形 式 呈 现 给 虚 拟 机 管 理 程 序, 因 此 与 虚 拟 化 层 完 美 集 成 在 一 起 在 使 用 VMware vsphere 的 情 况 下, 这 包 括 VMware DRS VMware High Availability 和 VMware Fault Tolerance 智 能 自 动 化 分 层 技 术 与 SSD 和 HDD 本 地 存 储 的 结 合 实 现 了 成 本 与 性 能 的 平 衡, 而 NDFS 灵 活 性 技 术 消 除 了 与 RAID 相 关 的 性 能 下 降 通 过 数 据 本 地 化, 可 按 主 机 提 供 性 能 和 QoS, 因 此 噪 杂 的 虚 拟 机 不 会 相 互 之 间 造 成 很 大 的 影 响 这 可 实 现 大 型 混 合 工 作 负 载 vsphere 群 集, 从 容 量 和 性 能 的 角 度 来 说, 可 以 提 高 效 率, 而 且 具 有 更 大 的 故 障 恢 复 能 力 在 本 报 告 发 布 之 时, 具 有 四 个 节 点 且 占 用 8 RU 空 间 的 中 端 型 号 的 一 般 性 能 高 达 100K 4K 随 机 读 取 IO 50K 4K 随 机 写 入 IO 以 及 1.4 GB/ 秒 连 续 写 入 和 3 GB/ 秒 串 行 读 取 吞 吐 量 Dell XC 架 构 和 NDFS 的 简 化 特 性 简 化 了 存 储 布 局 图 3 展 示 了 一 个 布 局 示 例, 这 是 Dell XC 环 境 中 的 标 准 布 局 该 布 局 包 含 一 个 NFS 数 据 存 储 库 ( 或 在 使 用 Hyper-V 时 包 含 一 个 SMB 3.0 共 享 ) 和 一 个 存 储 池 无 需 担 心 多 个 LUN 或 关 联 的 队 列 深 度 接 下 来 展 示 的 几 个 步 骤 针 对 VMware vsphere, 但 是 同 样 适 用 于 Microsoft Hyper-V 图 2: 基 于 Dell XC 的 SQL Server 虚 拟 机 磁 盘 布 局 3 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化

简 化 存 储 布 局 以 及 针 对 执 行 VM 的 每 个 节 点 实 现 数 据 本 地 化, 这 可 以 为 各 种 类 型 的 SQL 数 据 库 都 可 带 来 诸 多 性 能 优 势 Dell XC 功 能 和 优 势 SQL OLTP 事 务 处 理 数 据 库 本 地 化 的 I/O, 实 现 低 延 迟 操 作 将 闪 存 用 于 索 引 和 关 键 数 据 库 文 件 轻 松 处 理 随 机 和 顺 序 工 作 负 载 SQL OLAP 分 析 数 据 库 通 过 本 地 化 I/O 实 现 高 性 能 查 询 和 报 告 充 足 的 顺 序 读 取 和 写 入 吞 吐 量 轻 松 扩 展 以 适 应 发 展 表 1: 针 对 OLTP 和 OLAP SQL 数 据 库 的 性 能 优 势 为 了 展 示 Dell XC 运 行 Microsoft SQL Server 等 应 用 程 序 的 性 能, SQL on Nutanix Best Practices White Paper ( 基 于 Nutanix 的 SQL 最 佳 做 法 白 皮 书 ) 中 阐 述 了 所 执 行 的 许 多 SQLIO 基 准 测 试 下 面 的 图 3 到 图 7 显 示 了 这 些 基 准 测 试 的 结 果 : 图 3:SQL Server SQLIO 单 个 虚 拟 机 随 机 IOPS( 按 块 大 小 ) 图 4:SQL Server SQLIO 单 个 虚 拟 机 吞 吐 量 ( 按 块 大 小 ) 4 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化

图 5:SQL Server SQLIO 多 个 虚 拟 机 IOPS 可 扩 展 性 图 6:SQL Server SQLIO 多 个 虚 拟 机 吞 吐 量 可 扩 展 性 Dell XC 可 以 与 现 有 存 储 投 资 共 存 并 分 载 现 有 存 储 平 台 中 的 工 作 负 载, 从 而 释 放 容 量 和 性 能, 直 到 现 有 环 境 需 要 更 新 迁 移 到 Dell XC 的 过 程 非 常 简 单 Dell XC 兼 具 高 性 能 和 线 性 可 扩 展 性 以 及 不 折 不 扣 的 简 洁 性, 是 提 供 SQL Server 数 据 库 即 服 务 方 案 的 理 想 选 择 Nutanix 创 建 了 有 关 对 Microsoft SQL Server 实 现 虚 拟 化 的 一 系 列 文 档 这 些 报 告 可 在 www.nutanix.com 的 资 源 部 分 中 找 到 : VMware vsphere on Nutanix Best Practices White Paper ( 基 于 Nutanix 的 VMware vsphere 最 佳 做 法 白 皮 书 ) SQL Server Best Practices White Paper and Reference Architecture ( SQL Server 最 佳 做 法 白 皮 书 和 参 考 架 构 ) Nutanix Bible: Technology Guide ( Nutanix 圣 经 : 技 术 指 南 ) 附 录 : 基 于 Nutanix 的 Microsoft SQL Server 最 佳 做 法 核 对 表 从 高 级 层 面 上 来 说, 基 于 Nutanix 的 MS SQL Server 最 佳 做 法 可 以 概 括 地 总 结 为 以 下 几 条 注 意 : 大 多 数 最 佳 做 法 配 置 和 优 化 优 势 都 达 到 MS SQL Server 级 别 常 规 执 行 当 前 状 态 分 析 以 确 定 工 作 负 载 和 规 模 提 前 花 时 间 设 计 满 足 当 前 及 未 来 需 求 的 解 决 方 案 进 行 设 计 以 提 供 一 致 的 性 能 可 靠 性 和 规 模 合 适 的 规 模 - 不 过 大, 也 不 过 小 从 PoC 开 始, 然 后 进 行 测 试 优 化 迭 代 和 扩 展 5 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化

核 心 组 件 Microsoft SQL Server o 性 能 和 可 扩 展 性 将 多 个 驱 动 程 序 用 于 TempDB 日 志 / 数 据 和 数 据 库 日 志 / 数 据 小 型 环 境 最 少 从 2 个 驱 动 器 开 始, 大 型 环 境 最 少 从 4 个 驱 动 器 开 始 查 找 PAGEIOLATCH_XX 争 用 情 况, 并 根 据 需 要 扩 展 驱 动 器 数 为 MSSQL 驱 动 器 使 用 64KB NTFS 分 配 单 位 大 小 针 对 MSSQL Server 服 务 帐 户 启 用 了 内 存 中 的 锁 定 页 ( 注 意 : 如 果 使 用 该 设 置, 则 必 须 锁 定 虚 拟 机 的 内 存, 而 这 仅 在 内 存 超 过 8 GB 时 适 用 ) TempDB 数 据 文 件 将 TempDB 大 小 设 置 为 介 于 1 % 和 10 % 的 实 例 数 据 库 大 小 之 间 如 果 核 心 数 小 于 8, 则 核 心 数 等 于 数 据 文 件 数 如 果 核 心 数 大 于 8, 则 使 用 8 个 数 据 文 件 o 查 找 内 存 分 配 的 争 用 情 况 (PAGELATCH_XX), 并 且 一 次 扩 展 4 个 文 件, 直 到 争 用 情 况 消 除 数 据 库 数 据 文 件 根 据 数 据 库 增 长 适 当 地 调 整 大 小, 并 启 用 AUTOGROW 不 要 为 数 据 和 日 志 文 件 启 用 AUTOSHRINK 将 磁 盘 容 量 利 用 率 控 制 在 80 % 以 下 使 用 多 个 数 据 文 件 和 驱 动 器 o 查 找 内 存 分 配 的 争 用 情 况 (PAGELATCH_XX), 如 果 发 现 争 用 情 况, 则 增 加 文 件 数 量 o 查 找 I/O 子 系 统 争 用 情 况 (PAGEIOLATCH_XX), 如 果 发 现 争 用 情 况, 则 将 数 据 文 件 分 散 在 多 个 驱 动 器 中 跟 踪 标 记 在 启 动 时 实 施 跟 踪 标 记 1118, 以 删 除 单 页 分 配 实 施 跟 踪 标 记 834, 以 启 用 大 型 页 ( 提 高 第 1 层 性 能 ) 通 过 MSSQL Server 最 佳 做 法 分 析 器 (BPA) 发 现 潜 在 问 题 利 用 快 速 文 件 初 始 化 扩 展 MSSQL 虚 拟 机 数 与 每 个 虚 拟 机 的 MSSQL 实 例 数 内 存 越 多, 则 性 能 越 高, 如 果 出 现 内 存 压 力, 则 增 加 虚 拟 机 内 存 为 Microsoft 页 文 件 使 用 专 用 磁 盘 o 可 用 性 在 大 多 数 情 况 下,vSphere HA 会 为 非 业 务 关 键 型 / 第 1 层 应 用 程 序 提 供 充 足 的 可 用 性 和 正 常 运 行 时 间 对 于 业 务 关 键 型 / 第 1 层 应 用 程 序 : MSSQL 2012: 利 用 AlwaysOn 可 用 性 组 ( 首 选 ) MSSQL 2008 及 更 早 版 本 : 利 用 日 志 传 送 或 群 集 MSSQL( 使 用 MSCS 群 集 ) 获 取 一 致 的 数 据 库 快 照 / 备 份, 相 应 频 率 应 根 据 所 需 的 RPO 得 出 利 用 本 机 或 第 三 方 工 具 管 理 备 份 ( 例 如 :Microsoft System Center Data Protection Manager [DPM] 等 ) 6 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化

o 可 管 理 性 标 准 化 监 控 和 维 护 利 用 MSSQL 应 用 程 序 监 控 解 决 方 案 ( 例 如 :System Center 等 ) 创 建 标 准 化 MSSQL 虚 拟 机 模 板 为 MSSQL 虚 拟 机 使 用 一 致 的 磁 盘 数 量 和 布 局 模 式 将 MSSQL Server 加 入 域, 并 使 用 Active Directory 进 行 身 份 验 证 利 用 受 约 束 的 数 据 库 身 份 验 证 (MSSQL 2012) 为 MSSQL 数 据 库 实 例 使 用 指 定 的 实 例, 即 使 每 个 虚 拟 机 仅 规 划 了 一 个 实 例 时 也 是 如 此 对 于 指 定 的 实 例, 应 确 保 应 用 程 序 与 动 态 端 口 的 兼 容 性, 否 则 将 实 例 设 置 为 使 用 固 定 端 口 VMware vsphere( 对 于 Hyper-V, 可 使 用 等 同 的 最 佳 做 法 ) o 遵 循 VMware 性 能 最 佳 做 法 o 避 免 CPU 核 心 过 度 订 阅 ( 对 于 第 1 层 工 作 负 载 ) o 对 于 少 量 MSSQL 虚 拟 机, 保 持 vcpu 数 小 于 等 于 每 个 物 理 NUMA 的 核 心 数 插 槽 o 对 于 大 量 MSSQL 虚 拟 机, 调 整 vcpu 数 量 以 与 物 理 NUMA 边 界 保 持 一 致, 并 且 利 用 vnuma o 使 vcpu 数 量 可 被 NUMA 节 点 大 小 轻 松 整 除, 以 便 于 进 行 安 排 o 保 留 超 线 程 共 享 作 为 默 认 策 略 ( 任 何 情 况 下 均 适 用 ) o 启 用 高 性 能 主 机 电 源 策 略 o 锁 定 MSSQL 虚 拟 机 内 存 ( 针 对 第 1 层 工 作 负 载 ) o 使 用 以 下 计 算 方 式 调 整 MSSQL 虚 拟 机 内 存 的 大 小 : 虚 拟 机 内 存 = SQL Server 最 大 内 存 + ThreadStack + 操 作 系 统 内 存 + 虚 拟 机 开 销 Threadstack = SQL 最 大 工 作 线 程 数 * 2MB( 对 于 x64) o 使 用 半 虚 拟 SCSI 控 制 器 和 VMXNET3 NIC o 使 用 资 源 池 和 正 确 的 共 享 分 配 o 使 用 DRS 反 仿 射 性 规 则 使 MSSQL 虚 拟 机 保 持 分 离 Dell XC o 为 SQL Server 使 用 单 个 容 器 o 根 据 计 算 和 存 储 要 求 使 用 合 适 的 型 号 使 工 作 集 完 美 地 保 留 在 SSD 中, 且 数 据 库 大 小 保 持 在 节 点 容 量 以 内 选 择 最 适 合 在 单 个 节 点 上 容 纳 完 整 数 据 库 的 型 号 注 意 : 对 于 无 法 在 一 个 节 点 上 容 纳 的 更 大 数 据 库, 请 确 保 节 点 之 间 有 充 足 的 带 宽 为 I/O 繁 重 的 MSSQL 工 作 负 载 使 用 更 高 级 的 内 存 节 点 型 号 o 通 过 MSSQL 虚 拟 机 和 应 用 程 序 创 建 专 用 的 一 致 性 组 o 对 一 致 性 组 使 用 应 用 程 序 一 致 的 快 照, 以 在 捕 获 快 照 时 调 用 VSS 支 持 组 件 网 络 o 为 NDFS 和 数 据 库 流 量 使 用 并 优 化 QoS o 使 用 延 迟 很 低 的 10 GbE 交 换 机 o 利 用 来 自 每 个 Nutanix 节 点 的 冗 余 10 GbE 上 行 链 路 o 确 保 Nutanix 节 点 和 MSSQL 虚 拟 机 之 间 具 有 足 够 的 吞 吐 量 o 检 查 可 能 影 响 复 制 和 虚 拟 机 通 信 的 任 何 暂 停 帧 7 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化

Active Directory o 为 MS SQL Server 虚 拟 机 使 用 基 于 AD 的 身 份 验 证 操 作 系 统 和 应 用 程 序 更 新 o 将 更 新 安 排 在 非 办 公 时 间 执 行, 避 免 影 响 性 能 o 分 阶 段 的 交 错 更 新 微 软 为 基 于 VMware 实 现 SQL Server 虚 拟 化 提 供 的 支 持 微 软 为 基 于 VMware 实 现 SQL Server 虚 拟 化 提 供 的 支 持 仅 限 于 尽 力 而 为 对 SQL Server 实 现 虚 拟 化 的 微 软 最 佳 做 法 是 使 用 Hyper-V, 这 能 够 使 客 户 获 得 针 对 其 解 决 方 案 的 完 整 微 软 支 持 微 软 不 会 阻 止 基 于 VMware 对 微 软 工 作 负 载 进 行 虚 拟 化, 但 是 仅 为 此 使 用 情 形 提 供 尽 力 而 为 的 支 持 有 关 微 软 为 基 于 VMware 虚 拟 机 的 产 品 提 供 的 支 持, 请 访 问 https://www.vmware.com/support/policies/ms_support_ statement 2015 Dell Inc. 保 留 所 有 权 利 Dell 和 Dell 徽 标 是 Dell Inc. 的 商 标 本 文 中 提 及 的 其 他 商 标 和 商 品 名 称 是 指 拥 有 这 些 商 标 和 名 称 的 实 体 或 其 产 品 戴 尔 声 明 对 其 他 实 体 的 商 标 和 名 称 不 拥 有 任 何 专 有 权 益 本 文 档 内 容 仅 供 参 考 戴 尔 保 留 对 本 文 所 述 的 任 何 产 品 进 行 更 改 的 权 利, 恕 不 另 行 通 知 本 文 内 容 按 原 样 提 供, 不 含 任 何 形 式 的 明 示 或 暗 示 保 证 租 赁 和 融 资 服 务 由 戴 尔 金 融 服 务 有 限 公 司 或 者 其 下 属 机 构 或 指 定 人 员 ( DFS ) 为 符 合 条 件 的 客 户 提 供 部 分 产 品 或 服 务 在 某 些 国 家 / 地 区 可 能 并 不 提 供, 或 有 所 不 同 在 提 供 产 品 或 服 务 的 国 家 / 地 区, 各 项 产 品 或 服 务 可 能 会 发 生 变 化, 恕 不 另 行 通 知 ; 这 些 产 品 或 服 务 还 受 到 产 品 供 应 信 贷 审 批 DFS 提 供 的 及 接 受 的 文 档 执 行 的 限 制, 可 能 还 会 受 到 最 小 交 易 规 模 的 限 制 这 些 产 品 或 服 务 不 适 合 个 人 或 家 庭 使 用 XC_Series_Tech_Note_031115 8 在 Dell XC 系 列 网 络 级 融 合 应 用 方 案 ( 由 Nutanix 提 供 支 持 ) 上 实 现 Microsoft SQL Server 虚 拟 化