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Konfigurieren der integrierten Beschleunigung und Offloading

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Gilt für: SQL Server 2022 (16.x)

In diesem Artikel wird veranschaulicht, wie Sie eine integrierte Beschleunigungs- und Offloading-Lösung mit Intel® QuickAssist Technology (QAT) für SQL Server konfigurieren. Intel® QAT ist eine integrierte Beschleunigungs- und Offloading-Lösung. Weitere Hintergrundinformationen finden Sie unter Integrierte Beschleunigung und Offloading.

Installieren von Treibern

  1. Laden Sie die USB-Treiber herunter.

    Die unterstützte Mindestversion der QATzip-Beschleunigerbibliothek ist 1.8.0-0010, Sie sollten jedoch immer die neueste Version des Anbieters installieren. Treiber sind auf der Landing Page von Intel® Quick Assist Technology verfügbar.

  2. Befolgen Sie die Anweisungen des Anbieters, um die Treiber auf Ihrem Server zu installieren.

  3. Starten Sie den Server neu, nachdem Sie die Treiber installiert haben.

Installierte Komponenten überprüfen

Nach der Installation der Treiber sind die folgenden Dateien verfügbar:

  • Die QATzip-Bibliothek ist unter C:\Windows\system32\ verfügbar.
  • Die mit QATzip installierte ISA-L-Bibliothek ist unter C:\Program Files\Intel\ISAL\* verfügbar.

Die oben genannten Pfade gelten sowohl für Hardware- als auch für reine Software-Bereitstellung.

Aktivieren des Hardware-Offloadings

Konfigurieren Sie nach der Installation der Treiber die Server-Instance.

  1. Legen Sie die Option für die Serverkonfiguration hardware offload enabled fest, um für 1 alle SQL Server-Beschleuniger zu aktivieren. Diese Einstellung lautet standardmäßig 0. Diese Einstellung ist eine erweiterte Konfigurationsoption. Führen Sie zum Festlegen dieser Einstellung die folgenden Befehle aus:

    sp_configure 'show advanced options', 1;
GO
RECONFIGURE
GO

sp_configure 'hardware offload enabled', 1;
GO
RECONFIGURE
GO

  2. Halten Sie den SQL-Server-Dienst an und starten Sie ihn neu.

    Hinweis

    Wenn die hardware offload enabled-Option gleich ist 0, werden alle Offloading- und Beschleunigungsoptionen deaktiviert, die beschleunigerspezifischen Konfigurationen bleiben jedoch erhalten.

  3. Konfigurieren Sie den Server für den Einsatz des Hardware-Offloadings für einen bestimmten Beschleuniger. Führen Sie ALTER SERVER CONFIGURATION aus, um die Hardwarebeschleunigung zu aktivieren. Die folgenden Beispiele legen diese Konfiguration für Intel® QAT fest.

    Wählen Sie eines der folgenden Beispiele aus, a. Aktivieren von Hardware-Offloading mit Software-Fallback oder b. Softwareunterstützung.

    a. Aktivieren von Hardware-Offloading für Beschleuniger

    Die Konfiguration für die Hardwarekomprimierung schützt die Host-CPU – der Intel® QAT-Hardwaremodus wurde entwickelt, um die zugrunde liegende CPU des Hostsystems zu schützen. Diese Methode bringt die besten Ergebnisse, wenn das zugrunde liegende System unter höheren Workloads liegt.

    ALTER SERVER CONFIGURATION   
SET HARDWARE_OFFLOAD = ON (ACCELERATOR = QAT);

    Tipp

    Wenn das Hardwaregerät aus irgendeinem Grund fehlschlägt, kann der Beschleuniger ordnungsgemäß ein Fallback auf den Softwaremodus durchführen.

    b. Softwaremodus des Beschleunigers erzwingen

    ALTER SERVER CONFIGURATION
SET HARDWARE_OFFLOAD = ON (ACCELERATOR = QAT, MODE = SOFTWARE)

    Wichtig

    Die Leistung des QAT_DEFLATE-Algorithmus in Bezug auf SOFTWARE-Modus vs. HARDWARE-Modus im Vergleich zu MS_XPRESS variiert abhängig von verschiedenen Faktoren. Der Workload-Druck, dem das Hostsystem während der Ausführung des Backups ausgesetzt ist, sowie der verfügbare Speicher und die Verarbeitungsleistung des Intel® QuickAssist Technology (QAT)-Hardwaregeräts sind alles Faktoren, die sich auf die Leistung des für die Komprimierung verwendeten Algorithmus auswirken können.

  4. Starten Sie die SQL Server-Instanz neu. Sie müssen die SQL Server-Instanz neu starten, nachdem Sie einen Befehl für SET HARDWARE_OFFLOAD = ... ausgeführt haben.

  5. Führen Sie Folgendes aus, um die Konfiguration zu bestätigen:

    SELECT * FROM sys.dm_server_accelerator_status;
GO

    Die Abfrageergebnisse identifizieren:

    • mode_desc - NONE, SOFTWARE- oder HARDWARE-Modus
    • mode_reason_desc - Begründung für den Modus
    • accelerator_library_version - Benutzermodus-Beschleunigerversion
    • accelerator_driver_version - Kernelmodus-Beschleunigerversion

Der Beschleuniger ist aktiviert, wenn die Modusbeschreibung entweder SOFTWARE oder HARDWARE ist. mode_reason_desc erklärt, weshalb das Ergebnis entweder SOFTWARE- oder HARDWARE-Modus ist.

Wenn andere Ergebnisse gefunden werden, lesen Sie sys.dm_server_accelerator_status (Transact-SQL) zur Problembehandlung.

Deaktivieren von Offloading und Beschleunigung

Im folgenden Beispiel wird Hardware-Offloading und -Beschleunigung für einen Intel® QAT-Beschleuniger deaktiviert.

ALTER SERVER CONFIGURATION   
SET HARDWARE_OFFLOAD = OFF (ACCELERATOR = QAT);

Backup-Operation

SQL Server 2022 (16.x) führt eine ALGORITHM-Erweiterung für die Backup-Komprimierung für BACKUP (Transact-SQL) ein.

Der T-SQL BACKUP-Befehl WITH COMPRESSION wurde erweitert, um einen spezifizierten Algorithmus für die Backup-Komprimierung zu ermöglichen. Für die Beschleunigung der Backup-Komprimierung nutzt Intel® QAT einen Algorithmus namens QAT_DEFLATE. Wenn die Treiber verfügbar sind und die SQL Server-Konfiguration erfolgreich abgeschlossen wurde, wie in den zuvor dokumentierten Schritten veranschaulicht, initiiert WITH COMPRESSION einen mit Intel® QAT komprimierten Backup.

Hinweis

Der Standardalgorithmus für die Komprimierung ist MS_XPRESS und das ist die Standardoption für die Komprimierung.

Verwenden Sie den ALGORITHM-Befehl, um eine dieser beiden Algorithmen (MS_XPRESS, QAT_DEFLATE) für die Backup-Komprimierung anzugeben.

Im folgenden Beispiel wird die Backup-Komprimierung mithilfe der Intel® QAT-Hardwarebeschleunigung ausgeführt.

BACKUP DATABASE <database> TO DISK = '<path>\<file>.bak'  
WITH COMPRESSION (ALGORITHM = QAT_DEFLATE);

Beide der folgenden Anweisungen verwenden standardmäßig die MS_XPRESS-Komprimierungsoption.

BACKUP DATABASE <database> TO DISK = '<path>\<file>.bak'  
WITH COMPRESSION (ALGORITHM = MS_XPRESS); 

BACKUP DATABASE <database> TO DISK = '<path>\<file>.bak'  
WITH COMPRESSION;

Die folgende Tabelle enthält eine Zusammenfassung der Optionen für BACKUP DATABASE mit COMPRESSION ab SQL Server 2022 (16.x).

Backup-Befehl Beschreibung
BACKUP DATABASE <database_name> TO DISK Backup ohne Komprimierung oder Komprimierung abhängig von Standardeinstellung.
BACKUP DATABASE <database_name> TO DISK WITH COMPRESSION Backup mit der Standardeinstellung in sp_configure.
BACKUP DATABASE <database_name> TO DISK WITH COMPRESSION (ALGORITHM = MS_XPRESS) Backup mit Komprimierung mithilfe des MS_XPRESS-Algorithmus.
BACKUP DATABASE <database_name> TO  DISK WITH COMPRESSION (ALGORITHM = QAT_DEFLATE) Backup mit Komprimierung mithilfe der QATzip-Bibliothek.

Hinweis

Die Beispiele in der obigen Tabelle geben DISK als Ziel an. Das tatsächliche Ziel kann DISK, TAPE oder URL sein.

Standardkonfigurationen

Das Standardverhalten der SQL Server-Backup-Komprimierung kann angepasst werden. Sie können die Standardkonfiguration des Servers und andere Optionen ändern. Sie können die Hardwarebeschleunigung aktivieren oder deaktivieren, Sie können die Backup-Komprimierung als Standard aktivieren und den standardmäßig für die Komprimierung verwendeten Algorithmus auch ändern, indem Sie sp_configure verwenden.

Der Status dieser Optionen wird in sys.configurations (Transact-SQL) widergespiegelt. Zeigen Sie die Konfiguration der Offloading- und Beschleunigungskonfiguration mit der dynamischen Verwaltungssicht sys.dm_server_accelerator_status (Transact-SQL) an.

Die backup compression algorithm-Konfiguration ändert den Standardalgorithmus für die Komprimierung von Backups, um Backups zu komprimieren. Wenn Sie diese Option ändern, wird der Standardalgorithmus geändert, wenn der Algorithmus im BACKUP ... WITH COMPRESSION-Befehl nicht angegeben ist.

Sie können die aktuellen Standardeinstellungen für die Backup-Komprimierung in sys.configurations (Transact-SQL) anzeigen, z. B.:

SELECT * FROM sys.configurations    
WHERE name = 'backup compression algorithm'; 

SELECT * FROM sys.configurations    
WHERE name = 'backup compression default';

Um diese Konfigurationseinstellungen zu ändern, verwenden Sie die gespeicherte Systemprozedur sp_configure (Transact-SQL). Zum Beispiel:

EXEC sp_configure 'backup compression default', 1;   
RECONFIGURE;

Kein Neustart von SQL Server ist erforderlich, damit diese Änderungen wirksam wird.

Die backup compression algorithm-Konfiguration legt den Standardalgorithmus für die Komprimierung fest. Verwenden Sie das folgende Skript, um Intel® QAT als Standardalgorithmus für die Komprimierung für SQL Server festzulegen:

EXEC sp_configure 'backup compression algorithm', 2;   
RECONFIGURE;

Um den Standardkomprimierungsalgorithmus wieder in die Standardeinstellung zu ändern, verwenden Sie das folgende Skript:

EXEC sp_configure 'backup compression algorithm', 1;   
RECONFIGURE;

Kein Neustart von SQL Server ist erforderlich, damit diese Änderungen wirksam wird.

Wiederherstellungsvorgänge

Die Metadaten der Sicherungsdatei identifizieren, ob der Datenbank-Backup komprimiert ist und welcher Algorithmus zum Komprimieren des Backups verwendet wurde.

Verwenden Sie RESTORE HEADERONLY, um den Komprimierungsalgorithmus aufzurufen. Siehe RESTORE-Anweisungen – HEADERYONLY (Transact-SQL).

Hinweis

Wenn die HARDWARE_OFFLOAD-Option für die Konfiguration des Serverbereichs nicht aktiviert ist und/oder die Intel® QAT-Treiber nicht installiert wurden, gibt SQL Server den Fehler 17441 zurück, (Msg 17441, Level 16, State 1, Line 175 This operation requires Intel(R) QuickAssist Technology (QAT) libraries to be loaded.)

Um eine komprimierte Intel® QAT-Sicherung wiederherzustellen, müssen die richtigen Assemblys auf der SQL Server Instanz, die den Wiederherstellungsvorgang initiiert, geladen werden. QAT-Hardware ist zum Wiederherstellen komprimierter QAT-Backups nicht erforderlich. Zum Wiederherstellen von QAT-Backups ist jedoch Folgendes erforderlich:

  • QAT-Treiber müssen auf dem Computer installiert sein.
  • Hardware-Offloading muss aktiviert sein (sp_configure 'hardware offload enabled', 1;)
  • In der Konfiguration der SQL Server-Instanz muss ALTER SERVER CONFIGURATION SET HARDWARE_OFFLOAD ON (ACCELERATOR = QAT) wie zuvor beschrieben festgelegt worden sein.

QAT-Sicherungen, die im HARDWARE-Modus ausgeführt wurden, lassen sich im SOFTWARE-Modus wiederherstellen – und umgekehrt.

Sicherungsverlauf

Sie können den Komprimierungsalgorithmus und -verlauf aller SQL Server-Sicherungs- und Wiederherstellungsvorgänge in einer Instance in der Systemtabelle backupset (Transact-SQL) anzeigen. Dieser Systemtabelle für SQL Server 2022 (16.x), compression_algorithm, wurde eine neue Spalte hinzugefügt, die z. B. MS_EXPRESS oder QAT_DEFLATE angibt.

Dienststart – nach der Konfiguration

Nachdem Sie die integrierte Beschleunigung und Offloading konfiguriert haben, sucht der SQL Serverprozess bei jedem Start des SQL Server-Diensts nach der erforderlichen Softwarebibliothek für den Benutzerraum, der mit der Gerätetreiber-API für die Hardwarebeschleunigung eine Schnittstelle bildet und die Software-Assemblys lädt, wenn sie verfügbar sind. Für den Intel® QAT-Beschleuniger ist die Benutzerraum-Bibliothek QATzip. Diese Bibliothek bietet viele Features. Die QATzip-Softwarebibliothek ist eine Benutzerraum-Software-API, die für die Verbindung mit der QAT-Kerneltreiber-API als Schnittstelle dient. Sie wird hauptsächlich von Anwendungen verwendet, welche die Komprimierung und Dekomprimierung von Dateien mithilfe eines oder mehrerer Intel® QAT-Geräte beschleunigen möchten.

Im Falle des Windows-Betriebssystems gibt es eine ergänzende Softwarebibliothek für QATzip, die Intel Intelligent Storage Library (ISA-L). Diese dient als Software-Fallback-Mechanismus für QATzip. im Falle eines Hardwarefehlers, und als eine softwarebasierte Option, wenn die Hardware nicht verfügbar ist.

Hinweis

Die mangelnde Verfügbarkeit eines Intel® QAT-Hardwaregeräts verhindert nicht, dass Instances Sicherungs- oder Wiederherstellungsvorgänge mithilfe des QAT_DEFLATE-Algorithmus ausführen. Wenn das physische Gerät nicht verfügbar ist, dient der Softwarealgorithmus als Fallback-Lösung.

Nächste Schritte