Spiegare come ottimizzare l'archiviazione di Azure per le macchine virtuali SQL Server
Le prestazioni delle risorse di archiviazione costituiscono un elemento fondamentale di un'applicazione con un elevato numero di operazioni di I/O come ad esempio un motore di database. Azure offre un'ampia gamma di opzioni di archiviazione e consente persino di creare la propria soluzione di archiviazione per soddisfare i requisiti dei carichi di lavoro.
Archiviazione di Azure è una piattaforma di archiviazione sicura e altamente ridimensionabile che offre una vasta gamma di soluzioni per soddisfare le esigenze di molte applicazioni. Poiché l'obiettivo di questo corso sono i database, verranno fornite informazioni sugli aspetti dell'archiviazione BLOB applicabili ai carichi di lavoro di SQL Server, ovvero archiviazione su disco, su file e BLOB. Si noti che tutti i tipi di archiviazione indicati sopra supportano la crittografia per i dati inattivi con una chiave di crittografia gestita da Microsoft o definita dall'utente.
Archiviazione BLOB: l'archiviazione BLOB è nota come archiviazione basata su oggetti e include livelli di archiviazione offline sicura, ad accesso frequente e archivio. In un ambiente SQL Server, l'archiviazione BLOB viene solitamente usata per i backup dei database tramite la funzionalità di backup su URL di SQL Server.
Archiviazione file: l'archiviazione file è in realtà una condivisione di file che può essere montata all'interno di una macchina virtuale senza dover configurare hardware. SQL Server può usare l'archiviazione file come destinazione di archiviazione per un'istanza del cluster di failover.
Archiviazione su disco: i dischi gestiti di Azure offrono l'archiviazione a blocchi presentata a una macchina virtuale. Questi dischi vengono gestiti proprio come un disco fisico in un server locale, ma in realtà sono virtualizzati. All'interno dei dischi gestiti sono disponibili diversi livelli di prestazioni a seconda del carico di lavoro. Questo tipo di risorsa di archiviazione è il tipo usato più di frequente per i file di dati e di log delle transazioni di SQL Server.
Dischi gestiti di Azure
I dischi gestiti di Azure sono volumi di archiviazione a livello di blocco presentati alle macchine virtuali di Azure. L'archiviazione a livello di blocco si riferisce a volumi raw di archiviazione che vengono creati e possono essere considerati come un singolo disco rigido. Questi dispositivi a blocchi possono essere gestiti all'interno del sistema operativo e il livello di archiviazione non è in grado di conoscere i contenuti del disco. L'alternativa all'archiviazione a blocchi è l'archiviazione di oggetti, in cui i file e i relativi metadati vengono archiviati nel sistema di archiviazione sottostante. Archiviazione BLOB di Azure è un esempio di modello di archiviazione di oggetti. Sebbene l'archiviazione di oggetti funzioni bene per molte soluzioni di sviluppo moderne, la maggior parte dei carichi di lavoro in esecuzione nelle macchine virtuali utilizzerà l'archiviazione a blocchi.
La configurazione dei dischi gestiti è importante per le prestazioni dei carichi di lavoro di SQL Server. Se ci si sta spostando da un ambiente locale, è importante acquisire metriche come Operazioni di lettura del disco/sec e Operazioni di scrittura sul disco/sec dal Monitor prestazioni, come descritto in precedenza. Un'altra metrica da acquisire è Operazioni I/O al secondo, che può essere acquisita usando i contatori SQL Server: Statistiche del pool di risorse di I/O letti da disco/sec o I/O scritti su disco/sec, che mostrano il numero di operazioni di I/O servite da SQL Server al picco. È importante comprendere i carichi di lavoro. È consigliabile progettare le risorse di archiviazione e la macchina virtuale in modo che soddisfino le esigenze dei picchi dei carichi di lavoro senza incorrere in una latenza significativa. Si noti che ogni tipo di macchina virtuale di Azure ha un limite di operazioni di I/O.
I dischi gestiti di Azure sono di quattro tipi:
Disco Ultra: i dischi Ultra supportano carichi di lavoro di I/O elevati per i database cruciali con bassa latenza.
SSD Premium: i dischi SSD Premium offrono velocità effettiva elevata e bassa latenza e possono soddisfare le esigenze della maggior parte dei carichi di lavoro di database in esecuzione nel cloud.
SDD standard: i dischi SSD Standard sono progettati per server Web o carichi di lavoro di sviluppo e test minori, con poche operazioni di I/O e che richiedono una latenza prevedibile.
HDD Standard: i dischi HDD Standard sono adatti per i backup e l'archiviazione di file con accesso sporadico.
In genere, i carichi di lavoro SQL Server di produzione utilizzeranno il disco Ultra o SSD Premium o una combinazione dei due. I dischi Ultra vengono in genere usati quando si sta cercando una latenza inferiore al millisecondo del tempo di risposta. I dischi SSD Premium hanno in genere tempi di risposta nell'ordine dei millisecondi a cifra singola, ma costano di meno inferiori e hanno una maggiore flessibilità di progettazione. I dischi SSD Premium inoltre supportano la memorizzazione nella cache di lettura, che può avvantaggiare i carichi di lavoro dei database di lettura intensivi perché riducono il numero di trip al disco. La cache di lettura è archiviata nell'unità SSD locale (l'unità D:\ in Windows o /dev/sdb1/ in Linux), che consente di ridurre il numero di round trip al disco effettivo.
Striping dei dischi per la massima velocità effettiva
Uno dei modi per aumentare le prestazioni e il volume dei dischi di Azure è eseguire lo striping dei dati in più dischi. Questa tecnica non si applica al disco Ultra, perché è possibile ridimensionare le operazioni di I/O, la velocità effettiva e le dimensioni massime in modo indipendente in un singolo disco. Con i dischi SSD Premium, però, può essere vantaggioso ridimensionare sia le operazioni di I/O che volume di archiviazione. Per eseguire lo striping dei dischi in Windows, è sufficiente aggiungere alla macchina virtuale il numero di dischi richiesto e quindi creare un pool usando Spazi di archiviazione in Windows. Non configurare la ridondanza per il pool (che limiterebbe le prestazioni) perché la ridondanza viene fornita dal framework di Azure, che conserva tre copie di tutti i dischi in replica sincrona come protezione da errori del disco. Al momento della sua creazione, il pool include la somma delle operazioni di I/O e la somma del volume di tutti i dischi in esso contenuti. Ad esempio, se sono stati usati 10 dischi P30 ciascuno di un TB e 5000 operazioni di I/O per disco, sarà disponibile un volume di 10 TB con 50.000 operazioni di I/O.
Procedure consigliate di configurazione dell'archiviazione di SQL Server
Vi sono alcune raccomandazioni per le procedure consigliate per SQL Server nelle macchine virtuali di Azure e la relativa configurazione di archiviazione:
Creare un volume separato per i file di dati e i file di log delle transazioni
Abilitare la memorizzazione nella cache di lettura nel volume del file di dati
Non abilitare la memorizzazione nella cache nel volume dei file di log
Durante la creazione della risorsa di archiviazione della macchina virtuale, prevedere un aumento del 20% delle operazioni di I/O e la velocità effettiva per gestire i picchi di carichi di lavoro
Usare l'unità D: (l'unità SSD collegata localmente) per i file TempDB perché TempDB viene ricreato al riavvio del server, così che non si rischi di perdere i dati
Abilitare l'inizializzazione immediata dei file per ridurre l'impatto delle attività di aumento delle dimensioni dei file.
Spostare le directory dei file di traccia e dei log degli errori sui dischi di dati
Per i carichi di lavoro che richiedono una latenza di archiviazione inferiore a un millisecondo, è consigliabile usare il disco Ultra anziché il disco SSD Premium.
Provider di risorse della macchina virtuale di Azure
Un modo per ridurre la complessità della creazione dell'archiviazione per la macchina virtuale SQL Server su Azure è usare i modelli di SQL Server in Azure Marketplace, il che consente di configurare l'archiviazione come parte della distribuzione, come illustrato di seguito. È possibile configurare le operazioni di I/O in base alle esigenze; il modello eseguirà le operazioni di creazione dei pool degli spazi di archiviazione all'interno di Windows.
Questo provider di risorse supporta anche l'aggiunta di TempDB all'unità SSD locale e genera un'attività pianificata per creare la cartella all'avvio.