Преимущества использования Azure NetApp Files для развертывания SQL Server

Azure NetApp Files снижает совокупную стоимость владения SQL Server по сравнению с блочными решениями хранения. При использовании блочного хранилища на виртуальные машины накладываются ограничения на операции ввода-вывода и пропускную способность для операций с дисками. Azure NetApp Files ограничивается только пределами пропускной способности сети, причем исключительно для исходящего трафика. Иными словами, для Azure NetApp Files не применяются ограничения ввода-вывода на уровне виртуальной машины. Без этих ограничений ввода-вывода SQL Server, выполняющийся на небольших виртуальных машинах, подключенных к Azure NetApp Files, может работать с той же производительностью, что и SQL Server, выполняемый на более крупных виртуальных машинах. Уменьшение размеров экземпляров таким образом снижает издержки на вычисления до 25 % первоначальной стоимости. Azure NetApp Files помогает сократить издержки на вычисления.

Тем не менее, издержки на вычисления незначительны в сравнении с ценой лицензии SQL Server. Лицензирование Microsoft SQL Server зависит от физического числа ядер. Поэтому уменьшение размеров экземпляров влечет за собой дополнительную экономию за счет лицензий на программное обеспечение. Azure NetApp Files помогает сократить издержки на лицензирование ПО.

В этой статье приведен подробный анализ издержек и преимущества в производительности при использовании Azure NetApp Files для развертывания SQL Server. Экземпляры меньших размеров не только получают достаточно ресурса ЦП для работы с базой данных, что обычно возможно только с блоками на крупных экземплярах, но благодаря Azure NetApp Files во многих случаях экземпляры меньших размеров еще более производительны, чем их крупные аналоги, работающие на базе дисков.

Подробный анализ затрат

На двух наборах графиков в этом разделе показан пример совокупной стоимости владения. Количество и тип управляемых дисков, уровень обслуживания Azure NetApp Files и емкость для каждого сценария были выбраны для достижения наилучшего соотношения цена-емкость. На каждом графике показаны группы машин (D16 с Azure NetApp Files, по сравнению с D64 с управляемым диском), и цены разбиты для каждого типа машины.

На первом наборе графиков показана совокупная стоимость владения решением с базой данных размером 1 ТиБ и сравнение конфигураций D16s_v4 с D64, D8 с D32 и D4 с D16. Планируемое число операций ввода-вывода в секунду для каждой конфигурации указано зеленой или желтой линией и совпадает с правой частью оси ординат.

На втором наборе графиком показана общая стоимость с базой данных размером 50 ТиБ. Сравнения аналогичные: D16 с Azure NetApp Files и D64 с блочным хранилищем.

Производительность и падение производительности

Чтобы обеспечить значительное сокращение издержек, решение должно иметь соответствующую производительность. Например, крупнейшие экземпляры приложений, созданных в Azure, поддерживают до 80 000 операций ввода-вывода в секунду. Один том Azure NetApp Files может достигать быстродействия 80 000 операций ввода-вывода в секунду, а экземпляры типа D16 могут обеспечить такую нагрузку. Экземпляры D16 обычно создают нагрузку до 25 600 операции ввода-вывода в секунду, это 25 % от D64. Экземпляры D64s_v4 способны обрабатывать до 80 000 операций ввода-вывода в секунду, т. е. это лучший эталон для проведения сравнения.

Экземпляр D16s_v4 может нагрузить том Azure NetApp Files до 80 000 операции ввода-вывода в секунду. По результатам проверки средством измерения производительности SQL Storage Benchmark (SSB), экземпляр D16 достигает рабочей нагрузки на 125 % больше, чем достигается с использованием диска и экземпляра D64. Дополнительные сведения об этом средстве см. в разделе Средство тестирования SSB.

Проведены измерения производительности различных экземпляров класса D с применением рабочей нагрузки размером 1 ТиБ и профиля 80 % чтения, 20 % записи на SQL Server. Из тестов были исключены только D2 и D64. Первый — потому что не поддерживает ускорение сети, а второй — потому что это эталон для сравнения. На графике ниже показаны ограничения экземпляров D4s_v4, D8s_v4, D16s_v4 и D32s_v4 соответственно. Тесты хранилища с управляемыми дисками на графике не показаны. Сравниваемые величины извлекаются непосредственно из таблицы ограничений виртуальной машины Azure для экземпляров класса D.

За счет Azure NetApp Files каждый экземпляр класса D способен достигнуть и превзойти быстродействие работы с диском, как у экземпляров на два уровня выше. Azure NetApp Files помогает значительно сократить издержки на лицензирование ПО.

• Экземпляр D4 с загрузкой ЦП на 75 % по быстродействию работы с диском равен экземпляру D16.
  • Экземпляр D16 имеет ограничение 25 600 операций ввода-вывода в секунду.
• Экземпляр D8 с загрузкой ЦП на 75 % по быстродействию работы с диском равен экземпляру D32.
  • Экземпляр D32 имеет ограничение 51 200 операций ввода-вывода в секунду.
• Экземпляр D16 с загрузкой ЦП на 55 % по быстродействию работы с диском равен экземпляру D64.
  • Экземпляр D64 имеет ограничение 80 000 операций ввода-вывода в секунду.
• Экземпляр D32 с загрузкой ЦП на 15 % по быстродействию работы с диском равен экземпляру D64.
  • Экземпляр D64 имеет ограничение 80 000 операций ввода-вывода в секунду.

Тестирование пределов ЦП S3B — производительность и вычислительная мощность

На следующей диаграмме приведена сводка по тестированию пределов ЦП S3B:

Масштабируемость — это только начало. Теперь поговорим о задержках. Одно дело — демонстрировать высокую производительность ввода-вывода на малых виртуальных машинах, и совсем другое — сохранить при этом малые однозначные показатели задержки, как показано ниже.

• Экземпляр D4 показал нагрузку 26 000 операций ввода-вывода в секунду на Azure NetApp Files с задержкой 2,3 мс.
• Экземпляр D8 показал нагрузку 51 000 операций ввода-вывода в секунду на Azure NetApp Files с задержкой 2,0 мс.
• Экземпляр D16 показал нагрузку 88 000 операций ввода-вывода в секунду на Azure NetApp Files с задержкой 2,8 мс.
• Экземпляр D32 показал нагрузку 80 000 операций ввода-вывода в секунду на Azure NetApp Files с задержкой 2,4 мс.

Результаты тестирования задержки S3B для разных экземпляров

На следующей диаграмме показана задержка для одноэкземплярной связки SQL Server с Azure NetApp Files:

Средство тестирования SSB

Средство измерения производительности TPC-E по своей сути нагружает вычислительный ресурс, а не хранилище. Результаты тестов, приведенные в этом разделе, получены с помощью средства для тестирования SQL Storage Benchmark (SSB). SQL Server Storage Benchmark позволяет выполнять крупномасштабные SQL-запросы к базе данных SQL Server для имитации рабочей нагрузки OLTP, аналогично средству измерения производительности Oracle SLOB2.

Средство SSB создает рабочую нагрузку SELECT и UPDATE, передавая эти инструкции непосредственно в базу данных SQL Server, работающую на виртуальной машине Azure. Для этого проекта рабочие нагрузки SSB повышены с 1 до 100 пользователей SQL Server, и задано 10 или 12 промежуточных точек с интервалом 15 минут на пользователя. Все метрики производительности, полученные от этих запусков, были получены с точки зрения PerfMon, с целью повторяемости результатов тестирование SSB выполнялось три раза в каждом сценарии.

Сами тесты были настроены как 80 % инструкций SELECT и 20 % инструкций UPDATE, поэтому обеспечивают 90 % случайных операций чтения. База данных, созданная SSB, имела размер 1000 ГБ. БД состоит из 15 пользовательских таблиц на 9 000 000 строк, где каждая строка имеет длину 8192 байт.

Средство измерения производительности SSB — это приложение с открытым исходным кодом. Его можно бесплатно загрузить на странице GitHub SQL Storage Benchmark.

Выводы

Azure NetApp Files позволяет повысить быстродействие SQL Server и одновременно значительно снизить совокупную стоимость владения.

Next Steps

• Создание тома SMB для Azure NetApp Files
• Архитектуры решений, использующих Azure NetApp Files — SQL Server