SQL Server et infrastructure

Edition 2012 – 10 et 11 décembre

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SQL SERVER : INFRASTRUCTURE

11 décembre 2012


SOMMAIRE

David Barbarin

~10 ans expérience SQL Server

Insentia SABlog : http://blog.developpez.com/mikedavem/

Twitter : @mikedavem

Conseil et formationoArchitecture système et Bases de Données

oHaute disponibilité

oPerformance et optimisation

oSécurité


SOMMAIRE

Processeurs

Mémoire

Stockage

Réseau


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PROCESSEURS


CACHES PROCESSEURS

A quoi servent les caches ?

Registres (< 64 bits)

L1 cache : le plus petit mais le plus rapide des caches

L2 cache … L3 cache : peuvent accueillir plus de données mais leurs accès

est beaucoup plus lent


CACHES PROCESSEURS

Plus on s’éloigne des registres CPU plus la latence d’accès augmente

L1 cache = 1 billionième de seconde (1000 milliards)

Disques = 1 millième de seconde (cas le plus défavorable)

Les performances d’un serveur de bases données sont étroitement liées

aux tailles de cache des processeurs

2ns 4ns 6ns 50ns us / ms

Registre L1 cache L2 cache L3 cache RAM Disques32KB 256KB 12MB 64GB TB


VITESSE, CŒURS ET HYPERTHREADING

Loi de Moore : la vitesse des processeurs double tous les 18 / 24 mois

La course à la vitesse d’horloge est terminée Place à la fragmentation des

puces (multi-cœurs) ou utilisation l’hyper-threading (fragmentation logique)

Les processeurs multi-cœurs ou hyper-threadés vs processeurs mono-cœurs

Sockets physique, cœurs physique et cœurs logique importante Devenu

important en terme de licence avec SQL Server 2012

Quid : Un processeur avec n cœurs ou plusieurs processeurs physiques

avec SQL Server ?


VITESSE D’HORLOGE

Date

2002 Premier processeur hyperthreadé (Intel

Foster MP-based Xeon)

2005 Premier processeur dual core (AMD x64)

Meilleure performance que

l’hyperthreading

2006 Premier Core2 (quadcore) par Intel

…

Aujourd’hui AMD opteron 6xxx 16 cœurs

Intel Xeon E7 , Nehalem-EX 10 cœurs

hyperthreadés 20 cœurs

Demain Intel Xeon Phi Coprocesseurs


TECHNOLOGIES TURBO BOOST / CORE

Appelé également « dynamic overclocking»

Technologie embarquée dans certaines versions d'Intel (Nehalem, Sandy-

Bridge et Ivy-Bridge) et AMD (Phenom II X6)

Permet aux processeurs d’augmenter dynamiquement leurs fréquences

d’horloges au-delà de la fréquence nominale

Contrôle possible depuis le système d’exploitation via ACPI. Activation dans

le bios également.

Vitesse limitée par la puissance du processeurs, ses limites thermiques (TDP),

le nombre de cœurs et les fréquences max


DEMO


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MÉMOIRE


TYPES DE MEMOIRE

Mémoires DDR2 vs DDR3

Mémoires ECC et bénéfices pour les serveurs de bases de données

CAS (Column Address Strube) ou latence

Exemple : DDR3 2000MHz CAS 10, DDR3 1600 MHz CAS 8 et DDR3 1333

MHz CAS 6 ont exactement les mêmes performances.

Calcul = 10 * 1 / (2000000000/2) = 8 * 1 / (1600000000/2) = 6 * 1/

(1333000000/2) = 0.000000010 soit 10ns

Architectures multicanaux

Quid : Une seule DIMM de grosse capacité ou plusieurs DIMM ?


ARCHITECTURES 32 BITS ET 64 BITS

Architecture 32 bits

Chaque processus utilisateur a accès à 2Go d’espace d’adressage virtuel

(2 Go étant réservé aux processus systèmes)

Possibilité d’étendre l’espace d’adressage en utilisant les switch 3GB,

USERVA ou PAE (+ AWE) dans le boot.ini

Pour SQL Server l’ensemble des caches + buffer pool doivent

cohabiter dans un espace de 2Go.

L’option –g permet de réserver et de garantir une certaine quantité de

mémoire au démarrage de l’instance pour les pages qui ne concernent

pas le buffer pool (> 256 MB par défaut)


ARCHITECTURES 32 BITS ET 64 BITS

Architecture 64 bits

Chaque processus utilisateur a accès un espace d’adressage virtuel

beaucoup plus grand (> To)

Architecture plus évolutive

Plus d’espace alloué aux différents caches SQL Server

Pollution des caches possible en fonction du type d’activité

CPI plus important en 64 bits


NUMA ARCHITECTURE

Architecture classique (SMP)

Mémoire

principale

Cache Cache Cache

Processeur Processeur Processeur

I/O

Bus système


NUMA ARCHITECTURE

Non Uniform Memory Access plus évolutive lorsque le nombre de

processeurs devient important

Processeur Processeur Processeur Processeur

Mémoire

principale

Mémoire

principale

Node Node

Bus système Bus système

I/O I/O

ccNUMA ccNUMA


DEMO


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STOCKAGE


DISQUES MECANIQUES

Facteurs affectant les performances des disques mécaniques

Temps de recherche (Seek time)

(IOPS) RANDOM

Latence de rotation (Rotational Latency)

(Débit Mo/s) SEQUENTIAL

Interfaces et bandes passante (Mo/s)

SATA, SAS, SCSI


DISQUES SSD / CARTES IO FUSION

Suppression des latences du à la mécanique des têtes

Support de la commande TRIM

Interfaces (SAS, SATA)

Over provisionning, Wear leveling, garbage collection …

et les Cartes IO / Fusion ?

tolérance aux pannes, durée de vie ?

Le coût est encore un frein !

Quels éléments de bases de données à héberger sur ce type de

stockage ? Tout dépend !! (architecture, budget …)


COMPARATIF DISQUES

Disque Interface IOPS

7200 rpm SATA 75-100 IOPS

10000 rpm SATA 125-50 IOPS

10000 rpm SAS 140 IOPS

15000 rpm SAS 175-210 IOPS

Intel X25-M G2 (MLC) SATA 3.3Go/s 8600 IOPS

OCZ Vertex 4 SATA 8Go/s 120000 IOPS

Fusion-io ioDrive PCIe 140000 Read IOPS,

135000 Write IOPS

OCZ 2x SuperScale Z-Drive

R4 PCI-Express SSD

PCIe 1200000 IOPS


RAID

Tolérance de panne beaucoup plus élevé

Augmentation des performances par combinaisons de disques Grappe

Choix du type de grappe important en fonction

de l’utilisation, du nombre disques, de contrôleurs etc.

RAID 1, RAID5, RAID6, RAID 10

Paramétrage du contrôleur RAID


RAID


DAS, SAN ET NAS

DAS ( Direct Attache Storage)

Concerne uniquement un serveur

En général un ou plusieurs contrôleurs RAID

Un nombre de disques limité

Une quantité de cache limitée

Une protection limitée


SAN ( Stockage Area Network)

Indépendant

Extensible (disques, cache, contrôleurs …)

Bonne isolation des données

FC vs iSCSI

Connectique plus complexe

(HBA, Fabriques, Contrôleurs, disques)

Architecture coûteuse

Virtualisation du stockage

Virtualisation des niveaux de RAID

Virtualisation des baies de stockage

DAS, SAN ET NAS


DAS, SAN ET NAS


DAS, SAN ET NAS

NAS

Architecture moins coûteuse que les SAN

Performance plus faible

Utilisation du trace flag 1807

Reconsidération des NAS

avec SQL Server 2012 et Windows 2012 et

SMB 3.0 + pool de stockage


DEMO


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RESEAU


CARTES RÉSEAUX

Cartes Ethernet gigabits

Configuration manuelle vs auto détection (vitesse, full duplex …)

NIC teaming (tolérance de pannes, performances) avec Windows Server

2012 possibilité de gérer le teaming depuis le système d’exploitation

Ajout de cartes réseaux pour séparer les types de trafic (application,

maintenance …)

Utilisation des jumbo frames

Consolidation et virtualisation


DEMO


EN RESUME

Processeurs (vitesses, caches, architectures multicoeurs, multithreads)

Mémoire (vitesse d’horloge, latences, architectures NUMA)

Stockage (DAS, SAN, NAS, disques mécaniques, à mémoire flash)

Réseau (paramétrage, NIC Teaming, cartes dédiées)


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