SQL Server 2012 から追加された機能である、AlwaysOn 可用性グループですが、SQL Server 2016 で様々な機能強化が行われています。本セッションでは、SQL Server 2016 で機能強化された内容について検証した内容についてお話させていただきます。新しい AlwaysOn では、どのようなことができるようになったのか、興味のある方はぜひご参加ください！！

1. SQL Server 2016 AlwaysOn 可用性グループ
New Features
Masayuki Ozawa (Microsoft MVP for Data Platform)

2. 自己紹介
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 SQL Server のデータベースを中心に、Microsoft 製品を使用した案件に
携わらせていただいているフリーランスのエンジニアです。
 2011/7 から Microsoft MVP Awardを、SQL Server , Data Platform の領域で
受賞しています。
 Microsoft MVP Award
 https://www.microsoft.com/ja-jp/communities/mvp/default.aspx
 ブログや勉強会/セミナーを通じて SQL Server の情報発信をしています。
 blog
 SE の雑記 : http://blog.engineer-memo.com
 Twitter : @Masayuki_Ozawa
 直近で担当したセミナーのセッション
 de:code 2016 : SQL Server on Azure VM 最新情報とベスト プラクティス
https://channel9.msdn.com/Events/de-code/2016/DBP-008

3. AlwaysOn 可用性グループ
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4. AlwaysOn 可用性グループとは？？
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 SQL Server 2012 から追加された、SQL Server インスタンス間のデータ同期を、
同期または、非同期で行うための機能
 ローカルのデータベース間でデータ同期を行うため、共有ディスクは不要
データ同期
(同期 or 非同期)
プライマリレプリカ
ログキャッシュ
ログファイル
コミット
ログ
フラッシュ
ログキャプチャ
セカンダリレプリカ
データファイル
バッファキャッシュ
チェック
ポイント
ログ適用
ログキャッシュ
ログファイル データファイル
Redo キャッシュ
Redo スレッド
コミット
応答
圧縮 圧縮解除
ログプール
AlwaysOn のデータ同期の流れ
Log Transport
Redo
ログ
再実行

5. SQL Server 2012 / 2014 の AlwaysOn AG
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 SQL Server 2012
 Enterprise Edition でのみ利用可能
 1 台のプライマリレプリカと 4 台のセカンダリレプリカ
 3 台で同期レプリカを設定可能
 同期レプリカの中で自動フェールオーバーを 2 台で設定可能
 接続順を指定し、レプリカに読み取りのアクセス
 複数データベースにまたがるトランザクションはサポートされない
 SQL Server 2014
 8 台のセカンダリレプリカ
 プライマリレプリカから切断 / クォーラムが存在しない状態でも、
セカンダリレプリカへのアクセスが可能

6. SQL Server 2016
AlwaysOn 可用性グループ New Features
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7. データベーススコープの構成
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 プライマリとセカンダリで、異なるデータベーススコープの構成を設定可能
 読み取りのワークロードについては、セカンダリで設定変更による影響を確認し、プライマリに適用するという
運用が可能
 以下の設定をプライマリの設定を引き継ぐか、セカンダリの設定を個別に適用するかを制御可能
 クエリ オプティマイザーの修正プログラム (QUERY_OPTIMIZER_HOTFIXES)
 DB レベルで、TF4199 相当の設定を制御
 クエリオプティマイザーの動作の変更を有効にするための設定
 レガシ基数見積もり (LEGACY_CARDINALITY_ESTIMATION)
 DB レベルで、TF9481 相当の設定を制御
 CardinalityEstimationModelVersion = 70 の基数見積もり (推定) の利用
 パラメーター スニッフィング (PARAMETER_SNIFFING)
 DB レベルで、TF4136 相当の設定を制御
 クエリコンパイル時に使用する、パラメーターの挙動に関しての設定
 最大 DOP (MAXDOP)
 DB レベルで、max degree of parallelism の設定を制御
 DB 単位でプランキャッシュのクリアが可能
 ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE
 dbcc FLUSHPROCINDB (dbid) 相当の動作を ALTER で実行可能

8. プライマリ/セカンダリでクエリの動作を変える
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 LEGACY_CARDINALITY_ESTIMATION を設定し、プライマリと
セカンダリで異なる基数推定を使用

9. Workgroup Cluster での AlwaysOn
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 Windows Server 2016 の新機能である Workgroup Cluster で構築されたクラスター上
で、AlwaysOn 可用性グループを構築可能に
 Active Directory が不要で、AlwaysOn 可用性グループの構築が可能
 サポートされる Custer Quorum に注意する
(現状、ファイル共有/ノードはサポート対象に含まれていない)
 Windows Server 2016 ではマルチドメインクラスターもサポート
Active Directory ドメイン
Windows Server Failover Clustering
Quorum
- Disk
- Node
- File Share
Windows Server 2012 R2
Workgroup
Windows Server Failover Clustering
Quorum
- Disk
- Cloud Microsoft Azure
Windows Server 2016

10. DEMO
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Workgroup Cluster

11. DB レベルでの障害検知によるフェールオーバー
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 SQL Server 2012 / 2014
 インスタンスレベルで、障害を検知 (Flexible Failover Policy)
 柔軟なフェールオーバーポリシー
 サーバーの停止 / 応答停止 / サーバーエラー等の 5 段階で検知レベルを設定可能
 SQL Server 2016
 インスタンスレベルに加え「データベースレベルの正常性検出」を設定可能に
 DB_FAILOVER = ON を設定
 可用性グループの作成後に、設定変更可能
 可用性グループ内のデータベースのオフラインを検知し、フェールオーバーを
実施することが可能に
 データベースレベルの正常性検知については、検知レベルの設定はない

12. SQL Server 2012 / 2014 のスレッド
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AlwaysON – HADRON Learning Series: Worker Pool Usage for HADRON Enabled Databases
https://blogs.msdn.microsoft.com/psssql/2012/05/17/alwayson-hadron-learning-series-worker-pool-usage-for-hadron-enabled-databases/ より
Log Scanner
Primary
HadrThreadPool
DDL / Notifications
20-60 Seconds Idle Per Database
Per Database
On Msg completion
Per Secondary
On Msg completion
Msg Reader
Secodnary
Redo
20-60 Seconds Idle
Per Database
On Msg completion
State Processing
Per Database
20-60 Seconds Idle
Msg Receive
Per AG
Per DB Per DB
Msg Log Apply
HadrThreadPool
On Msg completion
Msg Routing
On Msg completion

13. ログ転送の性能改善
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 ログ転送のスループット向上
 圧縮アルゴリズムの改善 (並列操作) も実施されている
 ログ転送の圧縮操作のデフォルト動作の変更
 SQL Server 2014 まで
 同期 / 非同期ともにデフォルトは圧縮 (-T1462 で非圧縮に変更可能)
 SQL Server 2016
 同期 : デフォルトは非圧縮 (-T9592 で圧縮に変更可能)
 圧縮によるオーバーヘッドを減らし、同期モードの処理速度を優先
 非同期 : デフォルトは圧縮 (-T1462 で非圧縮に変更可能)
 セカンダリレプリカでパラレル (マルチスレッド) Redo 処理が可能に
 2014 までは、DB ごとに Redo スレッドが動作していたが、シングルスレッドで起動
 2016 では、使用可能な CPU スレッドの関数として定義されて、各 DB の Redoスレッドは、
CPU 数に応じて起動される
 パラレル化されたことで、フェールオーバー時の回復処理が高速に
 ログの処理効率改善については、NUMA ノード数に応じた LOG WRITER のマルチワーカー
(スレッド) 化も実施されている (最大 4 スレッド)
 2016 は自動ソフト NUMA がデフォルト有効なため、8 論理コア以上はソフト NUMA が構成される

14. DEMO
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SQL Server 2016 の HADR のスレッドの確認

15. 自動フェールオーバーを 3 台で設定可能
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 自動フェールオーバーを 3 台で設定可能
 同期レプリカ 3 台間で自動フェールオーバーを設定可能に
 フェールオーバーの順序については、クラスターグループの設定に基づく
 WSFC の、優先所有者の設定に基づき、フェールオーバーが実行される
 AlwaysOn 可用性グループは、WSFC の機能を組み合わせて可用性を担保している
同期レプリカ
自動フェールオーバー
SQL Server 2012 / 2014
同期レプリカ
自動フェールオーバー
SQL Server 2016

16. ロードバランスされた読み取りレプリカへのアクセス
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 2012 / 2014 は、接続順序 (ルール) によるセカンダリレプリカへのアクセス
 2016 では、ラウンドロビンにより、ロードバランスされたアクセスが可能に
 以下の SQL Server 2016 の、設定例は Server A または Server B でロードバランスし、
どちらも接続できない場合は Server C に接続
Server A
Server B
Server C
ALTER AVAILABILITY GROUP [AlwaysOnAG]
MODIFY REPLICA ON N'SQL-2016-01'
WITH
(PRIMARY_ROLE
(READ_ONLY_ROUTING_LIST=(
N'Server A',
N'Server B',
N'Server C'
)))
SQL Server 2012 / 2014
ALTER AVAILABILITY GROUP [AlwaysOnAG]
MODIFY REPLICA ON N'SQL-2016-01'
WITH
(PRIMARY_ROLE
(READ_ONLY_ROUTING_LIST=(
(N'Server A',N'Server B'),
N'Server C'
)))
SQL Server 2016

17. DEMO
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ロードバランスされたセカンダリへのアクセス

18. AlwaysOn で分散トランザクションをサポート
2016/7/14db tech showcase 201618
 特定環境下での分散トランザクションをサポート
 異なるインスタンスの DB に対しての分散トランザクションをサポート
 AlwaysOn は同一インスタンス内の複数データベースにまたがるトランザクションはサポートしていない
 OS は、Windows Server 2012 R2 + KB3090973 or Windows Server 2016 を使用する必要がある
 WITH DTC_SUPPORT = PER_DB を指定して可用性グループを作成
 可用性グループの作成時のみ、設定が可能なため、後からの変更は不可能
AG 1
DB1
DB2
非サポートの DB 配置
AG 1
DB1
DB2
Server A Server B Server A Server B
AG 1
DB1
DB2
AG 2
AG 1
DB1
DB2
サポートされるDB 配置
Server A Server B Server A Server B

19. Direct Seeding によるセカンダリレプリカへの復元
2016/7/14db tech showcase 201619
 セカンダリに明示的なバックアップのリストアが不要で同期を開始
 従来 : SEEDING_MODE = MANUAL
 プライマリの初期バックアップ → 可用性グループに追加 → セカンダリでリストア → 同期開始
 Direct Seeding (Automatic Seeding) : SEEDING_MODE = AUTOMATIC
 プライマリの初期バックアップ → 可用性グループに追加 → セカンダリに自動的に追加され、同期開始
 すべてをセカンダリへの自動的な追加は、ディレクトリ構成を同一にする
 同一でない場合は、事前に手動でバックアップをリストアしておく必要がある
 後述の分散可用性グループの初期同期でも Direct Seeding を使用することができる
 -T9567 を設定すると、データ同期時のデータストリームが圧縮される
SQL Server 2012 / 2014
AG 1
DB1
DBを追加
Server A
Server B AG 1
DB1
共有フォルダー
バックアップ
リストア
AG 1
DB1
DBを追加
Server A
Server B AG 1
DB1
AG に自動で
追加される
SQL Server 2016

20. 分散可用性グループ
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 異なる (独立した) クラスター 間で可用性グループを設定可能
 可用性グループのリスナー間で複製の設定を行う
 これにより遠隔地の独立した環境に対して、可用性グループを設定可能に
 セカンダリレプリカは DB を含まない可用性グループとして作成
 分散可用性グループ間のフェールオーバーは手動で実施
WSFC02
AG02
Primary
Secondary
Distributed Availability GroupsWSFC01
AG01
Primary
Secondary Secondary

21. DEMO
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Direct Seeding と分散可用性グループ

22. Standard Edition を使用した AlwaysOn
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 基本的な可用性グループ (Basic Availability Groups)
 Standard Edition でデータベースミラーリングに代わる可用性環境の構築方法
 2012 の段階で、データベースミラーリングは今後のバージョンでサポートされない機能に
 基本的な可用性グループの特徴
 2 台のサーバー間でのレプリカ (Primary / Secondary 構成)
 同期 / 非同期, 自動フェールオーバーを設定可能
 リスナーを介しての可用性グループへのアクセスをサポート
 セカンダリレプリカのアクセスはできない
 読み取りとしての利用 / バックアップ取得 DB としての利用はできない
 可用性グループに含めることができるのは一つの DB のみ
 複数の DB を可用性グループで保護したい場合には、複数の可用性グループを作成
 DB 間で JOIN をする際には、各可用性グループの配置状況に注意する現状、検証するために
は「Standard Edition」が必要
 Enterprise Edition / Enterprise Evaluation では、基本的な可用性グループを
構築することはできないため、検証時には注意する

23. Standard Edition の AlwaysOn の構成
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Server A
AG01
(Primary)
DB1 Listener
AG02
(Secondary)
DB1
Server B
AG02
(Primary)
DB1 Listener
AG01
(Secondary)
DB1
データ同期
データ同期

24. DEMO
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Basic Availability Groups

25. 参考資料
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 Introducing Microsoft SQL Server 2016 – get your free ebook today
 https://info.microsoft.com/Introducing-SQL-Server-2016-eBook.html
 Enhanced Always On Availability Groups in SQL Server 2016
 https://blogs.technet.microsoft.com/dataplatforminsider/2015/12/15/enhanced-always-on-availability-groups-in-sql-server-2016/
 High Availability Enhancements
 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb510411.aspx#Anchor_4
 Workgroup and Multi-domain clusters in Windows Server 2016
 https://blogs.msdn.microsoft.com/clustering/2015/08/17/workgroup-and-multi-domain-clusters-in-windows-server-2016/
 SQLServer 2016 AlwaysOn and new Log Transport behavior
 https://blogs.technet.microsoft.com/simgreci/2016/06/17/sqlserver-2016-alwayson-and-new-log-transport-behavior/
 SQL 2016 – It Just Runs Faster: AlwaysOn Parallel Compression / Improved Algorithms
 https://blogs.msdn.microsoft.com/psssql/2016/05/03/sql-2016-it-just-runs-faster-alwayson-parallel-compression-improved-algorithms/
 Configure load-balancing across read-only replicas
 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh710054.aspx#loadbalancing
 Cross-Database Transactions and Distributed Transactions for Always On Availability Groups and Database Mirroring (SQL Server)
 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms366279(v=sql.130).aspx
 SQL Server 2016 DTC Support In Availability Groups
 https://blogs.technet.microsoft.com/dataplatform/2016/01/25/sql-server-2016-dtc-support-in-availability-groups/
 Distributed Availability Groups (Always On Availability Groups)
 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/mt651673.aspx
 Basic Availability Groups (Always On Availability Groups)
 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/mt614935.aspx