Este documento discute o uso de máquinas virtuais do Windows Azure para hospedar o SQL Server. Ele explica os benefícios do Windows Azure, como máquinas virtuais, redes virtuais e armazenamento funcionam, e fornece diretrizes sobre como configurar o SQL Server para obter o melhor desempenho, incluindo o uso de vários discos de dados e cache de E/S.

1. SQL Server em
Máquinas Virtuais
do Windows Azure
Vítor Tomaz

2. 2
Vítor Tomaz
@vitortomaz
vitor.tomaz@safira.pt
Software Engineer
Comunidades

3. 3
Agenda
 Porquê Windows Azure
 Máquinas Virtuais Windows Azure
 Requisitos do SQL Server
 Melhores Práticas
 Monitorização

4. Porquê Windows Azure?

5. Cloud Computing
Escalabilidade
Elasticidade
Baixo Investimento Inicial
Pago o que Uso
Não há (demasiados) recursos desperdiçados
Escalabilidade
Custos

6. Cloud Computing

7. Automação em Windows Azure
Recursos
necessários
Agent
Switches
Load-balancers
Fabric
Controller
Agent
Agent
Faz
acontecer

8. Windows Azure
Windows Azure é um SO para o datacenter
 Modelo: Trata o datacenter como uma única máquina
 Trata a gestão dos recursos, aprovisionamento e monitorização
 Gere o ciclo de vida das aplicações
 Permite aos programadores concentrarem-se na lógica de negócio
Fornece serviços para aplicações distribuídas
 Filas de mensagens, armazenamento estruturado, armazenamento
relacional
 Serviços de controlo de acesso e conectividade

9. Windows Azure – Escala Global
South Central US
West US East US

10. Windows Azure Virtual Machines

11. Máquinas Virtuais Windows Azure

12. Discos Persistentes e Durabilidade

13. Discos Persistentes e Durabilidade

14. Terminologia em Máquina Virtuais
• Virtual Networks
• Local Networks
• DNS Servers
• Access Keys
• Containers
• Images
• Disks

15. 18
Cloud Services (Serviços de Núvem)

16. Tamanhos e Discos
Virtual Machine
Size
CPU Cores Memory
Maximum data
disks (each up to
1 TB)
Maximum
IOPS
ExtraSmall Shared 768 MB 1 1 x 500
Small 1 1.75 GB 2 2 x 500
Medium 2 3.5 GB 4 4 x 500
Large 4 7 GB 8 8 x 500
ExtraLarge 8 14 GB 16 16 x 500
A5 2 14GB 4 4 x 500
A6 4 28 GB 8 8 x 500
A7 8 56 GB 16 16 x 500

17. 20
Imagens
Imagens com SQL Server
Imagens com Windows Server
Criar a nossa própria imagem
 Construída na Cloud
 Construída On-Prem

18. Imagens
Escolhida da Galeria de Imagens

19. Imagens
A partir do nosso VHD

20. Service Level Agreement

21. SLA para SQL Server
Sem SLA SLA 99.95%

22. Dentro de uma Máquina Virtual
Virtual Machine
C:
OS Disk
E:, F:, etc.
Data Disks
D:
Temp Disk
(Dynamic VHD)
RAM Cache
Local Disk
Cache

23. Disco do Sistema Operativo
Exemplo: arranque
Virtual Machine
C:
OS Disk
E:, F:, etc.
Data Disks
D:
Temp Disk
(Dynamic VHD)
RAM Cache
Local Disk
Cache

24. Disco Local Temporário
Contém page files do sistema operativo
Disco attached ao host físico
Disco físico, partilhado com outras VM
Apagado após falha ou recycling da VM
Virtual Machine
C:
OS Disk
E:, F:, etc.
Data Disks
D:
Temp Disk
(Dynamic VHD)
RAM Cache
Local Disk
Cache

25. Disco de Dados
Attached VHDs
Em Azure Storage
Para guardar dados
Até 1TB de tamanho
Até 16 discos em VMs XL
Virtual Machine
C:
OS Disk
E:, F:, etc.
Data Disks
D:
Temp Disk
(Dynamic VHD)
RAM Cache
Local Disk
Cache

26. Sistema de IO
Performance pode variar
- Host machines
- Network bandwidth
- Operações de manutenção
Cost vs control trade-off
3 cópias no mesmo datacenter
Geo-redundante
- Opcional
- 6 cópias
Storage Stamp
Stream Layer
Partition Layer
Front-ends
LB
Intra-stamp replication
Stream Layer
Partition Layer
Front-ends
LB
Intra-stamp replication
Storage Stamp
Geo-replication
Storage Location Service

27. VM disk caching
Reduz o número de transacções de storage
Cache na RAM da host machine
Cache no Disco da host machine
Tamanho da cache baseado no tamanho da máquina

28. Cache setting – read only

29. Cache setting – read write
Persistido para local cache primeiro se "write through“ não for especificado
Outras escritas (SQL Server) são persistidas directamente para storage

30. Cache setting - none
Atenção aos custos das transacções de storage

31. VM cache settings options
Disk type Read Only Read Write None (disabled)
OS disk Supported Default Not supported
Data disks Supported (up to 4) Supported (up to 4) Default
Temporary disk N/A

32. WA
Gateway
On-premises
Your datacenter
Hardware VPN or
Windows RRAS
Virtual Network
<subnet 1> <subnet 2> <subnet 3>
DNS
Server
Virtual Networks – Site-to-Site

33. On-premises
Your datacenter
Individual
computers behind
corporate firewall
Virtual Networks – Point-to-Site
Virtual Network
<subnet 1> <subnet 2> <subnet 3>
DNS
Server
Hardware VPN or
Windows RRAS
WA
Gateway

34. Requisitos do SQL Server

35. Requisitos do SQL Server
Cada vez mais
Latência
IOPs
Taxa de Transferência (Throughput)
As questões relacionadas com CPU e Memória
são semelhantes em Windows Azure

36. 39
Requisitos de I/O – OLTP
Metric Requirements
Mix of reads vs writes Mostly reads
Nature of writes Mostly asynchronous
Average rows per I/O Low
I/O size 8 to 64 KB common
I/O pattern Mostly random
Concurrent users High

37. 40
Requisitos de I/O – log files
Metric Requirements
Mix of reads vs writes Mostly writes
Nature of writes Mostly synchronous (low latency critical)
Average rows per I/O Low
I/O size 8 to 64 KB common
I/O pattern Mostly sequential

38. Melhores Práticas

39. 42
Latência
Latência de Rede mais alta
 Virtualização, segurança, balanceamento de carga, proximidade
 Reduzir round trips pode ter grande impacto
Criar VMs no mesmo cloud service
 Permite comunicação através de endreços IP internos (DIPs)
 Usar Windows Azure Virtual Network para VMs em cloud services diferentes
 Fazer load balance de multiplas VMs no mesmo cloud service via endreço IP
público
Consolidar camadas “muito faladoras” na mesma
máquina

40. 43
IOPs – Usar múltiplos discos
SQL Server Files and Filegroups
Apresenta a melhor performance
Windows Server 2012 Storage Spaces
No Windows Server 2012 R2 é ainda melhor
Striped Volumes
Windows Server 2008 (evitar se possível)

41. 44
IOPs - Storage Account
Limites de escalabilidade de uma Azure Storage Account
20 000 IOPs por conta
Limites de escalabilidade de um blob (VHD)
60 MBytes/s por blob
É recomendável manter tudo numa única conta de Storage
É a unidade de recuperação em caso de falha
Não usar geo-replicação com vários discos
Não é garantida uma ordem escrita consistente em vários discos

42. Apenas disco do Sistema Operativo
BDs pequenas < 10GB
Read-write cache
tempdb
System databases
User databases

43. Um disco de dados
Perfomance aceitável
Pouca complexidade
Recuperação simples
Read-write cache
tempdb
User databases
Random I/O
(8KB Pages)
Sequential I/O
(64KB Extents)
Sequential I/O
(256KB Blocks)
Reads Writes Reads Writes Reads Writes
IOPS 500 500 500 300 300 300
Bandwidth 4 MB/s 4 MB/s 30 MB/s 20 MB/s 70 MB/s 70 MB/s

44. Vários discos de dados
Apresenta a melhor performance nos testes
Striping (avoid)
WS2012 storage spaces

45. Testes com vários discos
4 disks Random I/O (8KB Pages) Sequential I/O (64KB Extents) Sequential I/O (256KB Blocks)
Reads Writes Reads Writes Reads Writes
IOPS 2000 2000 2000 1300 700 1100
Bandwidth 20 MB/s 20 MB/s 120 MB/s 80 MB/s 170 MB/s 270 MB/s
16 disks Random I/O (8KB Pages) Sequential I/O (64KB Extents) Sequential I/O (256KB Blocks)
Reads Writes Reads Writes Reads Writes
IOPS 8000 8000 2500 5000 700 2400
Bandwidth 60 MB/s 60 MB/s 150 MB/s 300 MB/s 170 MB/s 600 MB/s
8 disks Random I/O (8KB Pages) Sequential I/O (64KB Extents) Sequential I/O (256KB Blocks)
Reads Writes Reads Writes Reads Writes
IOPS 4000 4000 2500 2600 700 2200
Bandwidth 30 MB/s 30 MB/s 150 MB/s 160 MB/s 170 MB/s 550 MB/s

46. tempdb
(Apesar de recomendações anteriores)
Discos de SO e dados apresentam a mesma ou melhor performance
Drive D é partilhada e pode ter uma performance variável
SQL Server precisa de criar a tempdb num restart
São necessárias permissões de administrador para criar pastas no disco D
Particularly number of files
tempDB IO best practices

47. 50
Caching
OS Disk
“Read Write” (default)
• DBs (<=10GB)
• Reduz latência em IO intensivo
• Working set cabe na cache ou memória
Data disks
• DBs > 10GB
• Depende do IO
• Usar “None” (disable) para random IOs
(e.g. OLTP)
• Read cache para workloads com muitas
leituras e requisitos de latência baixa

48. 51
Disk warm-up
Particionamento adaptativo e balanceado (ajusta à carga)
 As partições espalham-se se a carga aumentar
 Podem condensar-se se a carga diminuir
 As leituras são distribuídas pelas 3 réplicas

49. 52
‹#›

50. Monitorização

51. Ferramentas de monitorização
psping
Traceroute (tracert)
SQL Server Management Studio (client statistics)
Process(SQLServ)% Processor Time (max and avg)
Processor(_Total)% Processor Time (max and avg)
SQLServer:SQL StatisticsBatch Requests/sec (max and avg)

52. Gráficos no Portal
VM Dashboard
Monitor tab for storage
Enabled under the Configure tab

53. Métricas de Windows Azure storage
analytics
Monitors BLOBs, tables and queues
Access via storage account namespace
https://<accountname>.table.core.windows.net/Tables("$MetricsTransactionsBlob")
Capacity: number of containers, BLOBs
Requests: number of requests, total ingress/egress, average end-to-end latency, server latency, total
failures

54. 57
Conclusões
As principais diferenças estão nos discos e I/O
Optimizar para reduzir I/O e numero de pedidos
Identificar o melhor tamanho para as VMs
Usar Filegroups e vários discos para bases de dados grandes
Rever as decisões de optimização à medida que a carga muda
Começar por planear a VPN

55. Referências

56. Questões?

57. Obrigado