Azure SQLデータベースの最新動向と内部構造、パフォーマンス改善で利用できるサービスを網羅的に説明 社内セミナー用に作成した資料の転載です この辺りの資料を参考に作りました Inside Microsoft Azure SQL Database http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/1695.inside-microsoft-azure-sql-database.aspx Gaining Performance Insight into Windows Azure SQL Database http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/3507.windows-azure-sql-database-performance-and-elasticity-guide.aspx

1. Azure SQLデータベース
最新動向＆パフォーマンス
8/13 国際左利きの日

2. 2/37
今日のアジェンダ
1. はじめに
2. Azure SQLデータベースの最新動向
3. 内部構造（アーキテクチャ）
4. パフォーマンス改善
5. まとめ
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

3. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
はじめに
※CDP:クラウドデザインパターンの略、クラウドの設計方式を暗黙知から形式知にしたもの
3/37
 自己紹介@nishiokya
 SQL ServerよりMySQLやPostgreSQLに詳しい
 開発から運用までやってます
 好きなAzureサービス
 モバイルサービス
 好きなCDP
サーキットブレーカー

4. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
Azure SQL データベース
最新動向

5. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
5/37
最新動向の目次
 Azure SQL データベースとは
 2014/04 新機能の報告
 基本と標準、プレミアムについて
 新しい性能基準
 新しい冗長性／バックアップ
 新機能のまとめ
 新しいティアの利用方法

6. 6/37
Azure SQL データベースとは
 フルマネージドのデータベースサービス
 SQL Serverのサブセット
 マルチテナント方式
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

7. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
7/37
 2009年8月18日
History
 SQL Azure Database CTP版（プレビュー）のリリース
 2013年1月
 SQL Server 2012対応、BLOBへのバックアップ
 2013年8月
 新ティアプレミアムのプレビュー開始
 2014年4月
 新ティア基本、標準のプレビュー開始
 SLA 99.95%に向上。
 2015年4月
 現状のティアWeb,Businessの終了予定

8. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
8/37
2014/04 新機能の報告
 新しいティア発表（基本と標準、プレミアム）
 最大サイズ500Gの変更
 性能基準の変更(DTU)し性能保証
 監査
 冗長性／バックアップ
 新しいティアはCPU使用量が取れます
出典: Azure SQL Database に新機能を導入
http://blogs.msdn.com/b/windowsazurej/archive/2014/08/08/blog-azure-sql-database-adds-new-features.aspx

9. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
基本と標準、プレミアムについて
9/37
 サービススペック（月額はプレビュー期間のため５０％）
ティアDTU サイズ復元ポイント月額旧Tier
基本5 2GB ７日間255円Web(5G)
標準(S1) 15 250GB 14日間2,040円Business
標準(S2) 50 250GB 14日間10,200円Business
プレミアム(P1) 100 500GB 35日間47,439円
プレミアム(P2) 200 500GB 35日間94,860円
プレミアム(P3) 800 500GB 35日間379,440円
出典：Azure SQL Database Service Tiers
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/azure/dn741340.aspx

10. ¥20,400
10/37
新旧ティアの価格比較
 月額料金の比較（プレビュー後)
¥1,426
¥4,080
基本
Web(2G)
標準(S1)
ビジネス（10G)
標準(S2)
出典：SQL データベースの料金詳細
http://azure.microsoft.com/ja-jp/pricing/details/sql-database/#basic-standard-and-premium
¥23,028
¥4,687
¥510
ビジネス(150G)
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

11. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
ティアごとのDTUs比較
11/37
新しい性能基準
 DTUs(データベーススループットユニット)
 DTUs は、CPU、メモリ、物理的な読み
取り、トランザクションログの書き込み
が1 つにまとめられた単位
 5 DTU は、1 DTU のパフォーマンスレ
ベルよりも5 倍
 Azure SQL Database Benchmark
(ASDB) というベンチマークの結果に基
づいたパフォーマンスレベルの指標値
800
15
100
200
50
5
0 400 800
基本
標準(S1)
標準(S2)
プレミアム
(P1)
プレミアム
(P2)
プレミアム
(P3)

12. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
12/37
新しい冗長性／バックアップ
①地理レプリケーション（レプリカ）
 非同期にデータをレプリケーション
 標準以上で利用可能。申し込み必要
 標準とプレミアムで機能が違う
 プレミアムのレプリカは読み取り可能
②セルフサービス復元サポート（リストア）
 基本から利用可能。申し込み不要
 セルフサービスリストア
主な障害
シナリオ
デフォルト① ②
サーバ障害○
データセン
ター障害- ○
データ損失△ ○
出典：SQL Database のアクティブ地理レプリケーションの詳細
http://blogs.msdn.com/b/windowsazurej/archive/2014/07/22/blog-spotlight-on-sql-database-active-geo-replication.aspx

13. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
13/37
新しいティアの利用方法
 事前申請が必要(2014/8現在)
 http://azure.microsoft.com/ja-jp/services/preview/
 課金アカウントからのみ申請可能
 即利用可能(プレミアムは１週間くら
い）
 DB作成、DBの切り替えどちらもOK

14. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
14/37
新機能のまとめ
1. ディスクサイズによる課金がなくなった
2. 移行の問題はなさそう
 標準(S2)はBusinessの最大サイズより安い
 Azure Federationはサポート外
3. CPUの使用率が取れるようになりました

15. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
Azure SQLデータベース
内部構造（アーキテクチャ）

16. 16/37
アーキテクチャの目次
 基本構成
 接続のシーケンス
 フェイルオーバのシーケンス
 スロットリング
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

17. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
基本構成
 3500$位の物理サーバ(32 GB RAM 8 cores 12Disk)
17/37
 仮想マシンXLが14GB RAM 8cores （45,500円/月)
 1000台で１クラスタを構成
 １台に最大150データベース
 １データベースは３台の配置
 マスター1台、セカンダリー２台

18. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
18/37
DBの接続シーケンス
1. SESSION 1 新規接続
① クライアントがFrontEnd Clusterに接続
② Utility Layerでユーザ認証とFWの確認
③ Master Clusterで物理DBを調査
④ 物理DBに接続
2. SESSION2 コネクション接続後
A) クライアントがFrontEnd Clusterに接続
B) 物理DBに接続（Frontend Clusterはプロク
シーするだけ）
Client
A)
Frontend
Cluster
Master
Cluster
Platform layer
(物理DB）
Utility
Layer
①
②
④ ③
B)

19. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
フェイルオーバーのシーケンス
①プライマリに障害があると、②他の物理サーバが検知し、③
Master Clusterに通知、④Master Clusterがどのセカンダリを
昇格するかを決定、⑤セカンダリがプライマリに昇格
検知後３０秒で切り替えが完了
フェイルオーバーの主な例
19/37
 定期メンテナンス適用
 ハードウェアトラブル
 ソフトウェアトラブル
２台死ぬと、サービス停止
Platform Layer
セカン
ダリ
Frontend Cluster
×プライ
①
マリ
セカン
ダリ
監視監視監視
Master Cluster
②
③
④
プライ
マリ
⑤
×

20. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
20/37
接続設定の注意点
.NETの既定の設定では、接続タイムアウトを完全に
回避することは困難
1. 接続タイムアウト(既定15 秒) を30 秒以上
 Connection Timeout=30
2. 接続タイムアウト発生時に、接続の再試行を実施
3. 接続の再試行間隔は10 秒(最低5 秒以上)
出典：Windows Azure SQL データベースに接続する際に発生するタイムアウトへの対処方法
http://msdn.microsoft.com/ja-jp/windowsazure/dn221935.aspx

21. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
21/37
スロットリング
マシンを守るためDB接続を強
制的クローズする機構
1. リソース使用量と閾値をリ
アルタイムに比較
2. 最もリソースを使用してい
るDBを制限
エラーコード“40501”をメッ
セージ対処表のせる
スロットリングの種類
一時ディスク領域の問題が発生しました
一時ログのスペースの問題が発生しました
大量のトランザクション/書き込み/更新ア
クティビティが存在します。
高ボリュームデータベース入力/出力(I/O)
処理が存在します。
高ボリュームのCPU アクティビティが存
在します。
データベースのクォータを超過しました
あまりにも多くの同時要求が発生しました

22. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
22/37
内部構造のまとめ
1. 接続処理に３つのサーバを経由する
2. 接続エラーがあったら３０秒待つ
 Connection Timeout=30
3. スロットリングのログを取っておく
 40501: The service is currently busy. Retry the
request after 10 seconds.

23. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
Azure SQLデータベース関連
パフォーマンス改善

24. 24/37
パフォーマンス改善の目次
 パフォーマンス改善の基本
 パフォーマンス改善サービス一覧
 SQLデータベースプレミアム
 Azure Federation
 Data Sync
 仮想マシンにおけるSQL Server
 Cache（クラウドデザインパターン）
 サービス比較
 まとめ
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

25. 25/37
パフォーマンス改善の基本
1. SQL/INDEXチューニング
2. サーバー
 スケールアップ
 スケールアウト
3. テーブル分割
4. CACHE
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
今回の範囲

26. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
26/37
パフォーマンス改善サービス
サービス名（他) タイプ概要
プレミアムスケールアウト
スケールアップ
SQLデータベースの新ティア
の最上級
Azure Federation テーブル分割
（スケールアウト）
SQLデータベースのサービス
新ティアでは非サポート
データ同期スケールアウトSQLデータベースのサービス
仮想マシンのSQL Server スケールアップIaas利用
Custom Sharding テーブル分割
（スケールアウト）
テーブル分割の独自実装
※今回は説明しません
Cash-Aside Cache クラウドデザインパターンの
一つ

27. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
SQLデータベースプレミアム
27/37
 占有型のためスロットリングがない
 パフォーマンス保証
 ３種のリソース(CPU、メモリ、IO
など)タイプがありスケールアップ
可能
 最大４台セカンダリレプリカによる
スケールアウト対応
Windows Azure SQLデータベース向けのプレミアム機能の詳細
http://satonaoki.wordpress.com/2013/07/10/azure-sql-db-premium/
DT
U
ス
レッ
ド
Max
Session
トランザ
クション
レート
P1 100 200 2,000 98 /sec
P2 200 400 4,000 192/sec
P3 800 1,600 16,000 730/sec
プレミアムのサイズ

28. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
28/37
Azure Federation
 指定したキーでテーブル分割を
別サーバに自動分割したスケール
アウト可能（レンジ分割）
 アプリ側でキーの範囲を把握し、
アクセスする必要がある
 新ティアでの非サポート
出典: Sharding With SQL Azure
http://blogs.msdn.com/b/sqlazure/archive/2010/12/23/10108670.aspx

29. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
29/37
データ同期(Data Sync)
 データのバックアップ用やオンプレ連携ツール
 リードレプリケーションとして5台利用したス
ケールアウト可能
 同期頻度の最小タイムは５分
出典：Azure SQL データ同期の概要
http://azure.microsoft.com/ja-jp/documentation/articles/sql-database-get-started-sql-data-sync/

30. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
30/37
仮想マシンにおけるSQL Server
 SQL Serverの全機能が利用
可能
 プレミアよりハイスペック
なスケールアップが可能
 冗長性対策が必要
インス
タンス
コ
ア
メモリ目的
A4(XL) 8 14G 汎用
A6 4 28G メモリ
A7,A8 8 56G メモリ・コンピュー
ティング
A9 16 112G コンピューティング
出典：Virtual Machines の料金詳細
http://azure.microsoft.com/ja-jp/pricing/details/virtual-machines/

31. Cache-Asideデザインパターン
31/37
 DBより安価なCacheを利用してパフォーマンス向上
 クラウドデザインパターンにはいろいろなCache利用案
あります）
① Cacheがあるか確認
② Cacheが無い場合にData
Storeから読み取る
③ Cacheに書き込む
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

32. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
32/37
各サービスコスト比較
 独断なので根拠はないのでイメージ
改善サービス利用料開発おすすめ
プレミアム× ◎ フルマネージドでやりたいなら
Azure Federation ○ △ 概要だけ見ておけばよい
データ同期○ ○ ５分遅延が許されれば
仮想マシンのSQL
× ○ お金があればこれが一番
Server
Custom sharding ○ × カスタマイズしやすい
Cash-Aside ◎ ○ 安くあがる

33. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
33/37
パフォーマンンスのまとめ
1. 構成を変えずにスケールアウトするにはプレミアム
 プレミアム(P2)＋レプリカ4台 474,300 /月
2. 構成を変えずにスケールアップするには仮想マシン
 SQL Server StandardのA9の例538,806 /月
3. 構成を変えないで、運用費を抑えてパフォーマンスを
上げる方法は少ない

34. １.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ
Azure SQLデータベース関連
まとめ

35. 35/37
まとめのまとめ
1. ティアの移行は計画的に！
2. リトライ＆ログ
3. プレミアムやIAASはお金がかかる
 クラウドデザインパターンでチープ／スケールしや
すい設計
１.はじめに２.最新動向３.内部構造４.パフォーマンス５.まとめ

36. 36/37
1. 内部構造
参考情報
 Inside Microsoft Azure SQL Database
 http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/1
695.inside-microsoft-azure-sql-database.aspx
2. パフォーマンス
 Gaining Performance Insight into Windows Azure SQL
Database
 http://social.technet.microsoft.com/wiki/contents/articles/3507
.windows-azure-sql-database-performance-and-elasticity-guide.
aspx
3. クラウドデザインパターン
 クラウドデザインパターンAzureを例としたクラウドアフリケー
ション設計の手引き（ISBN: 4822298337）