Giải pháp sẵn sàng Dell EMC mới hỗ trợ SQL Server, nền tảng hiệu suất hoàn chỉnh

Làm việc trên Giải pháp sẵn sàng Dell EMC mới dành cho SQL Server giống như tăng tốc từ 0 lên 60 dặm/giờ trong vòng chưa đầy 3 giây. Cảm giác phấn khích khi được đẩy vào ghế khi con đường lao qua mờ ảo là một niềm vui tột độ. Đó là những gì sự kết hợp giữa máy chủ Dell EMC PowerEdge R840 và mảng lưu trữ Dell EMC XtremIO X2 mới đã mang lại cho chúng tôi trong các thử nghiệm gần đây.

Thách thức kinh điển với hầu hết cơ sở hạ tầng cơ sở dữ liệu là hiệu suất giảm dần theo thời gian. Để sử dụng một phép tương tự, nó giống như tăng dần tải trọng mà siêu xe phải kéo cho đến khi thời gian từ 0 đến 60 không còn ấn tượng nữa. Trong trường hợp cơ sở dữ liệu, tải là các hoạt động đầu vào/đầu ra mỗi giây (IOPS). Khi IOPS tăng lên, thời gian phản hồi có thể chậm lại và hiệu suất cơ sở dữ liệu bị ảnh hưởng. Điều thú vị là vấn đề hiệu suất này xảy ra như thế nào theo thời gian. Khi ngày càng có nhiều cơ sở dữ liệu được thêm vào cơ sở hạ tầng, thời gian phản hồi sẽ chậm lại một chút. Những ảnh hưởng gia tăng này đến hiệu suất có thể tạo điều kiện cho người dùng ứng dụng chấp nhận hiệu suất chậm hơn—cho đến một ngày ai đó nói: “Hiệu suất hai năm trước tốt nhưng ngày nay thì chậm”.

Khi đọc về siêu xe, chúng ta thường tìm hiểu về thời gian tăng tốc từ 0 đến 100 km/h và tốc độ tối đa của chúng. Mặc dù tốc độ tối đa rất thú vị nhưng bạn đã thấy bao nhiêu siêu xe đua với tốc độ hơn 200 dặm/giờ? Tốc độ tối đa cũng áp dụng cho cơ sở dữ liệu. Có lẽ bạn đã đọc một nghiên cứu của bên thứ ba dành cơ sở hạ tầng phần cứng khổng lồ cho một cơ sở dữ liệu, từ đó cho thấy những con số hiệu suất lớn. Giá như chúng ta có đủ ngân sách để làm điều đó cho tất cả cơ sở dữ liệu của mình, phải không? Tốc độ tối đa rất thú vị nhưng khả năng mở rộng còn thực tế hơn vì hầu hết cơ sở hạ tầng sẽ được yêu cầu hỗ trợ nhiều cơ sở dữ liệu.

Dell EMC Labs đã áp dụng phương pháp mở rộng hiệu suất khi thử nghiệm kiến ​​trúc SQL Server mới. Mục tiêu của chúng tôi rất tích cực: Chạy 8 cơ sở dữ liệu ảo hóa trên mỗi máy chủ cho tổng số 16 cơ sở dữ liệu chạy song song, tập trung vào việc tạo ra tải đáng kể trong khi vẫn duy trì thời gian phản hồi nhanh. Để làm cho các bài kiểm tra khả năng mở rộng trở nên thú vị hơn, 8 cơ sở dữ liệu ảo hóa đã sử dụng Windows Server Datacenter trên một máy chủ và 8 cơ sở dữ liệu còn lại đã sử dụng Red Hat Enterprise Linux trên một máy chủ khác. Hình 1 cho thấy hai máy chủ PowerEdge R840 và tỷ lệ hợp nhất 8 trên 1 (trên mỗi máy chủ) đạt được trong các thử nghiệm.

Hình 1: Máy chủ PowerEdge R840

Quest Benchmark Factory được sử dụng để tạo cùng một khối lượng công việc TPC-E OLTP trên tất cả 16 cơ sở dữ liệu ảo hóa. Về mặt lưu trữ, XtremIO X2 được sử dụng để tăng tốc tất cả I/O cơ sở dữ liệu. Cấu hình XtremIO X2 bao gồm hai mô-đun X-Brick, mỗi mô-đun có 36 ổ flash với tổng số 72. Theo bảng  thông số kỹ thuật của XtremIO X2 , cấu hình 72 ổ có thể đạt được 220.000 IOPS ở độ trễ 0,5 mili giây (ms) với tốc độ hỗn hợp 70% đọc và 30% ghi bằng cách sử dụng khối 8K. Hình 2 cho thấy hai cấu hình X-Brick của mảng X2 với một số tính năng chính giúp hệ thống hoàn toàn flash trở nên lý tưởng cho cơ sở dữ liệu SQL Server.

Hình 2: XtremIO X2

Trước khi xem xét các kết quả về hiệu suất, hãy nói về IOPS và độ trễ. IOPS là thước đo xác định tải trên hệ thống lưu trữ. Phép đo này có ngữ cảnh rõ ràng hơn nếu chúng tôi hiểu IOPS tối đa được đề xuất cho hệ thống lưu trữ cho một cấu hình cụ thể. Ví dụ: 16 cơ sở dữ liệu chạy song song sẽ không gây tải trọng đáng kể nếu chúng chỉ tạo ra 20.000 IOPS. Tuy nhiên, nếu cùng một cơ sở dữ liệu đó tạo ra 200.000 IOPS, như chúng đã làm trên mảng XtremIO X2 mà chúng tôi đã sử dụng trong các thử nghiệm của mình thì đó là một khối lượng công việc đáng kể. Vì vậy, IOPS rất quan trọng trong việc hiểu tải trên hệ thống lưu trữ.

Thời gian phản hồi và độ trễ được sử dụng thay thế cho nhau trong blog này và đề cập đến lượng thời gian được sử dụng để phản hồi yêu cầu đọc hoặc ghi dữ liệu. Độ trễ là số liệu từ 0 đến 60 cho chúng tôi biết hệ thống lưu trữ phản hồi yêu cầu nhanh như thế nào. Cũng giống như những chiếc siêu xe, thời gian càng thấp thì xe và hệ thống chứa đồ càng nhanh. Mục tiêu của chúng tôi là xác định xem độ trễ đọc và ghi trung bình có duy trì dưới 0,5 mili giây hay không.

Việc xem xét IOPS và độ trễ cùng nhau đưa chúng ta đến mục tiêu thử nghiệm tổng thể của mình. Giải pháp SQL Server này có thể duy trì tốc độ nhanh (độ trễ thấp) khi tải IOPS nặng không? Để trả lời câu hỏi này là phải hiểu liệu  giải pháp cơ sở dữ liệu có thể mở rộng quy mô hay không. Khả năng mở rộng là khả năng của cơ sở hạ tầng cơ sở dữ liệu để xử lý khối lượng công việc tăng lên với tác động tối thiểu đến hiệu suất. Khả năng mở rộng của giải pháp cơ sở dữ liệu càng lớn thì khối lượng công việc nó có thể hỗ trợ càng nhiều và lợi tức đầu tư mà nó mang lại cho khách hàng càng lớn. Vì vậy, để các thử nghiệm của chúng tôi có ý nghĩa, chúng tôi phải thể hiện tải trọng đáng kể; mặt khác, hệ thống cơ sở dữ liệu không bị thách thức về khả năng mở rộng.

Chúng tôi đã phá vỡ rào cản IOPS có thể đạt được là 220.000 IOPS bằng hơn 55.000 IOPS! Phần lớn, các máy chủ PowerEdge R840 đã cho phép cơ sở dữ liệu SQL Server thực sự đẩy khối lượng công việc OLTP sang mảng XtremIO X2. Chúng tôi có thể mô phỏng tình trạng quá tải của hệ thống bằng cách đặt tải lớn hơn mức khuyến nghị. Ở một khía cạnh nào đó, chúng tôi rất ấn tượng rằng XtremIO X2 hỗ trợ hơn 275.000 IOPS, nhưng sau đó chúng tôi lo ngại rằng có thể đã có sự đánh đổi về hiệu suất.

Độ trễ trung bình cho tất cả các lần đọc và ghi vật lý là dưới 0,5 mili giây. Vì vậy, giải pháp SQL Server không chỉ tạo ra khối lượng công việc cơ sở dữ liệu lớn mà hệ thống lưu trữ XtremIO X2 còn duy trì độ trễ nhanh ổn định trong suốt các thử nghiệm. Kết quả thử nghiệm cho thấy giải pháp cơ sở dữ liệu này được thiết kế để có khả năng mở rộng hiệu suất: Hệ thống duy trì hiệu suất dưới khối lượng công việc lớn trên 16 cơ sở dữ liệu. Hình 3 tóm tắt các kết quả thử nghiệm.

Hình 3: Tóm tắt kết quả kiểm tra

Khả năng mở rộng quy mô mà không cần phải đầu tư thêm cơ sở hạ tầng mang lại giá trị lớn hơn cho khách hàng. Tôi có khuyên bạn nên đẩy giải pháp SQL Server mới vượt quá giới hạn của nó giống như Dell EMC Labs đã làm khi kiểm tra khả năng mở rộng không? Không. Việc chạy thử nghiệm cơ sở dữ liệu đòi hỏi phải đạt được trạng thái hiệu suất ổn định, điều này không giống với cơ sở dữ liệu sản xuất trong thế giới thực. Cơ sở dữ liệu sản xuất có thời gian xử lý cao điểm phải được lên kế hoạch để doanh nghiệp không gặp phải bất kỳ vấn đề nào về hiệu suất. Dell EMC có các chuyên gia SQL Server có thể thiết kế Giải pháp sẵn sàng cho các khối lượng công việc khác nhau. Theo tôi, một trong những điểm mạnh chính của giải pháp này là mỗi thành phần vật lý có thể được điều chỉnh kích thước để đáp ứng các yêu cầu về cơ sở dữ liệu. Ví dụ: có thể cần tăng số lượng máy chủ nhưng không cần đầu tư thêm vào XtremIO X2, do đó tiết kiệm tiền cho doanh nghiệp.

Nếu tôi chỉ đề cập đến một chủ đề khác, tôi sẽ chọn mức tiết kiệm dung lượng đạt được với cơ sở dữ liệu SQL Server 1 TB. Trong hình 4, kết quả thử nghiệm cho thấy tỷ lệ giảm dữ liệu là 3,52 trên 1, giúp tiết kiệm 71,5% dung lượng cho cơ sở dữ liệu 1 TB trên mảng XtremIO X2. Tính năng giảm dữ liệu nội tuyến luôn bật giúp tiết kiệm dung lượng bằng cách chỉ ghi các khối duy nhất rồi nén các khối đó vào bộ lưu trữ. Giá trị của việc giảm dữ liệu nội tuyến là khả năng hợp nhất nhiều cơ sở dữ liệu hơn vào mảng XtremIO X2.

Hình 4: Giảm dữ liệu nội tuyến XtremIO X2

Bạn có muốn tìm hiểu cách SQL Server hoạt động trên phiên bản Windows Server Datacenter và Red Hat Enterprise Linux Server không? Tôi khuyên bạn nên đọc  hướng dẫn thiết kế dành cho Dell EMC XtremIO X2 với máy chủ PowerEdge R840 . Phần xác nhận và trường hợp sử dụng của hướng dẫn đó sẽ đưa người đọc qua tất cả các phát hiện về hiệu suất. Hoặc lên lịch cuộc họp với chuyên gia Microsoft tại địa phương của bạn tại Dell EMC để khám phá giải pháp.

Tại sao lại có giải pháp sẵn sàng cho Microsoft SQL?

Nhóm Giải pháp sẵn sàng cho Microsoft SQL Server tại Dell EMC là một nhóm gồm các chuyên gia SQL Server có niềm đam mê xây dựng các giải pháp cơ sở dữ liệu. Tất cả các giải pháp của chúng tôi đều được tích hợp, xác thực và thử nghiệm đầy đủ. Hình 5 cho thấy cách chúng tôi tiếp cận việc phát triển các giải pháp cơ sở dữ liệu. Nhiều người trong chúng tôi đã từng ở bên khách hàng hoặc bên tư vấn của doanh nghiệp và những ưu tiên này phản ánh niềm đam mê của chúng tôi trong việc phát triển các giải pháp cơ sở dữ liệu chuyên dụng nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.

Hình 5: Phương pháp phát triển giải pháp cơ sở dữ liệu của chúng tôi

Tôi hy vọng bạn thích blog này. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng  liên hệ với tôi .