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 SA
Blog : http://blog.developpez.com/mikedavem/
Twitter : @mikedavem
Conseil et formation
oArchitecture 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 Disques
32KB 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

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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

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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

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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