眾所眾知，OLTP工作負(fù)載作為讀寫(xiě)密集型應(yīng)用，其性能直接依賴(lài)于數(shù)據(jù)存放的存儲(chǔ)。很多企業(yè)不惜投入巨大的前期投資購(gòu)置外部存儲(chǔ)陣列，以期獲得良好的性能。雖然通過(guò)這一方法可以解決存儲(chǔ)的性能瓶頸，但是在總體擁有成本上卻令企業(yè)不堪重負(fù)。VMware的Virtual SAN可以幫助客戶(hù)有效解決這一問(wèn)題。將SQL Server部署在Virtual SAN中，可以降低50%的綜合總體擁有成本（TCO）。而啟用Virtual SAN 6.2中全閃存特有的去重/壓縮技術(shù)以后，可以進(jìn)一步提升存儲(chǔ)效率，降低用戶(hù)的總體擁有成本。
為了打消客戶(hù)對(duì)于Virtual SAN在性能與可用性方面的疑慮，我們?cè)赩irtual SAN 6.2全閃存架構(gòu)中針對(duì)SQL Server 2014進(jìn)行了全面的性能評(píng)估。通過(guò)閱讀本文，讀者可以對(duì)SQL Server在全閃存架構(gòu)Virtual SAN上的性能有細(xì)致的了解。
注釋?zhuān)罕敬涡阅軠y(cè)試分為上下兩個(gè)部分，本文為上半部分，主要描述在啟用Virtual SAN各種不同新特性的情況下運(yùn)行SQL Server OLTP工作負(fù)載的性能表現(xiàn)。下半部分主要描述SQL Server在各種故障場(chǎng)景下的彈性性能以及在延伸集群上的性能表現(xiàn)。
測(cè)試介紹
在Virtual SAN 6.2中，引入了去重、壓縮以及糾刪碼（RAID 5/6）來(lái)提高存儲(chǔ)效率，降低空間開(kāi)銷(xiāo)，節(jié)省了存儲(chǔ)成本。
在測(cè)試中，我們的目標(biāo)之一是在新的空間效率提高技術(shù)啟用的條件下運(yùn)行OLTP工作負(fù)載。我們使用了4節(jié)點(diǎn)全閃存架構(gòu)的Virtual SAN集群，分別在每臺(tái)主機(jī)上部署1臺(tái)SQL Server虛擬機(jī)，并在虛擬機(jī)下分別對(duì)200GB數(shù)據(jù)庫(kù)和500GB數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試工具為Benchmark Factory for Database。
全閃存架構(gòu)Virtual SAN具體配置
測(cè)試中我們采用4臺(tái)雙路ESXi主機(jī)，每臺(tái)主機(jī)擁有兩個(gè)12核并可啟用超線(xiàn)程的處理器，256GB內(nèi)存，2塊400GB的Intel SSD作為緩存層以及8塊400GB的Intel SSD作為容量層（即每臺(tái)主機(jī)擁有兩個(gè)磁盤(pán)組），網(wǎng)絡(luò)配置基于萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)。
SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)虛擬機(jī)配置
SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)版本為Windows Server 2012 R2 64位數(shù)據(jù)中心版SP1，數(shù)據(jù)庫(kù)版本為Microsoft SQL Server 2014企業(yè)版SP1，在測(cè)試中，我們?cè)诿颗_(tái)ESXi主機(jī)上放置一臺(tái)SQL Server虛擬機(jī)。為了測(cè)試Virtual SAN對(duì)不同大小數(shù)據(jù)庫(kù)支持的性能表現(xiàn)，我們配置了200GB和500GB兩組數(shù)據(jù)庫(kù)，不同類(lèi)型虛擬機(jī)的具體硬件配置如下：
通過(guò)測(cè)試，全閃存架構(gòu)Virtual SAN集群中的4臺(tái)虛擬機(jī)可以持續(xù)獲得總計(jì)接近8000的每秒交易數(shù)（TPS），同時(shí)保持平均磁盤(pán)讀寫(xiě)延遲在2毫秒以下——去重/壓縮、校驗(yàn)和在Virtual SAN中均已啟用。全閃存架構(gòu)的極致性能使得虛擬磁盤(pán)的平均讀寫(xiě)延遲穩(wěn)定在1毫秒至2毫秒之間。這意味著Virtual SAN 6.2在啟用所有空間效率提高技術(shù)的情況下，仍然可以獲得極佳的性能。
如圖一所示，如果Virtual SAN未啟用去重/壓縮和校驗(yàn)和功能，200GB的數(shù)據(jù)庫(kù)每秒交易數(shù)在1905~1906之間；500GB數(shù)據(jù)庫(kù)的每秒交易數(shù)在2051~2158之間。而在啟用去重/壓縮和校驗(yàn)和功能后，200GB的數(shù)據(jù)庫(kù)每秒交易數(shù)在1850~1851之間；500GB數(shù)據(jù)庫(kù)的每秒交易數(shù)在2092~2172之間，如圖二所示。從整個(gè)集群的角度，兩種不同大小的數(shù)據(jù)庫(kù)在Virtual SAN集群中啟用去重/壓縮與校驗(yàn)和后可以達(dá)到總計(jì)7965~8022的每秒交易數(shù)。我們測(cè)得的平均磁盤(pán)讀寫(xiě)延遲在1毫秒至2毫秒之間。
圖一 未啟用去重/壓縮和校驗(yàn)和功能時(shí)每臺(tái)虛擬機(jī)的TPS和虛擬磁盤(pán)平均讀寫(xiě)延遲
圖二 啟用去重/壓縮和校驗(yàn)和功能時(shí)每臺(tái)虛擬機(jī)的TPS和虛擬磁盤(pán)平均讀寫(xiě)延遲
在SQL Server的類(lèi)TPC-E性能測(cè)試中，我們最關(guān)注的是平均磁盤(pán)延遲。如表所示，在Virtual SAN默認(rèn)存儲(chǔ)策略，F(xiàn)TT=1的情況下，各場(chǎng)景的Virtual SAN磁盤(pán)讀取延遲范圍在1.7毫秒到2.1毫秒之間。在更改存儲(chǔ)策略，啟用糾刪碼——RAID 5以后，平均磁盤(pán)寫(xiě)入延遲增加到4.4毫秒。在所有的測(cè)試場(chǎng)景中，平均磁盤(pán)讀取延遲都低于2毫秒。
表 四種不同測(cè)試場(chǎng)景下的具體性能
啟用去重/壓縮和糾刪碼（RAID 5）節(jié)省存儲(chǔ)空間
在將數(shù)據(jù)庫(kù)部署到啟用去重/壓縮和糾刪碼功能的全閃存架構(gòu)Virtual SAN中后，我們測(cè)試了Virtual SAN存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)時(shí)（類(lèi)OLTP/TPC-E 數(shù)據(jù)庫(kù)）的空間節(jié)省情況。
我們?cè)谌W存架構(gòu)Virtual SAN集群中部署了五臺(tái)虛擬機(jī)，其中兩臺(tái)虛擬機(jī)每臺(tái)托管200GB的數(shù)據(jù)庫(kù)，兩臺(tái)虛擬機(jī)每臺(tái)托管500G的數(shù)據(jù)庫(kù)，一臺(tái)域控制器。
從虛擬機(jī)硬件配置表中可以看到，部署200GB數(shù)據(jù)庫(kù)的虛擬機(jī)需要680GB的存儲(chǔ)空間（100GB的操作系統(tǒng)，2*200GB數(shù)據(jù)盤(pán)，1*100GB日志盤(pán)以及1*80GB的臨時(shí)數(shù)據(jù)盤(pán)）；部署500GB數(shù)據(jù)庫(kù)的虛擬機(jī)需要1360GB的存儲(chǔ)空間（100GB的操作系統(tǒng)，4*250GB數(shù)據(jù)盤(pán)，1*100GB日志盤(pán)以及2*80GB的臨時(shí)數(shù)據(jù)盤(pán)）；部署域控制器虛擬機(jī)需要100GB的存儲(chǔ)空間。
在Virtual SAN的默認(rèn)存儲(chǔ)策略下，總計(jì)部署空間超過(guò)8TB。如圖三所示，Virtual SAN在啟用去重/壓縮功能之前部署五臺(tái)虛擬機(jī)的物理寫(xiě)入空間大概需要5050GB。當(dāng)啟用去重/壓縮功能后，實(shí)際的空間使用為2020GB。去重/壓縮比率大約在2.27倍。在啟用RAID 5后，實(shí)際的空間使用下降為1900GB，空間節(jié)省比大約在2.66倍。
圖三 部署SQL Server虛擬機(jī)時(shí)不同空間效率提高技術(shù)的空間節(jié)省率
此外，啟用校驗(yàn)和、去重/壓縮、糾刪碼功能并不會(huì)明顯占用主機(jī)的CPU資源。如圖四所示，各臺(tái)主機(jī)的物理CPU利用率在四種測(cè)試場(chǎng)景中都非常相近。
圖四 四種測(cè)試場(chǎng)景下各臺(tái)主機(jī)的平均物理CPU利用率
總結(jié)
通過(guò)實(shí)際測(cè)試與驗(yàn)證，我們可以得出結(jié)論：Virtual SAN 6.2在啟用去重/壓縮、校驗(yàn)和以及糾刪碼等新特性后，對(duì)SQL Server的性能影響微乎其微。此外，啟用全閃存獨(dú)有的去重/壓縮技術(shù)可以節(jié)省50%以上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，結(jié)合糾刪碼（RAID 5）技術(shù)甚至可以達(dá)到60%以上。Virtual SAN 6.2在全閃存架構(gòu)下的性能表現(xiàn)讓人眼前一亮。關(guān)于SQL Server在Virtual SAN上面對(duì)各種場(chǎng)景故障的彈性性能以及在延伸集群上的性能表現(xiàn)，我們將于下半部分詳細(xì)描述，敬請(qǐng)期待！
關(guān)于作者
本文作者為VMware存儲(chǔ)與可用性事業(yè)部Virtual SAN解決方案團(tuán)隊(duì)（Product Enablement，PE）的武曉今/丁楠。Virtual SAN解決方案團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)Virtual SAN與各種行業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用平臺(tái)的融合。通過(guò)設(shè)計(jì)、構(gòu)建、驗(yàn)證關(guān)鍵應(yīng)用在Virtual SAN超融合架構(gòu)下各種場(chǎng)景的性能表現(xiàn)，針對(duì)產(chǎn)品特性進(jìn)行性能調(diào)優(yōu)，并以參考架構(gòu)——白皮書(shū)的方式向客戶(hù)提供使用Virtual SAN的最佳實(shí)踐。
