Для наиболее ресурсоемких рабочих нагрузок баз данных SQL Server требуется очень высокая производительность операций ввода-вывода. Им также требуется доступ к хранилищу с низкой задержкой. В этом документе описывается решение с высокой пропускной способностью и низкой задержкой для рабочих нагрузок SQL Server.
Решение предоставляет общий доступ к файлам с помощью протокола SMB. В архитектуре используется SQL Server на виртуальных машинах Azure. Кроме того, в ней задействована служба общего хранилища файлов Azure NetApp Files. Azure NetApp Files предоставляет следующие преимущества:
- Ограничения дисковых операций ввода-вывода по скорости доступа, применяемые на уровне виртуальной машины, не влияют на работу Azure NetApp Files. В результате можно без ущерба для производительности использовать виртуальные машины меньшего размера, чем с хранилищем дисков. Такой подход позволяет значительно снизить затраты.
- Azure NetApp Files обеспечивает гибкость. Вы можете увеличить или сократить развертывание по запросу, чтобы сделать конфигурацию рентабельной.
Потенциальные варианты использования
Существует множество вариантов использования этого решения:
- Запуск новых экземпляров SQL Server, требующих высокого уровня доступности (HA) и предъявляющих строгие требования к производительности.
- Перенос высокопроизводительных, высокодоступных экземпляров SQL Server из локальной инфраструктуры в виртуальные машины Azure.
- Использование групп доступности и общего хранилища SMB для развертывания рентабельных, высокодоступных экземпляров отказоустойчивого кластера Always On SQL Server в масштабе предприятия.
- Развертывание архитектур аварийного восстановления в масштабе предприятия для гибридных систем или систем Azure с помощью групп доступности Always On SQL Server.
- Клонирование систем SQL Server в масштабе предприятия для использования в средах тестирования и разработки. Решение особенно подходит для случаев, когда требуются расширенные возможности управления данными. В таких случаях это поможет обеспечить соблюдение строгих Соглашений об уровне обслуживания (SLA) в отношении защиты данных.
Архитектура
Практически всю схему заполняет большой прямоугольник под названием "Группа ресурсов SQL". В нем находится другой прямоугольник "Виртуальная сеть SQL". Он включает в себя два прямоугольника меньших размеров, расположенных рядом друг с другом, для подсети SQL и подсети Azure NetApp Files. Прямоугольник подсети SQL содержит значок SQL Server на виртуальных машинах Azure. Прямоугольник подсети Azure NetApp Files содержит значки Azure NetApp Files и файлов базы данных. Два прямоугольника подсетей соединяются стрелкой с надписью "SMB 3". Цветовая шкала указывает, что для данных SQL в файловой системе базы данных требуется высокая производительность. Для файлов журналов базы данных требуется средний уровень производительности.
Скачайте SVG-файл этой архитектуры.
Рабочий процесс
Эти компоненты взаимодействуют следующим образом:
- В этой архитектуре используется SQL Server на виртуальных машинах Azure. В службе Azure запускается SQL Server на виртуальных машинах Azure в подсети SQL.
- В подсети Azure NetApp Files одноименная служба предоставляет доступ к файлам базы данных и журнала по протоколу SMB 3.
- Для Azure NetApp Files включен параметр общих ресурсов с постоянной доступностью SMB. Это позволяет использовать функцию прозрачной отработки отказа SMB, чтобы вы могли наблюдать за событиями обслуживания служб в Azure NetApp Files, не прерывая работу развертывания SQL Server.
Компоненты
Решение использует следующие компоненты:
- Azure NetApp Files упрощает перенос и запуск файловых приложений без изменений кода. Служба общего хранилища файлов — это совместная разработка от корпорации Майкрософт и ее партнера, компании NetApp.
- Виртуальные машины представляют собой предложение "инфраструктура как услуга" (IaaS). Виртуальные машины можно использовать для развертывания масштабируемых вычислительных ресурсов, предоставляемых по запросу. Виртуальные машины обеспечивают гибкость виртуализации, а также исключают необходимость обслуживать физическое оборудование. В этом решении используются виртуальные машины Windows.
- SQL Server на виртуальных машинах Azure обеспечивает перенос рабочих нагрузок SQL Server в облако со стопроцентной совместимостью кода. В рамках линейки Azure SQL это решение базы данных запускает SQL Server на виртуальных машинах. SQL Server на виртуальных машинах Azure предусматривает гибкость и гибридное подключение для Azure. Также это решение обеспечивает производительность, безопасность и аналитику SQL Server. Вы можете продолжать пользоваться текущей версией вашего экземпляра SQL Server. Также можно получить доступ к последним обновлениям и выпускам SQL Server.
- Виртуальная сеть Azure — это сетевая служба, которая управляет виртуальными частными сетями в Azure. Виртуальная сеть Azure позволяет ресурсам Azure, таким как виртуальные машины, безопасно взаимодействовать друг с другом, с Интернетом и локальными сетями. Виртуальная сеть Azure аналогична традиционной сети центра обработки данных. Однако виртуальная сеть Azure также обеспечивает масштабируемость, доступность, изоляцию и другие преимущества инфраструктуры Azure.
Альтернативные варианты
В этом решении используются группы доступности Always On для аварийного восстановления. В качестве альтернативы можно воспользоваться репликацией между регионами, которая обеспечивает эффективное аварийное восстановление между регионами Azure. Для репликации между регионами используется репликация на основе хранилища. При этом ресурсы виртуальной машины не задействуются. Дополнительные сведения см. в статье Создание репликации томов для Azure NetApp Files.
Сведения о сценарии
Основные преимущества
На следующем изображении перечислены преимущества использования SQL Server с Azure NetApp Files.
Схема разделена на две части. Слева в четырех прямоугольниках перечислены возможности и преимущества Azure NetApp Files. Справа находятся три поля. Первое поле называется "Рабочая среда", второе — "Тестирование и разработка в большом масштабе". В обоих полях содержатся значки баз данных и виртуальных машин. Третье поле называется "Уровень хранилища". Оно содержит значки данных базы данных и Azure NetApp Files. Цветовая шкала указывает, что для данных и журналов базы данных требуется высокая производительность. Для клонированных данных и журналов базы данных требуется производительность выше среднего уровня. Для копий клонов, а также для всех двоичных файлов базы данных необходима низкая производительность.
Скачайте SVG-файл этой архитектуры.
Простая и надежная служба
Будучи простой в использовании собственной службой Azure, Azure NetApp Files работает в среде центра обработки данных Azure. Вы можете подготавливать, использовать и масштабировать Azure NetApp Files так же, как и другие варианты службы хранилища Azure. Azure NetApp Files использует компоненты поддержания надежности, предоставляемые программным обеспечением ONTAP для управления данными NetApp. Благодаря этому программному обеспечению можно быстро и надежно подготавливать тома SMB на уровне предприятия для SQL Server и других рабочих нагрузок.
Высокопроизводительные системы
Azure NetApp Files использует хранилища All-Flash без операционной системы. Помимо использования общего и масштабируемого хранилища, Azure NetApp Files обеспечивает задержку менее 1 миллисекунды. Благодаря всему этому служба отлично подходит для использования протокола SMB для выполнения рабочих нагрузок SQL Server в сетях.
Виртуальные машины Azure серии DCsv2 имеют встроенные высокопроизводительные системы ONTAP All-Flash уровня предприятия. Эти системы также интегрированы в программно-определяемые сети (SDN) Azure и платформы Azure Resource Manager. В результате вы получаете общее хранилище с высокой пропускной способностью и низкой задержкой, которое по характеристикам сравнимо с локальным решением. Производительность этой архитектуры соответствует требованиям наиболее ресурсоемких и критически важных для бизнеса корпоративных рабочих нагрузок.
Azure NetApp Files обеспечивает масштабируемость по запросу. Развертывание можно увеличить или уменьшить, чтобы оптимизировать конфигурацию каждой рабочей нагрузки.
Как объясняется в разделе Цены, использование Azure NetApp Files вместо блочного хранилища сокращает совокупную стоимость владения SQL Server.
Управление данными в масштабе предприятия
Этому решению по плечу даже рабочие нагрузки, требующие расширенных возможностей управления данными. ONTAP предоставляет для этого функциональные возможности, не имеющие аналогов в отрасли:
Мгновенное клонирование с эффективным использованием пространства существенно повышает производительность сред разработки и тестирования.
Предоставление емкости по запросу и масштабирование производительности обеспечивают эффективное использование ресурсов.
Моментальные снимки предоставляют точки согласованности базы данных. Для создания согласованных с приложением моментальных снимков можно воспользоваться средством замораживания базы данных SQL Server NetApp. Они предоставляют следующие преимущества:
- Эффективное использование хранилища. Для создания моментальных снимков достаточно ограниченной емкости.
- Снимки можно быстро создавать, реплицировать, восстанавливать и клонировать. Таким образом, они предоставляют решения для резервного копирования и восстановления, обеспечивающие соблюдение строгих Соглашений об уровне обслуживания относительно целевого времени восстановления (RTO) и целевой точки восстановления (RPO).
- Снимки не влияют на производительность томов.
- Снимки обеспечивают масштабируемость. Их можно создавать с любой частотой, а также одновременно хранить в большом количестве.
Гибридное аварийное восстановление
Группы доступности Always On в сочетании с Azure NetApp Files обеспечивают аварийное восстановление для этой архитектуры. Эти решения подходят как для облачных, так и для гибридных систем. Их планы поддерживают несколько регионов, а также локальные центры обработки данных.
Рекомендации
Ниже представлены рекомендации относительно этого решения.
доступность;
Для Azure NetApp Files:
- Сведения о гарантии доступности этой службы см. в статье Соглашение об уровне обслуживания для Azure NetApp Files.
- Можно преобразовать существующие тома SMB для обеспечения постоянной доступности.
Для SQL Server на виртуальных машинах Azure реализуйте решение, обеспечивающее высокий уровень доступности и аварийное восстановление, чтобы избежать простоев:
Используйте экземпляр отказоустойчивого кластера Always On с двумя базами данных в двух разных виртуальных машинах.
Поместите обе виртуальные машины в одну виртуальную сеть. После этого они смогут взаимодействовать друг с другом через частный постоянный IP-адрес.
Поместите виртуальные машины в одну группу доступности. Затем Azure сможет поместить их в различные домены сбоя и обновления.
Для геоизбыточности:
- Настройте две базы данных на репликацию между двумя различными регионами.
- Настройте группы доступности Always On.
Практически всю схему заполняет большой прямоугольник под названием "Группа ресурсов SQL". В нем находится другой прямоугольник "Виртуальная сеть SQL". Он включает в себя два прямоугольника меньших размеров, для подсети SQL и подсети Azure NetApp Files. Прямоугольник подсети SQL содержит значки SQL Server на виртуальных машинах Azure и экземпляров отказоустойчивого кластера Always On SQL Server. Прямоугольник подсети Azure NetApp Files содержит значки Azure NetApp Files и файлов базы данных. Два прямоугольника подсетей соединяются стрелкой с надписью "SMB 3". Цветовая шкала указывает, что для данных SQL в файловой системе базы данных требуется высокая производительность. Для файлов журналов базы данных требуется средний уровень производительности.
Скачайте SVG-файл этой архитектуры.
Масштабируемость
- Как уже обсуждалось в разделе Высокопроизводительные системы, Azure NetApp Files обеспечивает встроенную масштабируемость.
- С помощью SQL Server на виртуальных машинах Azure можно добавлять или удалять виртуальные машины, когда меняются требования к данным и вычислениям. Также можно переключиться на большее или меньшее соотношение памяти на виртуальное ядро. Дополнительные сведения см. в статье Размер виртуальной машины. Рекомендации по оптимизации производительности для SQL Server на виртуальных машинах Azure.
Безопасность
- Azure NetApp Files защищает данные различными способами. Сведения о встроенной защите, шифровании, правилах политики, возможностях управления доступом на основе ролей и журналах действий см. в статье Часто задаваемые вопросы по безопасности.
- SQL Server на виртуальных машинах Azure также защищает данные. Сведения о шифровании, управлении доступом, оценке уязвимости, оповещениях системы безопасности и других возможностях см. в статье Вопросы безопасности SQL Server на виртуальных машинах Azure.
Оптимизация затрат
Использование Azure NetApp Files вместо блочного хранилища может снизить затраты благодаря следующим факторам.
Конфигурации можно сделать экономичными. Размер традиционных локальных конфигураций подбирается с учетом требований максимальной рабочей нагрузки. Следовательно, эти конфигурации наиболее экономичны при максимальном использовании. В отличие от этого развертывание Azure NetApp Files является масштабируемым. Можно оптимизировать конфигурацию в соответствии с требованиями текущей рабочей нагрузки, чтобы сократить расходы.
Можно использовать виртуальные машины меньшего размера:
- Azure NetApp Files обеспечивает доступ к хранилищу с низкой задержкой. При использовании небольших виртуальных машин обеспечивается та же производительность, что и при использовании виртуальных машин большего размера с хранилищем дисков (цен. категория "Ультра").
- Облачные ресурсы обычно ограничивают операции ввода-вывода. Такая практика предотвращает внезапное снижение производительности, связанное с нехваткой ресурсов или непредвиденными сбоями. В результате на виртуальные машины накладываются ограничения пропускной способности дисков и сети. Обычно ограничения сети выше, чем ограничения пропускной способности дисков. При использовании хранилища, подключенного к сети, важны только ограничения пропускной способности сети, и они применяются только к исходящему трафику. Иными словами, ограничения дисковых операций ввода-вывода на уровне виртуальной машины не влияют на работу Azure NetApp Files. Ввиду этих факторов хранилище, подключенное к сети, может обеспечить лучшую производительность, чем дисковый ввод-вывод. Это применимо даже в ситуациях, когда Azure NetApp Files работает на небольших виртуальных машинах.
Небольшие виртуальные машины обеспечивают следующие ценовые преимущества по сравнению с виртуальными машинами большего размера:
- Они позволяют снизить затраты.
- Они обеспечивают более низкую стоимость лицензии SQL Server.
- В хранилище, подключенном к сети, нет компонента, связанного со стоимостью операций ввода-вывода.
Эти факторы делают Azure NetApp Files менее дорогостоящим, чем решения, использующие хранилище дисков. Подробный анализ совокупной стоимости владения см. в статье Преимущества использования Azure NetApp Files для развертывания SQL Server.
Развертывание этого сценария
Материалы по развертыванию SQL Server в Azure NetApp Files см. в статье Архитектуры решений, использующих Azure NetApp Files.
Дополнительные сведения о развертывании томов Azure NetApp Files и доступе к ним см. в документации по Azure NetApp Files.
Учитывайте размер базы данных:
- Файлы небольших баз данных и их журналов можно развернуть в одном томе. Такими упрощенными конфигурациями легко управлять.
- Для больших баз данных более эффективно настраивать несколько томов. Также можно использовать пул емкости томов качества обслуживания (QoS) вручную. Такие типы томов обеспечивают более детальное управление требованиями к производительности.
Установите SQL Server с общей папкой SMB в качестве хранилища. SQL Server 2012 версии 11.x и более поздних поддерживают файловый сервер SMB в качестве варианта хранилища. Эту возможность поддерживают пользовательские базы данных ядра СУБД и системные базы данных, такие как Master, Model, MSDB и TempDB. Она применима к автономным экземплярам SQL Server и экземплярам отказоустойчивого кластера SQL Server. Дополнительные сведения см. в разделе Установка SQL Server с общей папкой SMB в качестве хранилища.
Соавторы
Эта статья поддерживается корпорацией Майкрософт. Первоначально она была написана следующими участниками.
Основной автор:
- Денна Гарсия | Руководитель основной программы
Дальнейшие действия
- Сведения о настройке виртуальной машины SQL Server см. в статье Краткое руководство. Создание SQL Server 2017 на виртуальной машине Windows с помощью портала Azure.
- Сведения о переносе SQL Server в Azure с сохранением управления приложением и ОС см. в статье Общие сведения о переносе SQL Server на виртуальные машины Azure.
- Сведения об SQL Server в Azure NetApp Files см. на целевой странице архитектур решений.
Связанные ресурсы
Полностью развертываемые архитектуры, использующие Azure NetApp Files: