ホワイト・ペーパー
EMC ソリューション・グループ
要約
このホワイト・ペーパーでは、EMC VFCache™と EMC® VNX™を組み合わせて Microsoft SQL Server 2008 環境での OLTP（オンライン・トランザクション処理） のパフォーマンスを改善する方法について説明します。
2012 年 2 月
EMC VFCache により Microsoft SQL Server を
高速化
EMC VFCache、EMC VNX、Microsoft SQL Server 2008
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VFCache による SQL Server のパフォーマンスの大幅な向上
EMC VFCache により Microsoft SQL Server を高速化
EMC VFCache、EMC VNX、Microsoft SQL Server 2008
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目次
エグゼクティブ・サマリー ... 4 ビジネス・ケース ... 4 ストレージ・パフォーマンスの課題 ... 4 VFCache のソリューション ... 5 最高速度のサーバ側フラッシュのキャッシング ... 5 全体的な保護のためのアレイへのライトスルー・キャッシュ ... 6 すべてのアプリケーションに対応 ... 6 共有可能、拡張可能 ... 7 ソリューションのアーキテクチャ ... 8 はじめに ... 8 物理アーキテクチャ ... 8 EMC VNX ... 8VFCache テクノロジーと Microsoft SQL Server： テストおよび検証 ... 9
はじめに ... 9 ワークロード・プロファイル ... 9 推奨される構成 ... 9 パフォーマンス特性 ... 9 結論 ... 12 参考資料 ... 13 ホワイト・ペーパー ... 13 製品ドキュメント ... 13
EMC VFCache により Microsoft SQL Server を高速化
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エグゼクティブ・サマリー
競争がますます激化する環境において、企業はビジネス・プロセスを最適化し、 サービスを向上させる一方で、IT コストを削減する必要に迫られています。こうした 新しい要求への対応は、多くの企業が財政的に成功するために重要になっていま す。したがって、運用に関わるアプリケーションや収益創出につながるアプリケー ションは、以下のような点により、非常に高いパフォーマンスを要求されるようになっ ています。 • アクティブ・ユーザー数の増大 • スピードが重視されるアプリケーションや拡大するサービス・レベル契約 • ますます複雑になるビジネス・プロセスと新たな分析ワークロード • コンカレント・アクセス数の多い複数のデータベース 企業がこれらの要求にコスト・パフォーマンスの高い方法で、またデータ保護を犠牲 にせずに対応するには、パフォーマンス上の課題に対して新しいアプローチを検討 する必要があります。 マルチコア・プロセッサを搭載した最新のサーバは、ストレージ・サブシステムのパ フォーマンスのボトルネックになる可能性があります。処理容量が増加し、さらに重 いワークロードがかかると、ストレージ・システムは増大するI/O リクエストに対応し 続けるのが困難になります。CPU のパフォーマンスは 10 年で 100 倍向上しますが、 磁気ディスクは図1 に示されているように比較的平坦なままです。 図1. CPU のパフォーマンスとディスク・ドライブ 従来のアーキテクチャは、図2 に示されているように、次の特徴を備えています。 • 読み取りと書き込みは、ストレージ・アレイで実行される。 • パフォーマンスは、バックエンド・アレイのメディア、ワークロード、ネットワーク により異なる。 ビジネス・ケース ストレージ・パ フォーマンスの 課題図2. 従来のアーキテクチャ レーテンシーを低減し、IOPS と 1 分あたりのトランザクション数を増加することにより、 アプリケーション・パフォーマンスを倍にできるとしたらどうでしょうか。 最高速度のサーバ側フラッシュのキャッシング EMC VFCache™は、サーバのフラッシュ・キャッシュ・ソリューションの 1 つで、インテ リジェントなキャッシュ・ソフトウェアとPCIe フラッシュ・テクノロジーを活用してレーテ ンシーを減らし、スループットを向上させることで、アプリケーション・パフォーマンス を飛躍的に向上させます。 VFCache ソフトウェアは、サーバベースの PCIe カードで最も頻繁に使用されるデー タをキャッシュするため、データはアプリケーションにより近い場所に置きます（図3 を参照してください）。これにより、ストレージ・アレイからネットワーク経由でデータに アクセスする必要がなくなり、レスポンス・タイムが短縮されるとともにパフォーマン スが向上します。 図3. VFCache は、サーバ内の I/O パフォーマンスを高速化 VFCache の ソリューション
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6 VFCache のキャッシング最適化では、最も頻繁に参照されるデータを判断し、これを サーバのフラッシュ・キャッシュに置くことで、変化するワークロードに自動的に適応 します。つまり、「最もホット」なデータがサーバのPCIe カードに自動的に保存され、 アクセスが大幅に迅速化されます。 図4 に示すように、VFCache の高度なアーキテクチャは、より高いパフォーマンスと データ保護を実現します。 • 読み取りは、パフォーマンス向上のために VFCache によって行われる。 • 書き込みは、保護のためにストレージ・アレイへ受け渡される。 図4. VFCache による高度なアーキテクチャ VFCache は、読み取りが多いアプリケーションのパフォーマンスを向上します。この テストでは、VFCache の使用により、1 分あたりのトランザクション数で測定したス ループットが260%向上し、読み取りレーテンシーが 87%減少しました。VFCache は、 データベース、分析、エンタープライズ・アプリケーション・サーバ、メール、Web サー バなどのさまざまなアプリケーションと連動して、求められるパフォーマンス向上を達 成します。 VFCacheは、仮想化されたアプリケーションとベア・メタル・アプリケーションの両方の 機能を強化するため、ビジネスに適したペースでデータセンターをプライベート・クラ ウドにスムーズに移行できます1 全体的な保護のためのアレイへのライトスルー・キャッシュ 。 VFCache は、ライトスルー・アルゴリズムを使用してデータを保護します。つまり、 書き込みはバックエンド・ストレージ・アレイに保持されます。ストレージ・アレイの EMC®Symmetrix VMAX™や EMC VNX™ファミリなど、EMC の信頼できるネットワー ク・ストレージは、高可用性、データ整合性、信頼性、災害復旧などの高度なデータ・ サービスでデータを保護します。 すべてのアプリケーションに対応 VFCache はアプリケーションに対して透過的であるため、VFCache をご使用の環境 に導入するために書き換え、再テスト、再認定は不要です。 1 VFCache は、共有ディスク環境やアクティブ/アクティブ・クラスタに対応していません。
このホワイト・ペーパーでは、Microsoft SQL Server 2008 に重点を置いていますが、 VFCache アーキテクチャは、その他の多数のアプリケーションのパフォーマンスを直 接的に強化し、SAN リソースに頻繁にアクセスする、書き込みが多いアプリケーショ ンを間接的に強化します。 共有可能、拡張可能 VFCache は、読み取りが多いアプリケーションのパフォーマンスを直接向上させる一 方で、SAN リソースに頻繁にアクセスする、書き込みが多いアプリケーションを間接 的に強化します。 VFCache は、ストレージ・アレイでの読み取りトラフィックの多くをオフロードします。こ のため、別のアプリケーションにより多くの処理能力を割り当てられます。VFCache で特定のアプリケーションを高速化している間、別のアプリケーションではアレイの パフォーマンスが維持されるか、ほんのわずかしか上昇しません。VFCache を導入 したサーバが環境内に増えると、拡張性の高いI/O 処理モデルが実現します。サー バやストレージ・システムを含む環境全体で、ますます増大するIOPS を処理するこ とができます。
EMC VFCache の詳細については、ホワイト・ペーパー「EMC VFCache の概要」を参 照してください。
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ソリューションのアーキテクチャ
このセクションでは、このソリューションで使用される物理アーキテクチャの概要を説 明します。
図5 は、このソリューションの物理アーキテクチャを示しています。
図5. Microsoft SQL Server と VNX5300 を使用した EMC VFCache
このソリューションのアーキテクチャは、Microsoft SQL Server 2008 R2、Cisco サー バ、VNX ストレージ・アレイで構成されます。ソリューションは、EMC Symmetrix VMAXe™や VNX など、さまざまなストレージ・アレイで構成することができます。この ソリューションでは、VNX5300 が使用されています。このテスト構成に使用したサー バは、4 個の Xeon X7560 プロセッサに合計 32 個のコアを搭載する Cisco UCS C-460/M1 ラックマウントです。サーバ構成には、VFCache サーバ・ベースのフラッ シュ・キャッシュとSAN スイッチへの 2 系統の 8 Gb/秒接続が含まれています。 EMC VNX ファミリは、業界をリードする技術革新と、ファイル、ブロック、オブジェクト・ ストレージに対するエンタープライズ機能を、使いやすく拡張性の高いソリューション として提供します。このストレージ・プラットフォームでは、強力で柔軟性の高いハー ドウェアと高度な効率性、管理、保護ソフトウェアを組み合わせて、現在の企業の厳 しいニーズに対処します。 VNX シリーズは、中堅企業と大企業の高パフォーマンスや高拡張性の要件を満た すように設計されています。
VNX と EMC VNXe™は、ブロック・ストレージ・アクセスに使用されたときに VFCache によってサポートされます。
はじめに
物理
アーキテクチャ
VFCache テクノロジーと Microsoft SQL Server：テストおよび検証
EMC では、Microsoft SQL Server 2008 環境で OLTP（オンライン・トランザクション処 理）を高速化するために、VFCache の機能をテストしました。このセクションでは、テ ストの結果を説明します。 注 ベンチマークの結果は、ワークロード、特定のアプリケーション要件、システム の設計と実装に大きく左右されます。これらの要因やその他の要因によって、 相対的なシステム・パフォーマンスが変動します。そのため、重要なキャパシ ティ・プランニングや製品評価を検討する際には、このワークロードを特定の カスタマー・アプリケーション・ベンチマークの代替として使用しないでください。 EMC によるテストでは、750 GB のデータベースと読み取り/書き込み混合率 90/10%を使用する、標準的な TPC-E に類似した OLTP ワークロードを使用しました。 まず、環境のパフォーマンス特性を検証するためのパフォーマンス・ベースラインを 調査しました。次に、VFCache を有効にして、1 秒あたりのトランザクション数とアプリ ケーション・レベルのトランザクション・レーテンシーを測定し、VFCache がアプリケー ションのパフォーマンスに与える影響を明らかにしました。
VFCache はすべてのデータ LUN で有効にします。ただし、ログ LUN は書き込みが中 心であるため、VFCache を有効にしませんでした。 Microsoft SQL Server に特定のチューニングは不要でした。 この構成で、VFCache はキャッシュ・アルゴリズムを使用して、最もホットなデータの コピーを自動的に維持して、すぐにアクセスできるようにします。 図6 では、ベースライン環境と VFCache を有効にした環境の全体的なシステム・ス ループット（1 秒あたりのトランザクション数）を比較しています。サーバの VFCache でホットなデータを利用できることから、1 秒あたりのトランザクション数が 260%向 上する結果が得られました。 はじめに ワークロード・ プロファイル 推奨される構成 パフォーマンス 特性
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10 図6. 相対的なOLTP の TPS（1 秒あたりのトランザクション数）の向上 TPS パフォーマンスが 3.6 倍向上する一方で、図 7 に示すように、読み取りレーテン シーが87%減少しました。 図7. アプリケーション・レベルのレーテンシーへのインパクト VFCache は、最もホットな読み取りデータをコピーして、サーバ内の PCIe カードに格 納します。このデータは、バックエンド・ストレージにI/O 要求を送信することなく、ア プリケーションにより繰り返し読み取ることができます。読み取り/書き込み混合率が 90/10%のワークロードでは、この結果、全体的な平均トランザクション・レーテン シーが87%減少します。
ここで重要なのは、顧客によって得られる結果が異なるということです。アプリケー ション・パフォーマンスの改善は、次の項目を含むさまざまな要因に左右されます。 • I/O 読み取り/書き込み比率 • ワークロードに固有の拡張性 • VFCache を導入する前のストレージ・サブシステム内の既存の制約 • データベースのチューニング • 他のアプリケーションとの VFCache の共有
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結論
このMicrosoft SQL Server OLTP ワークロードのテストでは、VFCache を搭載したシ ステムとVFCache を搭載していないベースライン構成を比較しました。VFCache 搭 載サーバは、次のパフォーマンス上のメリットを示しました。 • 1 秒あたりのトランザクション数で測定したシステム・スループットは、アプリ ケーションに変更を加えていない状態で、ベースラインのスループットの最大 3.6 倍でした。 • 全体的なトランザクション・レーテンシーは、ベースラインの 87%減少しました。 • VFCache により、データの整合性と保護が維持されました。
参考資料
追加情報については、次のホワイト・ペーパーを参照してください。 • • EMC VFCacheの概要 •EMC VFCacheによってOracleを高速化：EMC VFCache、EMC VNX、EMC FAST Suite、Oracle Database 11g
•
EMC VFCacheによってOracleを高速化：EMC VFCache、EMC Symmetrix VMAX およびVMAXe、Oracle Database 11g
追加情報については、次の製品マニュアルを参照してください。
EMC VFCacheによって仮想Oracleを高速化：EMC VFCache、EMC Symmetrix VMAXおよびVMAXe、VMware vSphere、Oracle Database 11g
• EMC VFCache：データ・シート
• EMC VNXファミリ：データ・シート
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