En esta presentacion se ven las mejoras en SQL Server 2012 y cómo pueden establecerse mecanismos de alta disponibilidad con base en SMB 3.0 y Windows 2012. Eduardo Castro Comunidad Windows Costa Rica http://ecastrom.blogspot.com http://comunidadwindows.org

1. Cómo aumentar la disponibilidad y el rendimiento utilizando
SQL Server 2012 Windows SMB Solutions 3.0
Ing. Eduardo Castro, PhD
Microsoft SQL Server MVP

2. Agenda
• Microsoft SQL Server almacenamiento
• Microsoft SQL Server bases de datos en SMB
• Windows Server 2012 SMB File Server

3. Mecanismos de Alta Disponibilidad en SQL Server
• Soluciones actuales de alta disponibilidad
– Database Mirroring, Failover Cluster Instance, Log Shipping
• Necesidades actuales de los clientes
– Mejor alta disponibilidad, mayor retorno de la inversion, ambientes más
sencillos de implementar

4. Failover Clustering en Windows Server 2012
Infraestructura de nube privada
Hyper-V
Administración de la nube privada
Infraestructura de nube privada
Plataforma de la nube privada

5. Mejoras en la validación del clúster
• Mejoras en desempeño de validación del almacenamiento
• Incluye pruebas de validación de Clúster de Hyper-V
• Provee control granular sobre la validación de LUN específicos
• Verificación de los requerimientos de CSV
• Replicated hardware aware para multi-site clusters

6. Mejor escalabilidad
Infraestructura altamente escalable
• Mejoras de scale out y scale up
– 4x más escable que Windows Server 2008 R2
• Scale out hasta 64-nodes
• Scale up hasta 4,000 VMs por clúster
– Hasta 1,024 VMs por nodo
. . .
Scaleup
Scale out
..
.

7. Mejor seguridad
Volúmenes de cluster encriptados
• Discos del cluster encriptados con BitLocker
– Soporta discos de conmutación normales
– Soporta for Cluster Shared Volumes
• Los volúmenes son desencriptados por cada nodo utilizando Cluster Name Object (CNO)
• Permite la seguridad física fuera de centro de datos principales
• Encriptación a nivel de volumen para cumplir con normativas de seguridad

8. Next Generation Cluster Shared Volumes (CSV)
• Plataforma de escalabilidad de File Server
– Soporte de archivos (via SMB) para Hyper-V
• Mejoras en respaldos
• No hay dependencias externas de autenticación para mejorar el desempeño
• Direct I/O
– Mejorar para creación de MV y mejor desempeño
• Soporte a multiples - subredes

9. Almacenamiento en archivos (SMB 3.0) en Hyper-V
• Plataforma de clúster para disponibilidad contínua de File Server
– Consistent cluster-wide file server configuration – Mantiene la configuración acorde en todos los nodos del clúster
– CSV cluster-wide file system – Permite que todos los nodos accesen el mismo volumen
• Todos los clientes tiene acceso a los mismos compartidos desde cualquier nodo
• Comnutación de zero downtown time – conmutación transparente
Cluster Shared Volumes
Single Logical Server (FooShare)
Accessing VHDs over SMB
Hyper-V Cluster
File Server ClusterSingle File System Namespace

10. Soporte en HyperV
Fibra canal desde la máquina virtual
• Clustering de MV
– El servicio de clúster ejecuta dentro de la MV
– Las aplicaciones y servicios dentro de la MV son administradas por el clúster
– Las aplicaciones se mueven dentro del cluster de MV
– Antes requería iSCSI
• Nuevo “Fibre Channel Adapter”
– Se pueden asignar hasta 4 HBA virtuales a cada MV
Cluster

11. DEMO
• Fiber Channel en HyperV Virtual
Machines

12. SQL Server sobre SMB
• Almacenamiento de Microsoft SQL Server database storage
• Bases de datos de Microsoft SQL Server en directorio compartidos SMB
• Mejoras de SMB en Windows Server 2012

13. Almacenamiento SQL Server Database
Actualmente
• Almacenamiento directamente conectado a SQL Server
• Buen desempeño
• Crea islas de almacenamiento
• Direct Attached Storage
(DAS)
• Storage Area Network (SAN)
• Red dedicada provee acceso a
almacenamiento consoliddo
• Mejora la utilización del
almacenamiento
• Disco virtuales dedicados no
compartidos

14. Alamacenamiento en SQL Server Database
Nueva opción
• Red compartido provee acceso a un almacenamiento remoto consolidado
• Alto desempeño
• Alta disponibilidad
• Administración sencilla
– Se administran archivos compartidos SMB en lugar de LUNs
– Relocación dinámica de los servidor o servicios
• Reduce la complejidad de una solución SQL Server
• Directorio compartidos SMB

15. Almacenar bases de datos en servidores de archivos
– Escenarios
• Repositorios de documentos
• Almacenamiento de archivos de usuario
– Características
• Alto volume de I/O
• Mayormente escritura de archivos
• Uso tradicional • Almacenar bases de datos
– Escenarios
• OLTP Online Transaction
Processing
• Data Warehouse
– Características
• Alto I/O
• Mayormente escrituras
• Pueden existir áreas de
gran actividad (hotspots)

16. Por qué utilizarlo?
• Por qué no?
• Históricamente, los SMB se ven como:
– Conexiones no confiables
– Bajo desempeño
– Almacenamiento no confiable
– Falta de garantía de integridad

17. El SMB ha cambiado
• Hardware de Ethernet más confiables
• En algunos casos la velocidad se aproxima a Fibra Canal
• Nuevas capacidad de alta disponibilidad de SMB
– SMB Multichannel – tolerancia a fallas de red
– SMB Transparent Failover – tolerancia a fallas de servidor
• Nuevas formas de desempeño de SMB
– SMB Multichannel – agregación de ancho de banda
– SMB Direct – soporte para tarjeta RDMA
• Nuevas opciones de almacenamiento en los servidores de archivos
– Storage Spaces – virtualización de almacenamiento
– Cluster-in-a-box – controladores Clustered RAID

18. Migración de base de datos
• Storage Area Network
– Poner BD fuera de línea
– Remapeo de los discos de la SAN
– Coordinar con el administrador de almacenamiento
– Desmapear discos SAN del servidor original
– Mapear discos SAN al nuevo servidor
– Descubrir y montar los discos en el nuevo servidor
– Attach de la base de datos en el nuevos servidor
– Poner la base de datos en línea
• SMB File Shares
– Verificar los permisos del
directorio compartido
– Detach de la base de datos
– Attach de la base de datos en
el Nuevo UNC path
– Poner la base de datos en línea

19. Cambios en Microsoft SQL Server
• SQL Server 2008 R2
– Brinda soporte inicial para almacenar base de datos de usuarios en SMB
• SQL Server 2012
– Soporte para clúster de SQL Server utilizando SMB
– Soporte para bases de datos del sistema en SMB
• Soluciona problemas de desempeño (253493)

20. Windows Server 2012
Disponibilidad
• SMB Transparent Failover
– Server fault con cero tiempo de
aplicación fuera de línea
• SMB Multichannel
– Network fault tolerance con cero tiempo
de aplicación fuera de línea
Desempeño y escalabilidad
• SMB Multichannel
– Bandwidth aggregation
• SMB Direct (SMB sobre RDMA)
– Soporte para Remote Direct Memory
Access (RDMA) habilitado para las
tarjetas de red
– Alto ancho de banda, baja latencia y
bajo uso de CPU
• SMB Scale Out
– “Active/Active file shares”
– Mayor ancho de banda
• SMB desempeño para aplicaciones de
servidores

21. Antes de Windows Server 2008 R2
Failover no era transparente
• Las aplicaciones esperan que el
almacenamiento siempre esté
disponible
• En Windows Server 2008 R2
– Se pierde la conexión a la carpeta
compartida lo que provoca
• Fallo de la aplicación
• Se requiere la intervención del administrador
File Server Cluster
Nodo A Nodo B
fs1share fs1share
SQL Server

22. File Server Cluster
Windows Server 2012
SMB Transparent Failover
• Failover transparente
– Zero downtime
– Pequeño delay de IO durante el failover
• Soporta failover planificados y no
planificados
– Mantenimiento de Hardware/software
– Fallas de Hardware/software
– Reinicio de Sistema operativo
– Balance de carga
• Require:
– Windows Server 2012 Failover Cluster
– SMB Client con SMB 3.0
– File shares configurados con Continuously
Availability Node A Node B
fs1share fs1share
SQL Server

23. Multiple RDMA NICsMultiple 1GbE NICsSingle 10GbE
RSS-capable NIC
SMB Server
SMB Client
SMB Multichannel
Multiples conexiones por session de SMB
Automatic Failover
• SMB Multichannel implementa detección
de fallas end-to-end
• Utiliza NIC teaming si está presente
aunque no es un requerimiento
Full Throughput
• Agregación de ancho de banda con
multiples tarjetas de red (NIC)
• Múltiples núcleos de CPUs cuando se
utiliza Receive Side Scaling (RSS)
Automatic Configuration
• SMB detecta y utiliza multiples caminos de
red
SMB Server
SMB Client
SMB Server
SMB Client
Configuración de ejemplo
Multiple 10GbE
in a NIC team
SMB Server
SMB Client
NIC Teaming
NIC Teaming
Switch
10GbE
NIC
10GbE
NIC
10GbE
Switch
10GbE
NIC
10GbE
NIC
10GbE
NIC
10GbE
NIC
10GbE
Switch
1GbE
NIC
1GbE
NIC
1GbE
Switch
1GbE
NIC
1GbE
NIC
1GbE
Switch
10GbE/IB
NIC
10GbE/IB
NIC
10GbE/IB
Switch
10GbE/IB
NIC
10GbE/IB
NIC
10GbE/IB
Switch
10GbE
RSS
RSS

24. File Server Cluster
Windows Server 2012
Conmutación de SMB Transparente
• Conmutación transparente
• Soporte para situaciones planificadas y no planificadas
– Matenimiento de Hardware/software
– Fallas de Hardware/software
– Reinicios de SO
• Require:
– Windows Server 2012 Failover Cluster
– SMB Client con SMB 3.0
– File shares configurados con Continuously Availability
Node A Node B
fs1share fs1share
SQL Server

25. SMB Multicanal
Desempeño
• Resultados preliminaries utilzandos cuantro 10GbE NICs simultáneas
• Escalabilidad
– 1 NIC – 1150 MB/sec
– 2 NICs – 2330 MB/sec
– 3 NICs – 3320 MB/sec
– 4 NICs – 4300 MB/sec
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
MB/sec
I/O Size
SMB Client Interface Scaling - Throughput
1 x 10GbE 2 x 10GbE 3 x 10GbE 4 x 10GbE
http://go.microsoft.com/fwlink/p/?LinkId=227841

26. Desempeño SMB Directo
Configuration BW
MB/sec
IOPS
IOs/sec
%CPU
Privileged
RDMA (InfiniBand FDR, 54Gbps) 10,900 83,400 8
Local 11,200 85,500 5
Configuration BW
MB/sec
IOPS
IOs/sec
%CPU
Privileged
RDMA (InfiniBand FDR, 54Gbps) 4,550 555,000 55
Local 4,870 595,000 29
Workload: 128KB IOs, 4 threads, 64 outstanding
Workload: 8KB IOs, 16 threads, 48 outstanding

27. DEMO
• Creación de SMB File Shares para SQL
Server