Construire des bases de données qui montent en charge avec SQL Azure Database Federations

palais des
congrès
Paris

7, 8 et 9
février 2012

Vous êtes dans la salle 221M-222M

8 février 2012 – 17H30 - DAT211

Construire des bases de données qui
montent en charge avec SQL Azure
Database Federations
Pascal Belaud - Architecte SQL Server
Division Grandes Entreprises - Microsoft France
http://belaud.fr

Pascal Mercier - Consultant Senior
Division Services - Microsoft France
pascal.mercier@microsoft.com

Agenda de la session

Introduction au concept SQL Azure Federation

Démonstrations

Retour d’expérience terrain

SQL Azure Federations

Les Federations sont des objets SQL Azure !
 au même titre que les tables, triggers…

Permettent d’augmenter la quantité de vos données grâce à
 Une montée en charge illimitée avec le meilleur rapport

prix/performance
 Une élasticité matérielle dynamique et accessible en ligne

 Une simplification de l’approche Multi-Services

Montée en charge illimitée

Assurer une montée en charge applicative horizontale

Ne jamais être à court en stockage

 Aller au delà de la limite des 150 Go d’une base de
données SQL Azure
 Aller au delà de la limite d’un nœud pour vos capacités de
calcul
 Augmenter de manière linéaire les capacités de calcul
 Utiliser un stockage virtuellement illimité

Un modèle élastique

Une exploitation complète du “paiement à l’usage”
Etendre et réduire la plateforme utilisée sans arrêt* de
production
 Construire des applications qui grossissent en même
temps que leurs activités au fil du temps
 Gérer les activités en forte croissance ou en dents de scie

Quelques nœuds Beaucoup de nœuds

Des modèles de services efficaces
Modèle de service classique « On Premise »
 Un service par base de données

Les modèles de services Cloud
 Une base de données par service ne peut marcher pour
de grosses activités
 Utilisent plusieurs services par base de données et
plusieurs bases de données par service pour une flexibilité
complète

Les modèles de services:
 Un service par base de données

 Plusieurs services par base de données

 Plusieurs bases de données par service

Architecture SQL Azure Federations
Federations:
 Sont contenues dans une base de données utilisateur
 Plusieurs fédérations possibles dans une même base de
données
Federation Members:
 Une Federation utilise des bases de données (systèmes) SQL
Azure pour assurer le stockage des données réparties
 Ces bases de données s’appellent des membres de Federation

 Les membres de Federation couvrent la totalité des données
d’une Federation et sont gérés dynamiquement et
automatiquement par leur Federation
Federations

CustomerFederationeration
ClientFederation

Ventes

Federation Root Membres de Federation


Federation Distribution Key
 est la clé utilisée pour distribuer la donnée. Elle est définie par
un label, un type de données et un type de distribution
Atomic Unit
 représente une instance de la Federation Key. Une Atomic Unit
contient tous les enregistrements associés à la clé de Federation
Federation Root
 est la base de données qui héberge
la Federation et toutes les Membre: Range [1000, 2000)
informations de distribution
Federations
AU PK=1605 AU PK=1615 AU PK=1625
AU PK=1305 AU PK=1315 AU PK=1325
AU PK=1005 AU PK=1015 AU PK=1025

ClientFederation
Ventes
Atomic Units


Federated Tables
 Ce sont les tables hébergeant les données distribuées

Reference Tables
 Ce sont les tables contenant des données de référence.

Elles sont dupliquées sur tous les membres de Federation
Central Table
 Ce sont les tables créées dans la Federation Root pour

des informations peu accédées comme des metadata.
Central Tables Federations Federated Tables
Reference Tables
ClientFederation
Ventes


Operations de repartitionnement:
 Les Federations autorisent un repartitionnement des

données en ligne sans arrêt* de la production ce qui
permet une montée de capacité dynamique sereine

alter federation ClientFederation split at (CID=7000)

ClientFederation

Ventes

Range Distribution [min,1000, 2000, 3000 ….. 5000, 6000, Max]


Le routage en fonction des données :
 Les applications se connectent toujours à la Federation

Root puis exécute une commande use federation pour se
connecter à l’Atomic Unit recherchée
 Alors que les données sont repartitionnées, les Atomic

Unit se déplacent physiquement mais pour autant le
routage garantit une connexion au bon membre de
Federation systématiquement
use federation ClientFederation (CID=5105)

ClientFederation

Ventes

Range Distribution [min,1000, 2000, 3000 ….. 5000, 6000, Max]


Filtrer les connexions FILTERING=ON
 Permet de se connecter à l’ tomic Unit recherchée
A
uniquement
 Les données de référence restent visible

 Aucun changement possible de l’état global du

membre : pas de DDL, pas de DML sur les données de
référence

 Très utile pour la plupart des scénarios applicatifs
 Aucun risque de dispersion des données : le moteur
injecte le bon predicat permettant de les éviter

use federation ClientFederation (CID=5105) with FILTERING=ON


Filtrer les connexions FILTERING=OFF
 Permet d’accéder à la totalité du membre

 Accès non restreint au membre : identique à se

connecter directement à la base de données système
 Les ordres DDL, DML et l’accès à tous les Atomic Units

du membre autorisés

 Très utile pour les tâches d’administration comme le
déploiement de nouveaux schémas
 Permet les requêtes « fan-out », cad les requêtes
simultanées sur de multiples Atomic Units

use federation ClientFederation (CID=5105) with FILTERING=OFF

Central et Reference Tables

Central Table
Reference Tables

Federated Tables

Federated Key

DEMO

Création et utilisation d’une Federation

Code

CREATE FEDERATION ClientFederation(CID INT RANGE)
GO

USE FEDERATION ClientFederation(CID = 0) WITH
FILTERING=OFF, RESET
GO

SELECT * FROM sys.federations
SELECT * FROM sys.federation_members
SELECT * FROM sys.federation_member_distributions
GO

Code

CREATE TABLE [dbo].[Client] (
[Client_ID] [int] NOT NULL,
[Client_Prenom] [nvarchar](50) NULL,
[Client_Nom] [nvarchar](50) NULL,
[Client_DateNaissance] [date] NULL,
[Client_Commune] [nvarchar](50) NULL,
[Client_CodePostal] [nvarchar](5) NULL,
CONSTRAINT [PK_Client] PRIMARY KEY CLUSTERED
([Client_ID] ASC) WITH
(STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF)
) FEDERATED ON (CID = [Client_ID])
GO

Code
FILTERING=OFF, RESET
GO

-- Renvoie tous les clients du membre contenant le client
1342
SELECT * FROM [dbo].[Client]
GO

FILTERING=ON, RESET
GO

-- Renvoie le client 1342 uniquement
SELECT * FROM [dbo].[Client]
GO

Code

USE FEDERATION ROOT WITH RESET
GO

ALTER FEDERATION ClientFederation SPLIT AT(CID = 20000)
GO

GO

GO

GO

Contexte Projet

Site web marchand
 Croissance de 100% par an
 1 000+ connexions simultanées (pic)
 200 000 visites / jour

Bases de données
 300 000 articles
 Bases de données de 1 Go à 10 Go

Objectifs
 Migrer les bases de données vers SQL Azure + Federation
 Rester compatible avec le backoffice

Etapes de Migration
1. Déterminer les fédérations
 Identifier les entités atomiques
 Identifier les tables liées
 Identifier les tables de références

2. Déterminer les clés de fédérations
 PK = FedKey ?
 Algorithme de calcul de la FedKey ?

3. Identifier les propriétés dépendantes des bases de données non
supportées dans les tables fédérées
 Identity

 Timestamp

4. Mesurer les impacts dans le code
 Transact-SQL
 Client .Net
 Framework d’accès aux données ?

Fédérations

Deux Fédérations
 Une fédération pour les Clients, adresses, code postaux

 Une fédération pour les Paniers

Clés de fédérations
 Une colonne indépendante pour la clé

 Type int

 Compatible avec les PK existantes

 Deux algorithmes de calcul

 Distribution (clients)

 Composé distribution + aléatoire (paniers)

Remplacement des types Identity

Utiliser pour les n° de commande

Suppression des propriétés Identity dans les tables

Génération de séquences transverses aux web roles
 Identity pool / web role

 Garantie sans doublon

 Développement d’un framework spécifique

 La table des meta-données des pools d’identities sont

dans la base de données Root

Code Transact-SQL

Scripts de création du schéma

 Base de données Root
 Créer la base

 Créer la fédération

 Créer le schéma

 Bases de données fédérées
 Créer le schéma

 Script de Split (optionnel)

Code Client

Enterprise Library 5.0
Le block Data des EntLib a été étendu pour créer un héritage
de bases fédérées

Enterprise
Library
Database

Développement
SqlAzureDatabase

Spécifique
ClientFederatedDatabase BasketFederatedDatabase

Points clés à retenir
Une analyse fonctionnelle et technique des bases de données est
indispensable
 Optionnellement, conserver une base de données non fédérée

Identifier les entités éligibles à la fédération
 Détourage fonctionnel

Autant que possible, éviter les requêtes ventilées (fan out request)
 Sinon, optimiser les requêtes en utilisant Task Parallel Library
(TPL)

Une analyse d’impact sur le code de l’application client est
inévitable
 l’impact peut-être limité en utilisant

 Une technique d’Ioc (MEF, Unity)
 Des switchs logiciels

Conclusion
Les Federations v1 permettent des applications orientées données
avec
 Une montée en charge illimitée

 Le meilleur rapport prix-performance avec une élasticité
dynamique et en ligne
 Une simplification des modèles multi services

Les Federations enrichissent l’expérience des développeurs
 Une gestion robuste des connexions avec un routage des
connections grâce à l’annuaire des Federations
 Des connexions filtrées pour simplifier les modèles de
programmation

Une expérience de l’administration enrichie
 Opération de redistribution des données en ligne

Les Federations v2

Les requêtes “Fan-out” sur plusieurs membres

Un versionning des schémas pour permettre un contrôle plus
fin sur les mises à jour de schéma

Liens utiles

Blog Cihan Biyikoglu - SQL Azure
http://blogs.msdn.com/b/cbiyikoglu

SQL Azure Federation Data Migration Wizard
http://sqlazurefedmw.codeplex.com

Federations Utility for SQL AZURE
http://federationsutility-weu.cloudapp.net/Default.aspx

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