Использование SQL Server 2008 в среде Hyper-V (стр. 4 )

Влияние на пропускную способность и нагрузку процессора

Тестирование основной среды с тремя уровнями нагрузки проводилось в собственной среде Windows Server 2008 с отключенной ролью Hyper-V. Тот же набор рабочих нагрузок был выполнен в корневом разделе при включенной функции Hyper-V, на гостевой виртуальной машине, сконфигурированной для использования дисков прямого доступа и на гостевой виртуальной машине с хранилищем на виртуальных жестких дисках фиксированного размера.

В таблице 4 показано относительное число пакетных запросов на процент процессорного времени, а также издержки во всех тестируемых вариантах. Система показала очень хорошую масштабируемость во всех тестируемых вариантах данного сценария. В каждой конфигурации была достигнута одна и та же пропускная способность, хотя виртуальной машине потребовалась для этого более высокая нагрузка ЦП. Производительность дисков прямого доступа и виртуальных жестких дисков оказалась очень близкой, разница составила доли процентов.

В таблице 4 отображены также дополнительные затраты времени ЦП, вызванные запуском рабочей нагрузки OLTP на виртуальной машине. По наблюдениям, процентное выражение дополнительных затрат было выше при низкой рабочей нагрузке. В случае виртуальной машины имеется определенный фиксированный объем задач и затрачиваемое на них время ЦП. Если эти дополнительные затраты распределяются по меньшему объему полезной работы, их процентное выражение увеличивается. Для оценки производительности использовалась следующая формула:

Пакет / %ЦП = Пакетные запросы/сек, разделенные на коэффициент использования ЦП

Таблица 4. Издержки ЦП на виртуальной машине при запуске рабочих нагрузок OLTP

	Низкая	Средняя	Высокая
Пак. Запр./сек	Пакет/ЦП%	Издержки	Пак. запр./сек	Пакет/ЦП%	Издержки	Пак. запр./сек	Пакет/ЦП%	Издержки
Основная конфигурация1	566	19,2	0,00 %	908	16	0,00 %	1069	14,8	0,00 %
Корневой раздел2	566	17,5	8,85 %	907	14,8	7,50 %	1113	13,5	8,78 %
VM_PT3	565	16,1	16,15 %	897	14	12,50 %	1075	13,1	11,49 %
VM_VHD4	563	15,7	18,23 %	876	13,9	13,13 %	1029	13,2	10,81 %

Основная конфигурация: собственная среда Windows Server 2008 с выключенным Hyper-V. Переключатель виртуальной сети отключен. Корневой раздел: корневой раздел Windows Server 2008 со включенным Hyper-V. VM_PT: гостевая виртуальная машина, сконфигурированная для использования дисков прямого доступа, 4 логических процессоров и 14 ГБ ОЗУ. VM_VHD: гостевая виртуальная машина, сконфигурированная для использования виртуальных жестких дисков фиксированного размера, 4 логических процессоров и 14 ГБ ОЗУ. Издержки вычислены путем сравнения с основной конфигурацией ((Пакеты в основной конфигурации/ЦП — Пакеты на виртуальной машине/ЦП) / Пакеты в основной конфигурации/ЦП).

Рис. 5. Относительная пропускная способность: пакетные запросы в расчете на % процессорного времени

Конфигурация хранилища и производительность

Обе гостевые виртуальные машины использовали одну и ту же базовую дисковую конфигурацию для файлов данных и журналов SQL Server, поэтому допустимо их прямое сравнение (подробные сведения о физической конфигурации каждой из машин приведены ранее в данном документе, они совпадают с конфигурацией, использованной при тестировании SQLIO). В случае с файлами виртуальных жестких дисков, это были единственные файлы, размещенные на физических дисках, доступных в корневом разделе. Замечено некоторое увеличение задержки при использовании виртуальных жестких дисков для хранения файлов данных и журналов SQL Server, что повлекло небольшое снижение пропускной способности рабочей нагрузки, как показано на рис. 5.

Использование виртуальных жестких дисков в конфигурациях гостевой виртуальной машины дает преимущества, как при выделении ресурсов, так и при управлении ими. С точки зрения соотношения пропускной способности и производительности, в случае с небольшой нагрузкой разница между дисками прямого доступа и виртуальными жесткими дисками с фиксированным размером незаметна. По мере роста рабочей нагрузки, диски прямого доступа начинают демонстрировать небольшое сравнительное увеличение производительности. Рис. 6 показывает производительность операций чтения, зарегистрированную в этом тестовом сценарии OLTP.

Рис. 6. Тома данных (операции чтения в секунду)

Рис. 7 показывает среднюю дисковую задержку в запущенных тестах. Как и ожидалось, наиболее велика задержка при использовании виртуальных жестких дисков, а задержка для дисков прямого доступа равна задержке собственного хранилища. Значения задержки в случае с дисками VHD измерялись по показаниям счетчиков гостевой виртуальной машины, однако разницы между этими показаниями и значениями, регистрируемыми в корневом разделе, не замечено.

Рис. 7. Средняя дисковая задержка

Сравнение производительности запросов, связанных с отчетами

Запросы, используемые при подготовке отчетов, как правило, выполняются очень долго, используют только операции чтения и потребляют большой объем ресурсов ЦП и ввода-вывода. По сравнению с рабочими нагрузками OLTP, запросы этого типа обычно выполняются в условиях слабой конкуренции со стороны других пользователей. В этом тестовом сценарии последовательно выполнялись четыре запроса для измерения уровня потребления ресурсов и времени исполнения. Из-за наличия статистических операций, эти запросы интенсивно использовали операции ввода-вывода и значительно нагружали ЦП. С помощью процедуры sp_configure параметру «max degree of parallelism» (максимальный уровень параллелизма) было задано значение 0, в результате чего запросы использовали все доступные ресурсы ЦП.

Разница между запуском запросов на гостевых виртуальных машинах, в собственной среде или в корневом разделе оказалась минимальной. Замечен сравнительно небольшой рост издержек производительности на гостевых виртуальных машинах. На рис. 8 показано время исполнения и потребление ресурсов ЦП для этих запросов.

Рис. 8. Производительность запросов построения отчетов

Операции с базами данных

Некоторые типичные операции с базами данных сравнительно интенсивно используют ЦП. Результаты тестов в этом разделе охватывают влияние виртуализации на такие операции с базами данных, как резервное копирование со сжатием и восстановление, перестроение индекса и DBCC CHECKDB.

Резервное копирование и восстановление

Операции резервного копирования и восстановления выполнялись с использованием общих папок на различных физических серверах в качестве целевого местоположения файлов резервных копий. В этом случае резервное копирование и восстановление ограничивается пропускной способностью сети, а не дисками или процессором. При тестировании операции резервного копирования использовалась собственная функция резервного копирования со сжатием SQL Server 2008.

По сравнению с выполнением той же операции в собственной операционной системе было отмечено падение пропускной способности при резервном копировании на 10-15 % и заметный рост загрузки ЦП. Такой же уровень падения производительности был отмечен и при восстановлении резервных копий. Уменьшение пропускной способности объясняется сетевыми издержками, возникающими при активном использовании сетевых ресурсов операциями гостевой виртуальной машины. Тесты показали, что этому аспекту следует уделить наибольшее внимание при оценке издержек запуска SQL Server на гостевой виртуальной машине Hyper-V. Эти издержки оказались гораздо более значительными, чем издержки, связанные с операциями ввода-вывода и загрузкой ЦП.

В данном тестовом сценарии при выполнении операций резервного копирования и восстановления наблюдалась пропускная способность сети в интервале 50-60 МБ/с. Как на сервере с установленным экземпляром SQL Server, так и на сервере, предоставлявшем сетевую общую папку для резервных копий, был установлен один сетевой адаптер 1 ГБ/с. Пропускная способность резервного копирования и восстановления составила около 100 МБ/с. Значения взяты из выходных данных операций резервного копирования и восстановления SQL Server. При выполнении этой операции использовалось сжатие, что объясняет, почему зарегистрированная пропускная способность оказалась значительно больше максимальной пропускной способности, которую могла продемонстрировать данная сетевая конфигурация.

На рис. 9, 10 и 11 показаны результаты выполнения резервного копирования и восстановления в собственной среде, в корневом разделе и на виртуальных машинах, сконфигурированных для использования дисков прямого доступа и виртуальных жестких дисков фиксированного размера. Относительная пропускная способность по оси Y рассчитана как общее количество мегабайт в секунду, деленное на общий средний процент загрузки ЦП. Несколько более высокая пропускная способность при восстановлении может объясняться производительностью операций записи в целевую общую папку (производительность операций чтения из которой немного выше благодаря использованию RAID5).

Рис. 9. Относительная пропускная способность при операциях резервного копирования и восстановления