眾所眾知，OLTP工作負載作為讀寫(xiě)密集型應用，其性能直接依賴(lài)于數據存放的存儲。很多企業(yè)不惜投入巨大的前期投資購置外部存儲陣列，以期獲得良好的性能。雖然通過(guò)這一方法可以解決存儲的性能瓶頸，但是在總體擁有成本上卻令企業(yè)不堪重負。VMware的Virtual SAN可以幫助客戶(hù)有效解決這一問(wèn)題。將SQL Server部署在Virtual SAN中，可以降低50%的綜合總體擁有成本（TCO）。而啟用Virtual SAN 6.2中全閃存特有的去重/壓縮技術(shù)以后，可以進(jìn)一步提升存儲效率，降低用戶(hù)的總體擁有成本。
為了打消客戶(hù)對于Virtual SAN在性能與可用性方面的疑慮，我們在Virtual SAN 6.2全閃存架構中針對SQL Server 2014進(jìn)行了全面的性能評估。通過(guò)閱讀本文，讀者可以對SQL Server在全閃存架構Virtual SAN上的性能有細致的了解。
注釋?zhuān)罕敬涡阅軠y試分為上下兩個(gè)部分，本文為上半部分，主要描述在啟用Virtual SAN各種不同新特性的情況下運行SQL Server OLTP工作負載的性能表現。下半部分主要描述SQL Server在各種故障場(chǎng)景下的彈性性能以及在延伸集群上的性能表現。
測試介紹
在Virtual SAN 6.2中，引入了去重、壓縮以及糾刪碼（RAID 5/6）來(lái)提高存儲效率，降低空間開(kāi)銷(xiāo)，節省了存儲成本。
在測試中，我們的目標之一是在新的空間效率提高技術(shù)啟用的條件下運行OLTP工作負載。我們使用了4節點(diǎn)全閃存架構的Virtual SAN集群，分別在每臺主機上部署1臺SQL Server虛擬機，并在虛擬機下分別對200GB數據庫和500GB數據庫進(jìn)行性能測試，測試工具為Benchmark Factory for Database。
全閃存架構Virtual SAN具體配置
測試中我們采用4臺雙路ESXi主機，每臺主機擁有兩個(gè)12核并可啟用超線(xiàn)程的處理器，256GB內存，2塊400GB的Intel SSD作為緩存層以及8塊400GB的Intel SSD作為容量層（即每臺主機擁有兩個(gè)磁盤(pán)組），網(wǎng)絡(luò )配置基于萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò )。
SQL Server數據庫虛擬機配置
SQL Server數據庫虛擬機的操作系統版本為Windows Server 2012 R2 64位數據中心版SP1，數據庫版本為Microsoft SQL Server 2014企業(yè)版SP1，在測試中，我們在每臺ESXi主機上放置一臺SQL Server虛擬機。為了測試Virtual SAN對不同大小數據庫支持的性能表現，我們配置了200GB和500GB兩組數據庫，不同類(lèi)型虛擬機的具體硬件配置如下：
通過(guò)測試，全閃存架構Virtual SAN集群中的4臺虛擬機可以持續獲得總計接近8000的每秒交易數（TPS），同時(shí)保持平均磁盤(pán)讀寫(xiě)延遲在2毫秒以下——去重/壓縮、校驗和在Virtual SAN中均已啟用。全閃存架構的極致性能使得虛擬磁盤(pán)的平均讀寫(xiě)延遲穩定在1毫秒至2毫秒之間。這意味著(zhù)Virtual SAN 6.2在啟用所有空間效率提高技術(shù)的情況下，仍然可以獲得極佳的性能。
如圖一所示，如果Virtual SAN未啟用去重/壓縮和校驗和功能，200GB的數據庫每秒交易數在1905~1906之間；500GB數據庫的每秒交易數在2051~2158之間。而在啟用去重/壓縮和校驗和功能后，200GB的數據庫每秒交易數在1850~1851之間；500GB數據庫的每秒交易數在2092~2172之間，如圖二所示。從整個(gè)集群的角度，兩種不同大小的數據庫在Virtual SAN集群中啟用去重/壓縮與校驗和后可以達到總計7965~8022的每秒交易數。我們測得的平均磁盤(pán)讀寫(xiě)延遲在1毫秒至2毫秒之間。
圖一 未啟用去重/壓縮和校驗和功能時(shí)每臺虛擬機的TPS和虛擬磁盤(pán)平均讀寫(xiě)延遲
圖二 啟用去重/壓縮和校驗和功能時(shí)每臺虛擬機的TPS和虛擬磁盤(pán)平均讀寫(xiě)延遲
在SQL Server的類(lèi)TPC-E性能測試中，我們最關(guān)注的是平均磁盤(pán)延遲。如表所示，在Virtual SAN默認存儲策略，FTT=1的情況下，各場(chǎng)景的Virtual SAN磁盤(pán)讀取延遲范圍在1.7毫秒到2.1毫秒之間。在更改存儲策略，啟用糾刪碼——RAID 5以后，平均磁盤(pán)寫(xiě)入延遲增加到4.4毫秒。在所有的測試場(chǎng)景中，平均磁盤(pán)讀取延遲都低于2毫秒。
表 四種不同測試場(chǎng)景下的具體性能
啟用去重/壓縮和糾刪碼（RAID 5）節省存儲空間
在將數據庫部署到啟用去重/壓縮和糾刪碼功能的全閃存架構Virtual SAN中后，我們測試了Virtual SAN存儲結構化數據時(shí)（類(lèi)OLTP/TPC-E 數據庫）的空間節省情況。
我們在全閃存架構Virtual SAN集群中部署了五臺虛擬機，其中兩臺虛擬機每臺托管200GB的數據庫，兩臺虛擬機每臺托管500G的數據庫，一臺域控制器。
從虛擬機硬件配置表中可以看到，部署200GB數據庫的虛擬機需要680GB的存儲空間（100GB的操作系統，2*200GB數據盤(pán)，1*100GB日志盤(pán)以及1*80GB的臨時(shí)數據盤(pán)）；部署500GB數據庫的虛擬機需要1360GB的存儲空間（100GB的操作系統，4*250GB數據盤(pán)，1*100GB日志盤(pán)以及2*80GB的臨時(shí)數據盤(pán)）；部署域控制器虛擬機需要100GB的存儲空間。
在Virtual SAN的默認存儲策略下，總計部署空間超過(guò)8TB。如圖三所示，Virtual SAN在啟用去重/壓縮功能之前部署五臺虛擬機的物理寫(xiě)入空間大概需要5050GB。當啟用去重/壓縮功能后，實(shí)際的空間使用為2020GB。去重/壓縮比率大約在2.27倍。在啟用RAID 5后，實(shí)際的空間使用下降為1900GB，空間節省比大約在2.66倍。
圖三 部署SQL Server虛擬機時(shí)不同空間效率提高技術(shù)的空間節省率
此外，啟用校驗和、去重/壓縮、糾刪碼功能并不會(huì )明顯占用主機的CPU資源。如圖四所示，各臺主機的物理CPU利用率在四種測試場(chǎng)景中都非常相近。
圖四 四種測試場(chǎng)景下各臺主機的平均物理CPU利用率
總結
通過(guò)實(shí)際測試與驗證，我們可以得出結論：Virtual SAN 6.2在啟用去重/壓縮、校驗和以及糾刪碼等新特性后，對SQL Server的性能影響微乎其微。此外，啟用全閃存獨有的去重/壓縮技術(shù)可以節省50%以上的數據存儲空間，結合糾刪碼（RAID 5）技術(shù)甚至可以達到60%以上。Virtual SAN 6.2在全閃存架構下的性能表現讓人眼前一亮。關(guān)于SQL Server在Virtual SAN上面對各種場(chǎng)景故障的彈性性能以及在延伸集群上的性能表現，我們將于下半部分詳細描述，敬請期待！
關(guān)于作者
本文作者為VMware存儲與可用性事業(yè)部Virtual SAN解決方案團隊（Product Enablement，PE）的武曉今/丁楠。Virtual SAN解決方案團隊主要負責Virtual SAN與各種行業(yè)關(guān)鍵應用平臺的融合。通過(guò)設計、構建、驗證關(guān)鍵應用在Virtual SAN超融合架構下各種場(chǎng)景的性能表現，針對產(chǎn)品特性進(jìn)行性能調優(yōu)，并以參考架構——白皮書(shū)的方式向客戶(hù)提供使用Virtual SAN的最佳實(shí)踐。
