Microsoft SQL Server 2005を使用するEMC Symmetrix DMXへの仮想プロビジョニングの実装

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1 5 Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装 高度なテクノロジー US ホワイトペーパー翻訳版 要約 このホワイト ペーパーでは 仮想プロビジョニングを使用した EMC Symmetrix DMX-3 および DMX-4 アレイ上での Microsoft SQL Server 2005 データベース展開の技術的な側面および利点について詳細に説明します 2008 年 4 月

2 Copyright 2008 EMC Corporation. 不許複製 EMC Corporation は この資料に記載される情報が 発効日時点で正確であるとみなします 情報は予告なく変更されることがあります この資料に記載されている情報は 現状有姿 の条件で提供されます EMC Corporation は この資料に記載される情報に関する どのような内容についても表明保証条項を設けず 特に 商品性や特定の目的に対する適応性に対する黙示の保証はいたしません この資料に記載される いかなる EMC ソフトウェアの使用 複製 頒布も 当該ソフトウェア ライセンスが必要です 最新の EMC 製品名については EMC.com で EMC Corporation の商標を参照してください 他のすべての名称ならびに製品についての商標は それぞれの所有者の商標または登録商標です パーツ番号 H4287-J Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 2

3 目次 Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装...0 高度なテクノロジー...0 エグゼクティブ サマリー...4 はじめに...4 対象読者... 4 用語... 5 概要...6 要件...8 Windows NTFS に関する考慮事項...8 Windows パーティションの配置... 8 Windows NTFS ボリュームのフォーマット... 9 シン デバイスへの Microsoft SQL Server ファイルの展開...11 トランザクション ログ ファイル SQL Server 2005 ファイルの瞬時初期化 SQL Server TEMPDB データベース Microsoft SQL Server 自動拡張と仮想プロビジョニング レプリケーションのアプローチ...15 パフォーマンスの考慮事項...15 シン プールの管理...16 シン プール モニタリング オーバーサブスクリプションが発生したプールの消耗 結論...19 関連資料...19 付録 : 仮想プロビジョニングの例...20 シン プールの作成 シン プールへのデータ デバイスの追加 プールへのシン デバイスのバインド Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 3

4 エグゼクティブ サマリー EMC Symmetrix DMX-3 および DMX-4 ストレージ アレイには さまざまな操作性の向上に加えて ストレージ使用率の向上と最適化 拡張機能 相互運用性とセキュリティの強化などの機能が備わっています これらの機能の 1 つに Enginuity リリース 5773 で利用できる ストレージ使用率を向上させる Symmetrix 仮想プロビジョニングと呼ばれる機能があります 仮想プロビジョニング ( 業界では一般に シン プロビジョニング と呼ばれています ) を使用すると 特定のアプリケーションおよびワークロードに対する使いやすさを向上したり パフォーマンスや容量使用率を高めたりすることが可能になります DMX-3 および DMX-4 ストレージ アレイに仮想プロビジョニングを実装すると ストレージ インフラストラクチャの使用率 および関連する運用要件や効率が直接改善されます このホワイト ペーパーでは シン プロビジョニングを使用するデバイス上で Microsoft SQL Server 2005 データベースを展開する際に考慮すべき点について説明しています ここで説明する原則を理解すれば 最も効果的な手法で 仮想プロビジョニングを使用する Microsoft SQL Server 2005 データベースの展開が可能になります はじめに ストレージ管理者が直面する最大の課題の 1 つは 新しいアプリケーション用ストレージのプロビジョニングです 管理者は通常 アプリケーションの将来的な増加を予測して領域を割り当てます これを行うのは 既存の領域が消費されるたびにストレージの割り当てを少しずつ増やしたり ブロックに分かれたストレージを追加したりするなどの運用操作の繰り返しを減らすためです このアプローチを取ることにより アプリケーションの必要量よりも大きな物理ストレージが長期間割り当てられ 初期コストは必要以上に高くなります このような物理ストレージの過剰なプロビジョニングは 電力 空調 フロア面積などの要件を厳しくすることにもつながります 細心の注意を払って計画を立てても 追加ストレージのプロビジョニングが将来必要になることがあります このことはアプリケーションの停止が必要となる可能性を示唆しています ストレージの過剰なプロビジョニングは データベース管理者が データベース内に十分な空き領域を確保するために ファイルまたはファイル グループにストレージを過剰に割り当てたときにも起こります オペレーティング システムからは領域全体が割り当てられているように見えても 内部的には割り当てられた領域のわずかな部分しか使用されていないことがあります EMC の仮想プロビジョニング機能は これらの問題をどちらも解決できます 仮想プロビジョニングでは 物理的に利用できる量より多くのストレージをホスト オペレーティング システムに提供できます さらに重要な点は 仮想プロビジョニングでは ストレージに実際に書き込みが行われるときにのみ物理ストレージが割り当てられることです つまり 将来的な増加を柔軟に予測し アプリケーションへのストレージ プロビジョニングに必要な初期コストを削減できます さらに 領域の過剰な割り当てやストレージ割り当て後の管理作業に伴う無駄を省くことができます GA 機能および制限についての追加情報は Enginuity 5773 Release Notes で説明します 対象読者 このホワイト ペーパーは ストレージの設計者と管理者 および仮想プロビジョニングに 5773 Enginuity を使用する Symmetrix DMX-3 および DMX-4 上での Microsoft SQL Server 2005 の展開を担当するデータベース管理者を対象としています Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 4

5 用語 表 1: 基本的な Symmetrix アレイ用語 用語デバイスデバイス容量デバイス エクステントホスト アクセス デバイス内部デバイスメタデバイスストレージ プール 説明 Symmetrix ストレージ ユニット内で定義されるストレージの論理ユニット デバイスの実際のストレージ容量 エクステント マッピングが発生する可能性のあるデバイスの最小連続リージョンのサイズホストで使用するためにエクスポートするデバイスストレージ ユニットの内部機能で使用されるデバイス単一デバイスとしてホストから認識される ホスト アクセス デバイスの集合体特定の目的で使用する内部デバイス コレクション 表 2: 仮想プロビジョニングに関する用語 用語シン デバイスデータ デバイスシン デバイス エクステントデータ デバイス エクステントエクステント マッピングシン プールシン プール容量バインドバインド解除有効データ デバイス無効データ デバイスシン プール有効容量シン プール割り当て容量 説明 直接関連づけられているストレージを持たないホスト アクセス デバイスシン デバイスで使用されるストレージ容量を供給する内部デバイスシン デバイスに一度にマップする必要がある最小ストレージ単位特定のシン デバイス用にシン プールから専用のストレージを確保するときに 一度に割り当てる最小ストレージ単位シン デバイスとデータ デバイス エクステントとの関連づけ ( シン デバイスとデータ デバイスのエクステント サイズが同じである必要はない ) シン デバイスにストレージ容量を供給するデータ デバイスのコレクションメンバー データ デバイスの容量の合計 1 台以上のシン デバイスをシン プールに関連づけるプロセス特定のシン プールに関連づけられているデバイスの関連づけを解除するプロセス ( バインド解除を行うと そのデータ デバイスからの以前のエクステント割り当てが消去され 再利用できるようになる ) シン プールに属するデータ デバイスの内 そのシン プールにバインドされるシン デバイスにエクステントを割り当てることができるものシン プールに属するデータ デバイスの内 その容量をシン デバイスに割り当てることができないもの ( ユーザー制御下にある状態を示す ) シン プールに属する有効データ デバイスの合計容量シン プールにバインドされているすべてのシン デバイスの排他的使用のために割り当てられている そのシン プールの有効容量のサブセット Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 5

6 シン デバイス書き込み容量 シン デバイス サブスクリプション容量オーバーサブスクリプション シン プールシン デバイス割り当て制限 シン デバイス サブスクリプション率シン デバイス割り当て率 ホストによりシン デバイスに書き込まれた容量 ( ほとんどの実装において これはシン デバイス割り当て容量のサブセットである ) シン デバイスがシン プールから引き出し可能な合計容量 ( これはシン デバイス容量以下であり 現在の実装では容量は等しい ) シン プール有効容量がそのプールを使用しているシン デバイスの計上サイズの合計よりも小さいシン プールシン デバイスがシン プールから引き出すことができる容量の制限 ( シン デバイス サブスクリプション容量以下 ) シン デバイス サブスクリプション容量とシン プール有効容量の比率 ( パーセント値表示 ) シン デバイス割り当て容量とシン デバイスサブスクリプション容量の比率 ( パーセント値表示 ) シン デバイス使用率デバイス書き込み容量とシン デバイス割り当て容量の比率 ( パーセント値表示 ) シン プール サブスクリプション率 バインドされているすべてのシン デバイスのシン デバイス サブスクリプション容量の合計と 関連づけられているシン プール有効容量との比率 ( パーセント値表示 ) シン プール割り当て率シン デバイス割り当て容量とシン プール有効容量の比率 ( パーセント値表示 ) 事前プロビジョニングストレージ プロビジョニングによる運用上の影響を低減するために使用される場合のあるアプローチ ( 初期に必要なものより大きなデバイスを使用してプロビジョニングを行い 将来的なストレージ プロビジョニングの時期を遅らせるか または不要にするアプローチ ) 概要 Symmetrix シン デバイスは Symmetrix デバイス従来の用途に多く使用できる論理デバイスです 従来の Symmetrix デバイスとは異なり シン デバイスを作成したりホストに提示するときに 物理ストレージのすべてに割り当てる必要がありません シン デバイスへのディスク領域の供給元となる物理デバイスは シン プールと呼ばれる そのシン デバイスがあらかじめバインドされている共有ストレージ プールから確保されます 任意のシン プールには 複数のシン デバイスをバインドすることができます シン プール自体は シン デバイス割り当てを支える実際の物理ストレージを提供する データ デバイスと呼ばれるデバイスから構成されています バインド済みで物理ストレージがまだ割り当てられていないシン デバイスの一部に書き込みが行われると Symmetrix により シン デバイスのその部分だけで使用される物理ストレージがシン プールから割り当てられます Symmetrix のオペレーティング環境である Enginuity では シン デバイス エクステントと呼ばれるシン プールからストレージのブロックを提供してこの要求を満たします このアプローチにより 実際に消費されるストレージ量は減少します シン デバイス専用に一度に確保できる物理ストレージの最小量は データ デバイス エクステントと呼ばれます ホストの書き込み操作の結果 シン ストレージの割り当てが行われると データ デバイス エクステント全体が物理的にシン デバイスに割り当てられます データ デバイス エクステントは 関連づけられているシン プール内のいずれか 1 つのデータ デバイスから割り当てられます データ デバイス全体にわたる割り当てのバランスをとるため 割り当てはすべての利用可能なデータ デバイスに均等に分散されます その結果 データ デバイス間での I/O ワークロードが分散されます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 6

7 シン デバイスに一度にマップする必要がある最小ストレージ量は シン デバイス エクステントと呼ばれます Symmetrix では シン デバイス エクステントのサイズは データ デバイス エクステントのサイズと同じです シン デバイス上で読み取りが実行されると エクステントが割り当てられているシン プール内の該当データ デバイスからデータが読み取られます 何らかの理由で シン デバイスの未割り当ての部分に対して読み取りが実行された場合は その読み取りプロセスにはゼロが返されます 既存または将来のシン デバイスに より大きな物理データ ストレージが必要になった場合 ( シン プールの最大割り当て容量に近づいている場合など ) システムを停止することなく既存のシン プールにデータ デバイスを動的に追加することができます 新しいシン デバイスを作成して 既存のシン プールにバインドすることも可能です 1 台のシン デバイスは 一度に 1 個のシン プールにのみ割り当てることができます シン プールにデータ デバイスを追加するときに 有効または無効の状態を設定できます データ デバイスをシン エクステント割り当てに使用するには 状態は有効である必要があります シン プールから削除するには 状態は無効である必要があります シン デバイス割り当てがアクティブなデータ デバイスを無効にすると デバイスの内容が排出され 同じシン プール内の別のデータ デバイスにそのシン エクステントが移動します 次の図は シン デバイスとそれらが関連づけられているシン プールとの関係を示しています シン プール A には 9 台のデバイス シン プール B には 3 台のデバイスが関連づけられています 図 1: シン デバイス およびデータ デバイスを含むシン プール 複数のデータ デバイスにわたってデータ エクステントを割り当てると シン プール内でストライピングが形成されます シン プール内のデータ デバイスが増えるにつれ ストライピングの幅が広がり アプリケーション I/O に使用できるデバイス数が増加します RAID 1 および RAID 6 で保護されたデータ デバイスのデータ エクステントのサイズは 768 KB です Enginuity オペレーティング環境の今後のバージョンでは データ エクステントのサイズが変更される可能性があります Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 7

8 シン デバイスの最大サイズは 64 GB です より大きなサイズが必要な場合は 複数のシン デバイスから構成されるメタボリュームを作成できます シン プールではシン エクステントを使用して既にストライピングが行われているため メタボリュームはストライピングではなく 連結して作成することをお勧めします 連結メタボリュームでは 高速拡張機能もサポートされており 既存の連結メタボリュームに 新規メタボリューム メンバーを簡単に追加できます この機能は プロビジョニングされたシン デバイスがホスト レベルですべて割り当てられ 領域を追加するためにシン デバイスを追加する必要がある場合に適用できます 仮想プロビジョニングでは メタボリュームのストライピングがサポートされており 一部のワークロードでは 複数レベルでのストライピングが有効である場合もあります 要件 仮想プロビジョニングには Enginuity コード レベル 5773.XX 以降が必要です シン プールとシン デバイスを作成して管理するには Solutions Enabler 6.5.xx が必要です 仮想プロビジョニング コンポーネントの管理には SMC(Symmetrix Management Console) のバージョン 6.1 を使用します シン プールはユーザーのみが作成できます bin ファイル (DMX 構成 ) の作成プロセス中には作成できません Windows NTFS に関する考慮事項 Microsoft SQL Server 2005 のデータ ファイルとトランザクション ログは 通常 Windows Server の NTFS ボリュームに存在します そのため EMC Symmetrix 仮想プロビジョニング デバイスで構成される LUN 用に Windows Server の NTFS ボリュームを作成および管理する際の推奨事項と動作について理解しておく必要があります Windows Server 2003 以降のバージョンには シン フレンドリ に動作する NTFS 実装が含まれています NTFS ボリュームの作成およびその後のフォーマット操作では シン デバイスを代表する少数のエクステントだけが割り当てられます Microsoft SQL Server 2005 のデータ ファイルおよびトランザクション ログ ファイルが格納されるボリュームの作成 パーティション配置 NTFS アロケーション ユニット サイズの選択には 従来の推奨事項を適用してください Windows パーティションの配置 Symmetrix シン デバイスから作成されるディスク デバイスは 従来のデバイスと同じ方法で管理する必要があります これには ディスク パーティションの正しい配置方法など すべての推奨事項が含まれます Microsoft SQL Server データベースのデータおよびトランザクション ログ ファイルのホストに使用するすべての LUN は 最適なパフォーマンスを提供できるよう正しく配置する必要があります 図 2 は Windows Server 2003 SP2 での DISKPART ユーティリティの使用を示しています create partition primary align=64 ステートメントにより ベーシック ディスク全体を表す配置済みボリュームが作成されます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 8

9 図 2:Windows パーティションの配置操作 GPT(Global Partition Table) ディスク デバイスは 同様の方法で作成できます ディスク パーティションの配置操作の詳細については EMC Powerlink のホワイト ペーパー Using diskpar and diskpart to Align Partitions on Windows Basic and Dynamic Disks を参照してください Windows Server 2008 では 正しく配置されたパーティションが自動的に作成されるため ユーザーによる変更は必要ありません この DISKPART セッションの最終ステートメントにより ボリュームが C:\myThinDB\Data1 にマウントされます これは マウント ポイントとも呼ばれる Windows の接合ポイントを表します マウント ポイントは通常 ドライブ文字数の制限による制約を回避するために ボリュームをマウントする際に使用します Microsoft SQL Server データベース ファイルまたはトランザクション ログの場所に ドライブ文字を使用する場合とマウント ポイントを使用する場合では パフォーマンスに差がないため 適切なボリュームのマウント方法はユーザーが選択できます Windows NTFS ボリュームのフォーマット Windows サーバに LUN として提示されているシン デバイス上にボリュームを作成したら そのボリュームを Windows NTFS 形式でフォーマットする必要があります 図 3 に FORMAT.EXE コマンドのコマンド ラインでの実行例を示します Microsoft SQL Server および EMC では 64 KB の NTFS AU( アロケーション ユニット ) サイズを推奨しています この例では /A:64K オプションで表わされています Data1 マウント ポイントで使用されるボリュームには 52 GB の使用可能なストレージが割り当てられていることが分かります Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 9

10 図 3:Windows NTFS ボリュームのフォーマット クイック フォーマット オプション /Q を使用して Windows NTFS フォーマットによる実際の割り当てを行わず 作業時間を短縮することもできます ただし このコマンド ライン オプションの使用は必須ではありません このクイック フォーマット オプションを使用せずにフォーマット コマンドを実行しても 実際の割り当ては変わりません クイックではない フォーマット操作では メディア エラーを探すために ディスク デバイスのスキャンが追加されるだけです この読み取り処理では シン プール割り当ては追加発生しません 図 4 は 3 台のシン デバイスをフォーマットした後のシン プール割り当ての例です 画面では シン デバイス ( つまり Windows サーバからアクセスされる LUN) は Thin Devices セクションにリストされています これら 3 台の Symmetrix デバイス ( ) は それぞれ C:\myThinDB\Data1 C:\myThinDB\Data2 C:\myThinDB\Log にマウントされているボリュームを表しています フォーマット段階では Data1(0432) および Log(0438) に対して NTFS クイック フォーマット オプションが使用されました Data2(0435) で表わされるボリュームには クイック フォーマット オプションは使用されませんでした Data1 および Data2 は同じサイズのシン デバイスであり Log デバイスはそれらよりも物理的に小さなデバイスです Data1 と Data2 の割り当てを比較すると 両シン デバイスの Pool Allocated Tracks および Pool Written Tracks が同数であることが分かります このように クイック オプションを指定しない場合でも シン デバイスが完全には割り当てられないことが分かります Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 10

11 図 4:NTFS フォーマット操作後のシン プール表示 図 4 で プールに割り当てたデータ デバイスから シン エクステント割り当てがほぼ均等に分散されていることにも注目してください これは Enabled Devices セクションを Alloc Tracks 列に表示されています シン デバイスに対する実際の書き込み操作に基づいて 5 台のデータ デバイスのそれぞれに ほぼ均等にトラックが割り当てられています シン デバイスへの Microsoft SQL Server ファイルの展開 仮想プロビジョニングを使用して Microsoft SQL Server 2005 を展開する場合 データベース管理者が知っておく必要がある考慮事項がいくつかあります SQL Server 環境の各種データとトランザクション ログ ファイル およびその他のコンポーネントが 仮想プロビジョニング環境でどのように機能するかは コンポーネント自体およびその使用パターンによって決まります このセクションでは Microsoft SQL Server 2005 の各種コンポーネントと仮想プロビジョニング デバイスとの相互作用について説明します トランザクション ログ ファイル Microsoft SQL Server 2005 データベースを作成すると アクティブなログ ファイルがフォーマットされます ログ ファイルのすべてのページはこの時点で書き込みが行われるため ログ ファイルは初期設定の際に完全にプロビジョニングされ その後はシン エクステント割り当てが発生しません フォーマット操作により アクティブなログ ファイルはシン プール内のすべてのデバイスにわたってストライピングされること その際には Overview セクションで説明したストライピング エクステント サイズが使用されることを理解してください したがって トランザクション ログに対する書き込みの際に 1 台の物理ディスクにオーバーヘッドがかかることはあり Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 11

12 ません 特定の実装で トランザクション ログをデータ ファイルと切り離す必要がある場合 これを実現するには アクティブなログ ファイル専用に 2 つ目のシン プールを作成します SQL Server 2005 ファイルの瞬時初期化 Microsoft SQL Server 2005 では データベース作成段階の動作を変更する新しい機能が導入されました SQL Server 2005 より前の SQL Server バージョンでは すべてのデータベース ファイルおよびトランザクション ログ ファイルの各ページに書き込みが行われ すべてのデータ ファイルとトランザクション ログ ファイルのコンポーネントが完全に初期化されます SQL Server 2005 では SQL Server 環境で ファイルの瞬時初期化 が使用可能な場合 データベース作成段階ですべてのデータ ファイルを初期化する必要はなくなりました EMC Symmetrix 仮想プロビジョニングでは Microsoft SQL Server 2005( およびそれ以降 ) をファイルの瞬時初期化機能を有効にして展開することをお勧めします ファイルの瞬時初期化が含まれていない SQL Server の旧バージョンでは シン デバイス上に置かれている物理ファイルに対して エクステントが完全に割り当てられます これは SQL Server がすべてのデータ ページに書き込みを行うことに起因します Microsoft SQL Server ファイルの瞬時初期化の詳細については インストール メディアに収録されている Microsoft SQL Server 2005 Books Online マニュアル セットを参照してください ファイルの瞬時初期化を使用している場合も トランザクション ログ ファイルは完全に割り当てられます 図 5 は シン デバイス上のマウント ポイントを使用した データベース作成操作を示したものです シン デバイスを使用する場合 この T-SQL サンプルで CREATE DATABASE ステートメントによって mythindb データベースを作成する際 特別なオプションは必要ありません 図 5:SQL Server データベースの作成 Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 12

13 この T-SQL ステートメントでは 4 つの物理ファイルが作成されることに注意してください 最初のファイルはプライマリ ファイル グループであり このインスタンスでは 8 MB のみの領域で構成されます 2 つのデータ ファイル ( 各 15 GB) も作成されるように定義されています データ ファイル mythindb_data1.ndf および mythindb_data2.ndf は 定義済みの 2 つのマウント ポイントに置かれます 最後に トランザクション ログのサイズが 10 GB に定義され トランザクション ログ用に準備したマウント ポイントに置かれます 図 6 は CREATE DATABASE ステートメント実行後の シン プール デバイスおよび関連する割り当てを表示している画面です Thin Devices セクションの Symmetrix デバイス 0432 および 0435 は mythindb_data1.ndf および mythindb_data2.ndf のデータ ファイルの場所を表しています Symmetrix デバイス 0438 は トランザクション ログ ファイル mythindb_log.ldf の場所です 図 6: データベース作成後のシン プール表示 トランザクション ログ デバイス 0438 の Pool Allocated Tracks と Pool Written Tracks のカウンタの数値が データ ファイルの場所と比較してかなり高いことが分かります これは Microsoft SQL Server により 定義されたトランザクション ログ (10 GB) のすべてのページに書き込みが行われるためです つまり 各 15 GB で定義されたデータ ファイルは完全には割り当てられていないことがはっきり分かります これが Symmetrix 仮想プロビジョニングに SQL Server ファイルの瞬時初期化を推奨する理由です この機能を使用することにより 本テクノロジーの利点を最大限に活用できます 作成されたデータベースを Microsoft SQL Server 2005 Management Studio を使用して表示したものが図 7 です SQL Server がシン デバイスの使用に影響されていないこと および CREATE DATABASE ステートメントで定義したとおりにデバイスが完全に割り当てられていることに注目してください Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 13

14 図 7: 作成したデータベースの SQL Server Management Studio での表示 mythindb_data1.ndf の場所 ( およびプライマリ ファイル ) のマウント ポイントを表示すれば Windows NTFS ファイル システムで そのデータ ファイルが完全に割り当てられていると認識されていることが分かります ファイル領域割り当ては Microsoft SQL Server で作成されたファイル サイズに基づいて サイズが 15 GB であると表示されています 図 8: データ ファイルに使用したマウント ポイントの Windows NTFS 表示 SQL Server TEMPDB データベース 仮想プロビジョニングしたストレージ上に展開された Microsoft SQL Server 2005 TEMPDB ストレージの使用サイクルについて 知っておくと便利な点を説明いたします TEMPDB は単なる SQL Server データベースであるため そのデータ ファイルおよびログ ファイルのルールが適用されます トランザクション ログ ファイルは作成時にすべて割り当てられ データ ファイルは必要な場合に割り当てられます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 14

15 TEMPDB の一時領域が初めて要求されたとき 関連づけられているシン プールからシン エクステントが割り当てられます ただし データベースから一時領域がリリースされても シン エクステントの割り当ては残ります Microsoft SQL Server インスタンスを再開してもこの状態は変わりません シン プールからのエクステント割り当ては シン デバイスが存続する限り持続するからです SQL Server インスタンスを再開すると TEMPDB が再初期化されますが これはシン エクステント割り当てには影響しません シン エクステント割り当ての合計は TEMPDB の最大使用率に基づいて決まりますが TEMPDB 自体の最大サイズを超えることはありません ( ただし データ ファイルとトランザクション ログの最大値パラメータが設定されていることが前提です ) Microsoft SQL Server 自動拡張と仮想プロビジョニング Microsoft SQL Server 2005 では データ ファイルおよびトランザクション ログの自動拡張がサポートされます この機能は データベースの作成時に定義することも データベース作成後に ALTER DATABASE T-SQL ステートメントを使用して変更することもできます 通常 SQL Server 2005 の自動拡張機能と 仮想プロビジョニングの実装との関連はありません 自動拡張機能の動作は 従来の完全割り当て環境でも シン プロビジョニング環境でもまったく同じです Microsoft SQL Server および EMC では 管理者によるプロアクティブなファイル拡張管理が強く推奨される大規模環境などでは この自動拡張機能への依存を避けるよう推奨しています 自動拡張機能を使用すると データ ファイルが置かれているボリュームに利用可能な領域があれば データベースの領域不足を回避できますが ファイル グループのすべてのデータ ファイルを同時に拡張することはできません Microsoft SQL Server では ファイル グループ内にわたってテーブルやインデックス用の領域を割り当てるときに 比例的に割り当てる機能があります いずれかのデータ ファイルで自動拡張操作が実行されると そのファイルの空き領域も同じ割合で増えたと見なされるため テーブル エクステントがより多く割り当てられることになります これにより ワークロードの不均衡が生じます ファイル グループ内に複数のデータ ファイルが実装されている複雑なデータベース環境においては 割り当てとワークロード パターンを均一に分散するために ファイル グループ内のすべてのデータ ファイルを同時に手動で拡張することを強く推奨します これにより 比例的に割り当てる機能を使用しても すべてのデータ ファイルにわたってデータを均等に分散できます レプリケーションのアプローチ TimeFinder SRDF Open Replicator などの標準的な操作により Symmetrix シン デバイスで シンからシン のレプリケーションを実行できます これには TimeFinder/Snap TimeFinder/Clone SRDF/Synchronous SRDF/Asynchronous が含まれます さらに シン デバイスを使用して ホット / コールド プッシュによる Open Replicator コピー操作を制御することもできます パフォーマンスの考慮事項 仮想プロビジョニングのアーキテクチャでは 割り当てられているストレージ プール内のボリュームすべてにわたってシン エクステントが割り当てられ 自然にストライピング環境が作成されます 割り当てに使用するストレージ プールが大きくなるほど Microsoft SQL Server 2005 Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 15

16 データベースの I/O に活用できるデバイス数が増加します プール内のストレージ デバイスの保護に基づいて ストライピングのサイズは変化します データ デバイスの大きなプールを使用し これらのデバイスを他のアプリケーションと共有する可能性が生じると その結果 パフォーマンスが変動しやすくなることが考えられます つまり 物理ディスク リソースについて他のアプリケーションとの競合が生じ パフォーマンス レベルにばらつきが生じる可能性があるということです この変動が望ましくないアプリケーションがある場合は そのアプリケーション専用のシン プールを作成することもできます Symmetrix では 512 個までのシン プールをサポートします シン プールから新しいデータ エクステントを要求すると シン エクステントの場所の割り当てとフォーマットの実行中は 書き込み処理に追加レーテンシーが発生します このレーテンシーはおよそ 1 ミリ秒であり 新しいシン エクステント割り当てが必要になったときにのみ発生します 書き込みストリームがシーケンシャルな場合 最初の新規割り当てで新しいエクステント割り当てが発生し さらにストライピングが完全に書き込まれて 書き込み処理が新しいエクステントへ移行する際に 次のエクステント割り当てが発生します 不定期な追加レーテンシーをアプリケーションが許容できない場合は シン デバイスをシン プールにバインドするときに そのシン デバイスに事前にストレージを割り当てておくことをお勧めします シン プールの管理 複数のシン デバイスをサポートするために シン プールからストレージをプロビジョニングする場合 ホストには通常 基盤となるデータ デバイスでサポートされるより多くの 仮想 ストレージがプロビジョニングされます これは 仮想プロビジョニングを使用する主な理由の 1 つです ただし シン プールを使用しているアプリケーションが急速に拡張され シン プールに実在するストレージ容量を超えた容量を要求する可能性もあります この状態はオーバーサブスクリプションと呼ばれます これは望ましい状況ではありません 次のセクションでは オーバーサブスクリプションの回避ステップについて説明します シン プール モニタリング 仮想プロビジョニングには シン プールの容量消費をモニタするための手法がいくつかあります Solutions Enabler 6.5 の symcfg monitor コマンドを使用して プールの使用率をモニタできます また symcfg show pool オプションを使用すれば 現在の割り当ても表示できます SYMAPI イベント デーモンを通じて イベントしきい値をモニタすることもできます このしきい値は Symmetrix Management Console で設定できます EMC ControlCenter や Microsoft System Center Operations Manager などのデータ センター管理製品から SNMP トラップを送信してモニタを行う方法でも しきい値をモニタできます シン プール ストレージのしきい値に到達するか しきい値を超えると ストレージ アレイからイベントが発生します Symmetrix DMX アレイに適切に接続されているシステムに SYMAPI イベント デーモンが実装されている構成では このイベント デーモンが 指定されている場所へイベントを伝達します この場所には Windows イベント ログ SNMP ターゲット 定義済みログ ファイルの内 1 つまたは複数を指定できます Windows のアプリケーション イベント ログにイベントを記録する構成では しきい値に到達するか しきい値を超えると 図 9 に示す形式のイベントが記録されます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 16

17 図 9:SYMAPI イベント デーモンの Windows イベント ログ エントリー システム管理者およびストレージ管理者は シン プール用の容量を使い切らないように その容量を監視するプロセスを導入する必要があります これにより アプリケーションに影響を与えることなく プールを動的に拡張して より多くのデータ デバイスを含めることができます これらのデバイスはグループ化して シン プールを使い切る前に十分余裕を持って追加する必要があります デバイスを個別に追加すると プール内の他のデータ デバイスに空き容量がなくなったときに 新しく追加したデータ デバイスに急激に書き込み処理が集中し ディスク上にホット スポットが生じることがあります シン プールへの新しいデータ デバイスの追加は データ デバイスの初期割り当てと同じ方法で行います 詳細については セクション 付録 : 仮想プロビジョニングの例 を参照してください オーバーサブスクリプションが発生したプールの消耗 シン プールでオーバーサブスクリプションが発生して 新しいエクステント割り当てに利用できる領域がない場合 新しいデータ エクステントの割り当てが必要となるページへの書き込みが SQL Server 2005 で試行され その I/O 操作が何度も繰り返される結果となります アプリケーション イベント ログには 図 10 の形式の情報メッセージが記録されます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 17

18 図 10:SQL Server 2005 I/O 要求の情報メッセージ SQL Server 2005 では SQL Server のメモリを使い切るか 未処理の書き込みが処理可能になるまで 変更されたページをメモリのバッファに保持します シン プール ストレージの消耗の結果としてこれらのエラーがログに記録された場合 ストレージ管理者は迅速に対処する必要があります この I/O 遅延メッセージとともに Windows のシステム ログにイベント ID 11 のディスク エラーが記録されることもあります これらのエラー メッセージが発生するのは プールが不足して新しい割り当てが不可能な場合に Symmetrix ターゲットが拒否しているシン デバイスに対して 書き込み要求が行われた結果です このシン プールにデータ デバイスを追加して有効にすると Microsoft SQL Server 2005 により 未処理のすべてのデータ ページがデータ ファイルに書き込まれ データベースの通常の動作モードに復帰します シン プールで追加のストレージ領域が利用可能になった時点で 未処理の書き込み要求を再送信できるようになります その後 SQL Server からのすべての情報メッセージと ディスク イベント ID 11 メッセージが発生しなくなります データベースは Microsoft SQL Server 2005 で使用されている WAL(Write Ahead Logging) 機能により 不整合にならないように常時保護されています このホワイト ペーパーの Transaction log files セクションで述べたように トランザクション ログは バインド先のシン プールから完全な割り当てを受けています そのため トランザクション ログ自体は過剰割り当ての問題の影響を受けません トランザクションの記録は常にトランザクション ログに書き込まれ サーバが異常終了した場合であっても トランザクションの整合性は維持されます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 18

19 結論 EMC Symmetrix 仮想プロビジョニングでは シンプルで拡張がなくかつ経済的な方法により Microsoft SQL Server 2005 データベースにストレージが提供されます 特に Microsoft Windows Server 2003 を Microsoft SQL Server 2005 と組み合わせると 仮想プロビジョニングのメリットを最大限に活用するための特定の機能を利用できます Microsoft Windows の シン フレンドリ な NTFS フォーマット機能 および Microsoft SQL Server 2005 のファイルの瞬時初期化機能を使用すれば 仮想プロビジョニングの利点を最大限に引き出すことができます 仮想プロビジョニングと Microsoft SQL Server 2005 を組み合わせて使用する際の最適な構成の概要は次のとおりです Microsoft Windows Server 2003 および NTFS フォーマットによるストレージ割り当て Microsoft SQL Server 2005 構成およびファイルの瞬時初期化 ストレージの過剰割り当てがよく発生するシステム 急激な拡張が継続的に予測されるが ダウンタイムの制限があるシステム以下の状況では 仮想プロビジョニングが最適ではない場合があります シン デバイスの共通プールからの共有割り当てが望ましくないシステム データの削除と再作成が頻繁に行われるシステムで 削除された領域の再使用が基盤のデータ管理構造で許可されていないもの 未初期化ブロックへの書き込みで発生する 約 1 ミリ秒のレスポンス タイムの増加が許容されないシステム 関連資料 以下の資料は EMC.com および Powerlink から入手可能です ホワイト ペーパー New Features in EMC Enginuity 5773 for Symmetrix Open Systems Environments Using diskpar and diskpart to Align Partitions on Windows Basic and Dynamic Disks EMC Symmetrix Virtual Provisioning テクニカル ノート EMC Symmetrix Virtual Provisioning Implementation and Best Practices 仕様書 Symmetrix Virtual Provisioning Feature Specification カスタマー マニュアル EMC Solutions Enabler Symmetrix Array Management CLI Product Guide EMC Solutions Enabler Symmetrix Array Controls CLI Product Guide EMC Solutions Enabler Symmetrix CLI Command Reference 以下の製品ドキュメントは Microsoft の Web サイトで確認できます Microsoft SQL Server 2005 Books Online Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 19

20 付録 : 仮想プロビジョニングの例 以下の例は このホワイト ペーパーで説明されている環境例を作成する際に使用するコマンドの詳細を示したものです これらは例として提示されているもので EMC のベスト プラクティスを示しているわけではありません シン プールの作成 ストレージを提供するデータ デバイスを追加したり シン デバイスをプールにバインドするには 最初にシン プールを作成する必要があります 図 11 では symconfigure コマンドを使用して sql_db1 という名前のプールを作成しています 図 11: シン プールの作成 シン プールへのデータ デバイスの追加 シン プールには バインドされているシン デバイスにストレージを割り当てるための 有効なデータ デバイスが含まれている必要があります データ デバイスに対する割り当てを可能にするために デバイスを特定のプールに追加してデータ デバイスを有効にするには 図 12 に示すような symconfigure コマンドを実行します この例では 複数のデバイス範囲に対してプロセスが行われています 同様のプロセスで 個別のデータ デバイスを追加することもできます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 20

21 図 12: シン プールへのデータ デバイスの追加 プール内で現在割り当てられているデータ デバイスを表示してステータス ( 割り当てが有効かどうか ) を確認するには 図 13 に示されている形式のコマンドを使用します 図 13: シン プール内のデバイス構成の表示 プールへのシン デバイスのバインド データ デバイスが割り当てられ 特定のプール内での使用が有効化されると そのシン プールに対してシン デバイスをバインドすることができます これにより プールからのエクステント割り当てがいくつか作成され そのシン デバイスはホストからアクセスできるようになります さらに ホストがそのデバイスにアクセスするためには 必要なマッピング マスキング ゾーニングの操作を行う必要がありますが これらの操作は このホワイト ペーパーの対象範囲には含まれていません 図 14 は あらかじめ作成してデータ デバイスを設定しているシン プールに シン デバイスをバインドする操作の例です Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 21

22 図 14: シン プールへのシン デバイスのバインド シン デバイスを特定のシン プールにバインドすると シン プールにバインドされているシン デバイスだけでなく グループ内のデータ デバイスも確認できます 図 15 を参照してください ここではシン プールが過剰に割り当てられていることが分かります 表示の時点では シン デバイスには 140% のデータ デバイスが割り当てられていることが この例の Pool Subs (%) 列の最終行に表示されています この列には 現時点でのシン プール割り当てサイズに対する各シン デバイスのサブスクリプション レベルが表示されます 図 15: シン プールのデータ デバイスとシン デバイスの表示 この図からは シン デバイスをプールにバインドするプロセスで 最小限の割り当てが必要となることも分かります この割り当て量は Pool Allocated Tracks 列に表示されます Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 22

23 Microsoft SQL Server 2005 を使用する EMC Symmetrix DMX への仮想プロビジョニングの実装高度なテクノロジー 23