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技術資料

HP ProLiant サーバ

目次

概要 / 対象読者 / テスト環境の概要
  パフォーマンスと結果
  SYMANTEC NetBackupを使用したバックアップとリストア
  付録A / 付録B / 付録C
  関連情報 / ご意見をお寄せください

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『HP StorageWorks Enterprise Virtual Array 4000およびHPブレードサーバを使用したMicrosoft SQL Server 2005構成のベストプラクティス』ホワイトペーパー


パフォーマンスと結果

 
パフォーマンスの比較と結果は、ディスクグループ構成と仮想RAIDレベルの違いによって分けられます。前項で説明したように、ディスクグループ構成は、3つのストレージレイアウトで構成される異なったデータベースサイズのパフォーマンスの差異を示します。着目点は、特定のテスト構成に対して最高のパフォーマンスを実現するVRAID1になります。

VRAID1とVRAID5のパフォーマンスの比較は、ディスクグループ構成テストの後で行われます。この項では、VRAID1とVRAID5間のパフォーマンスの違いを示します。
 

パフォーマンス収集と監視

パフォーマンス測定基準は、Microsoft Windows® Performance Monitor (Windows Perfmonとも呼ばれます)を使用して収集しました。Microsoft SQL Server 2005およびEVA4000からのパフォーマンス測定基準は、Microsoft Windows Perfmonユーティリティに直接統合されます。Microsoft SQL Server 2005とEVA4000のパフォーマンス測定基準に関する詳細は、「付録C-パフォーマンス測定基準」を参照してください。
 
注記:特にMicrosoft Windows Server 2003 x64 Edition上でMicrosoft SQL Server 2005 32ビットを実行する(WOW (Windows on Windows)モード)場合など、場合によっては、Microsoft SQL Server 2005のカウンタ測定基準が表示されないことがあります。詳細については、「付録C-パフォーマンス測定基準」を参照してください。
  Microsoft Windows Performance MonitorをセットアップしてMicrosoft SQL Server 2005のパフォーマンスの表示と記録を行うには、コマンドラインからperfmon.exeを使用するか、WindowsのMMC Performanceスナップインを使用して、Windows Perfmonを起動します。Perfmonが起動し、複数の基本カウンタが選択されてSystem Monitorが動作します。Microsoft SQL Server 2005カウンタをロギングなしで表示するには、プロット領域を右クリックして[カウンタの追加]をクリックします。[パフォーマンス オブジェクト]ドロップダウンメニューが表示されます。このドロップダウンリストを使用して、Microsoft SQL Serverのカウンタまでスクロールします。図3は、このリストの例を示しています。このテストの中で監視されるパフォーマンスカウンタのリストは、付録Cを参照してください。
 
図3. Windows Performance Monitor?SQL Server 2005カウンタ
図3. Windows Performance Monitor-SQL Server 2005カウンタ
  ログを設定して長期にわたるパフォーマンスを表示させるには、Performance MMCの[カウンタ ログ]オプションをクリックします。デフォルトのログは、右側のペインにあります。右側のペインを右クリックし、[新しいログの設定]を選択します。ログ設定の名前を選択します。[全般]タブで、[カウンタの追加]を選択します。次に、[ログ ファイル]タブをクリックし、ドロップダウンメニューからログファイルタイプを選択します。バイナリが最も一般的なタイプですが、他の選択肢もいくつかあります。ログファイルのデフォルト位置を変更する場合は、[構成]ボタンをクリックして別の場所を選択してください。パフォーマンスのロギングを開始するスケジュールをセットアップするか、[手動]を選択して任意の時刻にログを実行します。これらの手順が完了したら、[OK]をクリックしてログファイルを保存します。[スケジュール]タブで[手動]オプションを選択した場合は、そのログ設定を右クリックし、[開始]を選択してパフォーマンスカウンタのロギングを開始します。

終了時に結果を表示するには、System Monitorのツールバーにあるディスクの形状をしたアイコンをクリックします。[ログ ファイル]ボタンを強調表示し、[追加]をクリックします。表示するログファイルを選択し、[データ]タブを使用して表示するカウンタを追加します。System Monitorは、[データ]タブで選択されたカウンタのログのみを表示します。特定の実行時間を表示するには、[ソース]タブを使用して[時間の範囲]を希望の時間に変更します。

EVA4000のパフォーマンス測定基準の表示は、上記の手順とほとんど同じです。異なる点は、Microsoft Windows Performance MonitorをHP StorageWorks Command Viewソフトウェアの動作するサーバから起動しなければならないことと、HP Command View EVAperfがサーバにインストールされていなければならないことです。EVAperfは、コマンドラインから実行するか、Microsoft Windows Performance Monitorに統合することができます。HP Command View EVAperfに関する詳細は、付録Cと「関連情報」の項を参照してください。
 
注記:Microsoft Windows Performance MonitorをHP Command View EVAperfの統計のバックグラウンドロギングに使用する場合は、EVA Data Collection Serviceを自動起動するように設定することをお勧めします。そのためには、サーバのMMCで[コンピュータの管理] - [サービス スナップイン]を使用して起動パラメータを変更します。

ディスクグループの比較

前述したように、EVA4000は、28台の高パフォーマンス ファイバチャネル ドライブと28台のFATAドライブを搭載した2台のHSV200コントローラで構成しました。データベースファイルとログファイルは、パフォーマンスを最大化するために28台の高パフォーマンスドライブに配置し、データベースバックアップは、使用容量を最適化するために28台のFATAドライブに配置しました。
 
注記:実際のOLTP運用環境では、ディスクグループ内の物理ディスク数がデータベースのパフォーマンスに直接影響します。
  本文書に記載されているパフォーマンス情報は、限られた量のディスクドライブを使用した、エントリレベルのEVA4000に基づいています。これらのパフォーマンステストで使用したEVA4000は、ディスクドライブを最大56台まで拡張でき、ドライブの追加に応じて、パフォーマンスはランダムI/Oの作業負荷に対してほぼ直線的に向上します。ドライブ数は、HP StorageWorks 6000 Enterprise Virtual Array (EVA6000)では最大112台、HP StorageWorks 8000 Enterprise Virtual Array (EVA8000)では最大240台まで拡張することができます。Microsoft SQL Serverストレージ環境を計画するときは、必ず、HP Microsoft SQL Server Sizerで確認してください。

【Microsoft SQL Serverのパフォーマンス結果】
図4、5は、前述の3つのストレージ構成に対する各SQL Serverデータベースのパフォーマンス結果を示しています。SQL Serverの作業負荷はOLTP負荷ジェネレータによって生成され、最大のトランザクションパフォーマンスを実現するデータベースへの継続した(ノーウェイト)負荷を生み出しています。作業負荷は、データベースボリューム全体で15ms以下の応答時間を維持するように変更されています。

図4は、各構成とデータベースサイズごとの1秒あたりの合計IOを示しています。このハードウェア環境では、合計IO/秒は、1つのディスクグループの結果に対して約5100〜5200 IO/秒が最高値のように見えることに注意してください。この結果は、予測どおりのもので、EVA4000構成内の物理ディスク数(28)とそれらが処理できるIO量に起因しています。この割合では、各ディスクは、約180 IOPSで動作しています。EVAおよびディスクグループに物理ディスクを追加すると、ディスクグループ全体のIOPS数が増加します。
 
図4. Microsoft SQL Serverの合計IO/秒
図4. Microsoft SQL Serverの合計IO/秒
  図5は、1秒あたりのトランザクションとデータベースボリュームのバッファキャッシュヒット率を示しています。データベースサイズは、1秒あたりのトランザクション数とバッファキャッシュヒット率に重大な影響を与えました。このグラフは、データベースサイズが小さくなるほどディスク全体のレイテンシが減少し、1秒あたりのトランザクション数の増加と、バッファキャッシュヒット率の向上が可能になることを示しています。ここでは、物理ディスクの数が、データベース サイズが大きくなるほどパフォーマンスが低下するということに関係しているよう見えますが、これはスピンドルを追加してストレージアレイ全体のI/O量を増やすことで補正できると考えられます。これは、サーバパフォーマンスの低さを意味しているわけではありません。
 
図5. Microsoft SQL Serverのトランザクション/秒およびバッファキャッシュヒット率
図5. Microsoft SQL Serverのトランザクション/秒およびバッファキャッシュヒット率
  分割されたディスクグループでは、パフォーマンスの違いはほとんどありません。データファイルを4つの仮想ディスクに分散することによって、100GBのデータベースでのパフォーマンスが、最大でも約15%増加するだけです。分割されたディスクグループと比較すると、1つのディスクグループ構成の方が、より大きなパフォーマンス向上が見られます。仮想ディスクを1つのディスクグループに配置し、より多くの物理ディスクにIOを分散することで、最大で約39%パフォーマンスが向上します。

【EVA4000のパフォーマンス結果】
EVA4000のパフォーマンスは、EVAperfを使用して収集し、読み取ります。すべてのEVAperfカウンタのリストは、付録Cを参照してください。図6のデータは、EVA4000システムでのストレージ構成のパフォーマンスへの影響を示しています。グラフ用のデータは、EVAperf-HP EVAストレージ アレイ オブジェクトから取得されたものです。EVA4000上には、Microsoft SQL Serverデータベースを実行するための負荷以外のアクティビティはありません。

図6は、ストレージ構成ごとのEVAストレージアレイの合計ホスト要求/秒(読み取りおよび書き込み)を示しています。分割された2つのディスクグループ構成間には、ほとんど違いがありませんが、単一のディスクグループ構成とでは大きな違いがあります。このデータは、前述のMicrosoft SQL Serverパフォーマンス結果で示されている情報を採用しています。
 
図6. EVA4000の合計ホスト要求/秒
図6. EVA4000の合計ホスト要求/秒
  この設定では、データファイルとログファイルを別々のディスクグループに分けるパフォーマンス上の利点がないことは明らかです。別々のディスクグループを使用したどちらの例も、同様の結果を示しており、単一のディスクグループを使用した例ほど優れたパフォーマンスを発揮していません。グラフでは、2つの分割されたディスクグループ構成間のパフォーマンスの差は、最大でも17% しかありません。しかし、さらに重要なのは、EVA4000上でより高いパフォーマンスを示した単一のディスクグループと、分割されたディスクグループを比較すると、パフォーマンスに約38% もの差があることを示していることです。
 
ベスト プラクティス:限られた物理ディスクを使用したストレージ構成で最適なパフォーマンスを実現するには、すべてのディスクを1つのディスクグループに集約し、できるだけ多くのスピンドルにIOを分散するのが最善です。
  このタイプの構成で28台すべてのディスクを1つのディスクグループに置くことの利点は、データベースファイルを28台すべてのディスクに分散できるため、より優れたパフォーマンスを得られることです。複数のディスクグループ構成では、1つのディスクグループに対するEVAの物理ディスク要件(ディスクグループあたり最低8台の物理ディスクが必要)によって、データファイルを20台のディスクにしか分散できません。より規模の大きいEVA構成(2C6Dまたは2C12D)では、ディスクグループで使用できる物理ディスクの数が多くなるため、パフォーマンスへの影響は大幅に減少します。その場合は、データベースファイルとログファイルを別々のディスクグループに分け、可用性を向上させる方が良いでしょう。

VRAID1とVRAID5の比較

仮想RAIDの比較では、VRAID1およびVRAID5用に構成されたときのEVA4000のパフォーマンス結果を考察します。この項で示されている値は、前項で最も高いパフォーマンスを示した構成である、単一のディスクグループ ストレージ構成から採用したものです。

いずれのVRAIDレベルでもパフォーマンスの低下が見られ、VRAIDによりフォールト トレランスと冗長性が向上する利点が活かせません。どちらの場合も、書き込み要求とデータ転送が増加した結果として、こうしたパフォーマンスの低下が発生しています。VRAID1では、データブロックおよびそれに対応するミラーブロックへの2つの書き込みが必要です。VRAID5では、元のデータとパリティブロックを読み取る2つのデータ転送と、新しいデータとパリティブロックを書き込む2つのデータ転送の、4つのデータ転送が必要です。ほとんどのデータベース環境において、VRAID1のパフォーマンスがVRAID5を上回ることが予想されました。次のデータは、その予想を裏付けています。VRAID1とVRAID5のどちらを使用するかは、通常、容量の必要性に従って選択します。VRAID1の方が高いパフォーマンスをもたらすとはいえ、そのパフォーマンスは容量の犠牲のもとに成立します。VRAID5のパフォーマンスはVRAID1に比べると劣りますが、容量をそれほど犠牲にすることはありません。たとえば、1TBのローディスク領域では、VRAID1では500GBですが、VRAID5では約750GBの領域が可能です。この250GBの差は、パフォーマンスと容量のどちらを優先してストレージ環境を構築するかの判断材料になります。

図7は、ファイルサイズと使用可能容量におけるVRAID5とVRAID1の比較です。このグラフでは、1TBのファイルサイズを比較しており、VRAID5はVRAID1よりも409GB多くの容量が使用可能なことを示しています。
 
図7. ファイルサイズと使用可能容量の比較
図7. ファイルサイズと使用可能容量の比較
  図8は、サーバに見られるVRAID5のスループットとVRAID1のスループットの関係を示しています。このグラフは、サーバによる合計IO、読み取り、およびシステムLUNへの書き込みを示しています。VRAID1を使用することで、大幅なパフォーマンスの向上が見られます。パリティビットへの大量の書き込みと計算によってVRAID5が使用するパフォーマンスのオーバーヘッドを勘案すると、この結果は予想どおりのものです。
 
図8. VRAID1とVRAID5の比較-サーバIOスループット
図8. VRAID1とVRAID5の比較-サーバIOスループット
  IO/秒およびMB/秒の両方のサーバスループットにおいて、VRAID5よりもVRAID1の方が優れたパフォーマンスを示しました。1TBデータベースでは、VRAID1のパフォーマンスがVRAID5を約18% 上回っています。100GBデータベースでは、約31% も高いパフォーマンスを示しています。

図9は、EVAストレージアレイ-合計ホスト要求/秒を示しています。
 
図9. VRAID1とVRAID5の比較- EVAストレージアレイ合計ホスト要求/秒
図9. VRAID1とVRAID5の比較- EVAストレージアレイ合計ホスト要求/秒
  サーバの場合と同様に、EVA4000上のパフォーマンスでも、VRAID1はVRAID5と比較して格段に優れたスループットを示しました。100GBデータベースでは、VRAID1がVRAID5よりも約30% 高いパフォーマンスを示し、1TBデータベースでも、約20% 上回るパフォーマンスを示しています。

EVA4000の新しいコントローラテクノロジは、EVA3000の2倍のキャッシュミラーポートを使用してI/Oパフォーマンスを向上させることによって、スループットを高めます。このテクノロジは、他のアレイテクノロジと比較して、VRAID5のパフォーマンスの低下を大幅に抑制します。しかし、Microsoft SQL Server OLTPデータベース環境では、VRAID1がVRAID5をパフォーマンスの点で上回るのは明らかです。
 
ベスト プラクティス:EVA4000上でMicrosoft SQL Server 2005データベースディスクとログディスクの最適なパフォーマンスを得るには、VRAID1を選択してください。VRAID5は、パフォーマンスをある程度犠牲にしてでもディスク容量を確保したい場合に選択してください。

全体的な評価-サーバとストレージ


【サーバの評価】
サーバとストレージ リソースが明らかに釣り合っていないことわかりました。ピーク時のトランザクション/秒で実行中にサーバのプロセッサ使用率を調べることによって、この構成で使用されているHP ProLiant BL45pブレードサーバはハイスペックすぎる可能性があることが明らかになりました。BL45pブレードサーバは、1TBデータベースのようなエンタープライズサイズのデータベースを実行する場合には正しい選択ですが、このテストでは、CPUとメモリが十分に使用されませんでした(表2参照)。CPUの使用率は非常に低く、サーバメモリの使用率は73% でした。これは、73% をSQL Serverに直接割り当てているためです。
  表2 BL45pリソースの使用率 - VRAID1 単一のディスクグループのテスト
DBサイズ CPU使用率 メモリの割り当て率
100GB 12.4 73
250GB 8.6 73
500GB 7.6 73
1TB 6.2 73
  所定のストレージ環境に対する適切なサーバを決定する1つの方法は、HP Active Answers ToolsサイトにあるHP ProLiant Transaction Processing Sizer for Microsoft SQL Server 2000を使用することです (「関連情報」の項を参照)。この文書の執筆時点では、ProLiant Sizer for Microsoft SQL Server 2005はまだ開発中ですが、現在のSizer for Microsoft SQL Server 2000は、サーバのリソースを正確に表示します。Sizerを使用すると、データベースサイズとトランザクションの作業負荷に基づいて、お使いのMicrosoft SQL Server環境に適したProLiantサーバを決定することができます。

図10 は、 ProLiant Sizer for Microsoft SQL Server 2000 の出力を示しています。
 
図10. ProLiant Transaction Processing Sizer for Microsoft SQL Server 2000
図10. ProLiant Transaction Processing Sizer for Microsoft SQL Server 2000
  データベースサイズとトランザクションの作業負荷の入力に従って、特定のデータベースサイズに対して表3のようなサーバオプションが表示されます。
  表3
DBサイズ サーバオプション1 サーバオプション2
100GB ProLiant DL385 1P 6144MB RAM ProLiant BL20p G3 2P 6144MB RAM
250GB ProLiant DL385 1P 14336MB RAM ProLiant BL20p G3 2P 14336MB RAM
500GB ProLiant DL580 G3
Intel® Xeon™ 1P 28672MB RAM
ProLiant BL25p 1P 28672MB RAM
1TB ProLiant DL580 G3
Xeon 1P 32768MB RAM
ProLiant BL45p 2P 32768MB RAM
  ProLiant Sizerのもう1つの重要な機能は、拡張計画です。将来の計画を立てる場合に、トランザクションとデータベースサイズの予測される拡張を0〜100% で計算するオプションがあります。

【ストレージの評価】
このハードウェア構成(2C4D、28台のデータベースディスクおよび28台のバックアップディスク)では、Microsoft SQL Serverのデータファイルとログファイルを同じディスクグループ内の仮想ディスクに置くことに大きなパフォーマンス上の利点があることは明白です。一般に、物理ディスクの量が問題にならない大規模なEVA環境では、データファイルとログファイルを別のディスクグループに分けて、EVA仮想ディスクへのランダムおよびシーケンシャルデータ転送を隔離することをお勧めします。しかし、物理ディスクの数が限られており、予算の制約によってストレージ容量を増やすことができない環境では、このアプローチがベストプラクティスです。

また、EVA4000が提供するキャッシュおよび仮想化強化機能を加味しても、VRAID1仮想ディスクのパフォーマンスがVRAID5のパフォーマンスよりも優れていることは明白です。可能であれば、データファイルとログファイルをVRAID1ボリュームに配置することをお勧めします。これがEVA4000のベストプラクティスと考えられます。

パフォーマンスの観点から、EVA4000に見つかった唯一のボトルネックは、データベースに割り当てられる物理ディスクの数です。トランザクション/秒とバッファキャッシュヒット率のグラフ(図5)からも明らかなように、データベースサイズが増加するにつれて1秒あたりのトランザクション数およびバッファキャッシュヒット率は減少します。作業負荷は、データベースボリューム全体で15ms以下の応答時間を維持しなければなりません。グラフのデータは、データベースサイズが増加するにつれて応答時間も増加し、15ms以下の応答時間を維持するために作業負荷を抑制しなければならず、1秒あたりのトランザクション数が減少したことを示しています。

今後のテストでは、物理ディスクを追加してこの環境をスケールアウトするか、より大きなディスク構成でEVA6000またはEVA8000を使用してスケールアップすることも予定しています。ストレージ環境のサイズを決定するには、HP StorageWorks Sizerを使用してください(「関連情報」の項を参照)。HP StorageWorks Sizerは、ダウンロード可能なツールで、完全なストレージ環境のサイズを決定するために使用することができます。

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