Настройка энергонезависимой памяти (PMEM) для SQL Server на Linux

  • Статья

Применимо к:SQL Server — Linux

В этой статье описывается настройка постоянной памяти (PMEM) для SQL Server 2019 (15.x) и более поздних версий в Linux.

Обзор

SQL Server 2019 (15.x) представил множество функций в памяти, использующих постоянную память. В этой статье рассматриваются действия, необходимые для настройки постоянной памяти для SQL Server на Linux.

Примечание.

Термин просвещение был введен для того, чтобы описать понятие работы с файловой системой, поддерживающей энергонезависимую память. Прямой доступ к файловой системе из приложений в пользовательском пространстве упрощается с помощью сопоставления памяти (mmap()). При создании сопоставления памяти для файла приложение может выдавать инструкции по загрузке или хранению, полностью обходя стек ввода-вывода. Это считается "просвещенным" методом доступа к файлам с точки зрения приложения расширения узла (который позволяет SQLPAL взаимодействовать с ОС Windows или Linux).

Создание пространств имен для устройств PMEM

Настройка устройств

В Linux используйте служебную программу ndctl.

  • Установите ndctl, чтобы настроить устройство PMEM. Его можно найти здесь.
  • Используйте ndctl для создания пространства имен. Пространства имен чередуются между микросхемами NVDIMM в PMEM и могут предоставлять различные типы доступа пользовательского пространства к областям памяти на устройстве. fsdax используется для SQL Server по умолчанию и в качестве предпочтительного режима.
ndctl create-namespace -f -e namespace0.0 --mode=fsdax --map=dev

Мы выбрали режим fsdax и используем системную память для хранения метаданных страниц. Рекомендуем использовать --map=dev. Этот параметр сохраняет метаданные непосредственно в пространстве имен. Хранение метаданных в памяти --map=mem используется экспериментально в настоящее время.

Проверьте пространство имен с помощью ndctl.

Пример выходных данных:

# ndctl list -N
{
  "dev":"namespace0.0",
  "mode":"fsdax",
  "map":"dev",
  "size":4294967296,
  "sector_size":512,
  "blockdev":"pmem0",
  "numa_node":0
}

Создание и подключение устройства PMEM

Пример с использованием XFS

mkfs.xfs -f /dev/pmem0
mount -o dax,noatime /dev/pmem0 /mnt/dax
xfs_io -c "extsize 2m" /mnt/dax

Пример с использованием EXT4

mkfs.ext4 -b 4096 -E stride=512 -F /dev/pmem0
mount -o dax,noatime /dev/pmem0 /mnt/dax

Технические вопросы

  • Блокировка выделения 2 МБ для XFS/EXT4, как описано ранее
  • Неправильное согласование между выделением блоков и mmap приводит к автоматическому переходу на значение 4 КБ.
  • Размер файлов должен быть кратным 2 МБ (делиться на 2 МБ без остатка).
  • Не отключать прозрачные огромные страницы (THP) (включено по умолчанию в большинстве дистрибутивов)

После настройки устройства с ndctlпомощью , создания и подключения можно поместить файлы базы данных в него или создать новую базу данных.

Файлы данных SQL Server (MDFS, NDFS) и tempdb файлы можно хранить на устройстве PMEM при настройке режима fsdax с помощью следующей команды. Не используйте это для хранения файлов журнала SQL Server (LDFS), так как журнал транзакций должен находиться в хранилище, которое обеспечивает атомарные гарантии сектора:

ndctl create-namespace -f -e namespace0.0 --mode=fsdax --map=dev

При настройке параметра map в приведенной выше команде учитывайте следующие моменты.

  • Чтобы обеспечить оптимальную производительность доступа к записям страниц NVDIMM для этого устройства и их обновления, лучше использовать -map=mem.
  • Если емкость устройства NVDIMM слишком велика (больше 512 ГБ), задайте значение –map=dev, которое уменьшит пропускную способность ввода-вывода и снизит производительность.

Для файлов журналов SQL Server на устройствах PMEM следует использовать сектор или таблицу перевода блоков (BTT). Это обеспечивает для этой технологии запоминающих устройств атомарность секторов, необходимую для файлов журналов SQL Server. Мы также рекомендуем выполнить проверку производительности рабочей нагрузки. Вы можете сравнить производительность журналов SQL Server для рабочей нагрузки между этим решением и лучшими в классе SVMe SSD, а затем выбрать решение, которое наилучшим образом соответствует вашим потребностям и обеспечивает лучшую производительность.

ndctl create-namespace -f -e namespace0.0 --mode= sector

Отключение принудительного очистки

Так как устройства PMEM безопасны (прямые O_DIRECT операции ввода-вывода), вы можете отключить принудительное удаление.

Примечание.

Система хранения может убедиться, что все кэшированные или промежуточные записи считаются безопасными и устойчивыми, гарантируя, что записи, выданные устройству, сохраняются на носителе, который будет сохраняться в системных сбоях, сбросах интерфейса и сбоях питания, а сам носитель является аппаратным избыточным.

  • Файлы журнала баз данных (.mdf и .ndf) и журналов.ldf транзакций () не используются writethrough и alternatewritethrough по умолчанию в SQL Server 2017 (14.x) с накопительным пакетом обновления 6 и более поздних версий, так как они используют принудительное поведение очистки. Флаг трассировки 3979 отключает использование принудительного очистки для файлов базы данных и журналов транзакций и использует логику writethroughalternatewritethrough .

  • Другие файлы, открытые с помощью FILE_FLAG_WRITE_THROUGH SQL Server, такие как моментальные снимки базы данных, внутренние моментальные снимки для согласованности баз данных проверка (DBCC CHECKDB), файлы трассировки профилировщика и расширенные файлы трассировки событий, используют writethrough и alternatewritethrough оптимизации.

Дополнительные сведения об изменениях, представленных в SQL Server 2017 (14.x) CU 6, см. в КБ 4131496. Дополнительные сведения о внутренних внутренних элементах принудительного доступа к единицам (FUA) см. в разделе "Внутренние компоненты FUA".

SQL Server и возможность принудительного доступа к модулям (FUA) в подсистеме ввода-вывода

Некоторые версии поддерживаемых дистрибутивов Linux обеспечивают поддержку возможностей подсистемы ввода-вывода FUA, которая обеспечивает устойчивость данных. SQL Server использует функцию FUA для обеспечения высокой эффективности и надежного ввода-вывода для рабочих нагрузок SQL Server. Дополнительные сведения о поддержке FUA дистрибутивом Linux и его влиянии на SQL Server см. в статье SQL Server On Linux: внутренние внутренние компоненты принудительного доступа к единицам (FUA).

SUSE Linux Enterprise Server 12 с пакетом обновления 5 (SP5), Red Hat Enterprise Linux 8.0 и Ubuntu 18.04 представили поддержку возможностей FUA в подсистеме ввода-вывода. Если вы используете SQL Server 2017 (14.x) с накопительным пакетом обновления 6 и более поздних версий, следует использовать следующую конфигурацию для высокой производительности и эффективной реализации операций ввода-вывода с помощью FUA by SQL Server.

Используйте эту рекомендуемую конфигурацию, если выполнены следующие условия.

  • SQL Server 2017 (14.x) CU 6 и более поздних версий

  • Дистрибутив Linux и версия, поддерживающие возможности FUA (начиная с Red Hat Enterprise Linux 8.0, SUSE Linux Enterprise Server 12 с пакетом обновления 5 (SP5) или Ubuntu 18.04)

  • Файловая система XFS для хранилища SQL Server

  • подсистема служба хранилища и (или) оборудование, которое поддерживает и настраивается для возможностей FUA

Рекомендуемая конфигурация:

  1. Включите флаг трассировки 3979 в качестве параметра запуска.

  2. Используйте mssql-conf для настройки control.writethrough = 1 и control.alternatewritethrough = 0.

Для почти всех остальных конфигураций, которые не соответствуют указанным выше условиям, рекомендуется приведенная ниже конфигурация.

  1. Включите флаг трассировки 3982 в качестве параметра запуска (который используется по умолчанию для SQL Server в экосистеме Linux) и убедитесь, что флаг трассировки 3979 не включен в качестве параметра запуска.

  2. Используйте mssql-conf для настройки control.writethrough = 1 и control.alternatewritethrough = 1.

Поддержка FUA для контейнеров SQL Server, развернутых в Kubernetes

  1. SQL Server должен использовать сохраненное подключенное хранилище, а не overlayfs.

  2. Хранилище должно использовать файловую систему XFS и поддерживать FUA. Перед включением этого параметра следует работать с поставщиком дистрибутива и хранилища Linux, чтобы убедиться, что подсистема ОС и хранилища поддерживает параметры FUA. В Kubernetes можно запросить тип файловой системы с помощью следующей команды:<pvc-name>PersistentVolumeClaim

    kubectl describe pv <pvc-name>

    В выходных данных найдите fstype значение XFS.

  3. Рабочий узел, на котором размещены модули pod SQL Server, должен использовать дистрибутив Linux и версию, которая поддерживает возможности FUA (начиная с Red Hat Enterprise Linux 8.0, SUSE Linux Enterprise Server 12 SP5 или Ubuntu 18.04).

Если выполнены указанные выше условия, можно использовать следующие рекомендуемые параметры FUA.

  1. Включите флаг трассировки 3979 в качестве параметра запуска.

  2. Используйте mssql-conf для настройки control.writethrough = 1 и control.alternatewritethrough = 0.

Связанный контент