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  • 1. 2014 SharePointを支える SQL Server2014最新情報 2014.2.22 株式会社 CSK Winテクノロジ 技術フェロー特別役員 熊澤 幸生 Copyright© CSK WinTechnology Corporation
  • 2. Agenda SQL Server のこれまでと今後  SharePoint の基盤設計と設定  本稼働後の性能監視  まとめ  Copyright© CSK WinTechnology Corporation 1 2014
  • 3. 自己紹介  1977年に富士通メインフレームで初めてデータベースと出会う   1979年-1983年米国駐在 日系企業全米オンラインシステム構築に従事   データ主導型アーキテクチャを学ぶ(リポジトリによるメタデータ管理:IDMS/R) メインフレーム上で大規模DB設計とチューニングを数多く経験   自動車会社 割賦販売システム用DB移行プロジェクト 運送会社 貨物追跡システム等を構築 1994年アスキーNT(現 ㈱CSK Winテクノロジ)設立に参加    株主 : アスキー、マイクロソフト、NTT データ、CSK 、みずほ銀行 Windows Server と SQL Server に特化し、教育、構築に従事 現在 SQL Server 上のDBコンサルティングとチューニングに従事 ㈱CSK Winテクノロジ 技術フェロー特別役員 Microsoft MVP – SQL Server (2007.4 – 2014.3)  Microsoft Press インサイド SQL Server 2005 シリ-ズ監修  日本マイクロソフト株式会社 SQL Server 技術顧問 (2008.7 - )    Copyright© CSK WinTechnology Corporation 2 2014
  • 4. SQL Server の歴史  第一世代 1994 - 1998  SQL Server 4.2 / 6.0 / 6.5  Sybase 社から技術提供を受け、Windows NT Server 上に移植   第二世代 1998 - 2005  SQL Server 7.0 / 2000  Dr. Jim Gray / Dave Campbell 氏らを迎えアーキテクチャを刷新     8KB/ページ 64KB/エクステント 行ロックの導入 SQLOSの採用 Analysis Service / ETL の提供開始 / XML のサポート 第三世代 2005 - 2012  SQL Server 2005 / 2008 / 2008R2         2KB/ページ 16KB/エクステント ページロック IA32 から x64 への移行 NUMA アーキテクチャの拡張 クエリー並列処理機能の強化 動的管理ビューによる内部動作と問題点の可視化 ラージオブジェクト格納への対応 BI 機能の強化 パラレル・データ・ウェアハウス 第四世代 2012  SQL Server 2012  Non Clustered ColumnStore Index  Read Only  Always On : HA DR 機能の強化 Power View : Self Service BI 機能の強化 FileTable : NTFSファイルとディレクトリの統合  Clustered Columnstore Index    SQL Server 2014    Insert / Update / Delete を透過的に処理可能 インメモリー OLTP (Hekaton) SSD バッファープール拡張機能 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 3 2014
  • 5. Dr. Jim Gray 行方不明に 1966年カルフォルニア大学バークレー校卒業 1995年 IBM / タンデム を経てマイクロソフトに入社 1998年 DB と トランザクション処理に関して、チューリング賞を受賞 1998 年、2005 年に来日 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 4 2014
  • 6. Dr. Jim Gray の後継者出現  Dr. David J. DeWitt Technical Fellow, Data and Storage Platform Division Microsoft Corp. 2008.3 入社 University of Wisconsin – Madison 校 Computer Sciences Department 教授  Teradata を開発し、NCRに売却  Microsoft Jim Gray Systems Lab 創設者   大規模リレーショナル型DHWのアーキテクチャ を設計 (パラレル DWH)   SQL Server 2008 R2 PDWH 開発に貢献 カラム・ストアー インデックスを実装 5 2014
  • 7. バランスド システムとは  SQL Server リレーショナルエンジンに最適化された ハードウエア構成   考慮すべき構成要素 (共有リソース)       プロセッサ メモリ ストレージ サブシステム ネットワーク SQL Server 専用サーバー上に配置する   リファレンス アーキテクチャ トランザクション処理用と、DWH系は、分離したサーバー上に 配置する 将来のトランザクション ベースラインを明確化する SQLOS の内部動作を理解する Copyright© CSK WinTechnology Corporation 6 2014
  • 8. プロセッサの選定   主流は、x 64 アーキテクチャ NUMA アーキテクチャ サポートの有無  NUMA 対応 CPU     マルチコア化が今後も加速       Intel Xeon E3 / E5 / E7 シリーズ AMD Opteron CPU ソケット内にローカル メモリ コントローラーと複数の 高速インターコネクトを内蔵 Intel Xeon E3 4 Core/ソケット Intel Xeon E5 8 Core/ソケット Intel Xeon E7 V2 15 Core/ソケット AMD Opteron 16 Core/ソケット クロック数と、キャッシュサイズも重要 CPU 占有率の監視より、コア数不足 (SQLOS スケジューラと 1: 1) を監視する Copyright© CSK WinTechnology Corporation 7 2014
  • 9. 必要なメモリサイズの考え方     SQL Server 2000 では、最もクリティカルな 共有リソースだった 現在 x64 64 ビットアドレス方式が主流 SQL Server 2012 Enterprise Edition は、最大 4TB の メモリ空間を利用可能 SQL Server 2012 からメモリーの利用方法が大きく変更された  8 KB Page vs Large page  リソースガバナーを利用してインメモリー OLTP と ColumnStore Index に対応  必要な物理メモリサイズは?  NUMA アーキテクチャの場合   SMP アーキテクチャの場合   NUMA ノードあたり 32–64 GB を推奨 CPU 物理コアあたり、4 GB をスタートラインに OLTP の場合、ユーザー DB 容量の 10% を目安に メモリ見積もりを実施する Copyright© CSK WinTechnology Corporation 8 2014
  • 10. ストレージ サブシステムの選定  接続方法     HBA 経由ファイバー チャネル接続 (複数の HBA による MPIO 構成を推奨する) iSCSI DAS / PCI 直結型 (高信頼性 SSD : Violin Memory Array / fusion I/O) デバイスタイプ  処理スピード順 (目的別の階層化を考慮)   トランザクション ログ    複数の高回転 (15,000 rpm) デバイスを利用 DWH   順アクセスの書込み処理 (1,000 IOPS/物理ドライブ) トランザクション処理   SSD/FC ディスク/SAS/SATA 大容量の中速ディスクを利用 容量より、回転数と物理ディスクの数が重要 RAID 1 + 0 を推奨 (4 + 4) 2 LUN (ユーザー データ領域、tempdb 領域)  (3 + 3) 2 LUN (トランザクション ログ領域、Index 領域)  搭載する物理ディスク数は、データ ボリュームとトランザクション負荷により決定する  Copyright© CSK WinTechnology Corporation 9 2014
  • 11. 次世代のパフォーマンスを実現する Flash Memory  Database on the Memory  HDD vs. Flash Memory (SSD) *1 1TB Random Read (8K) – 約 20 倍高速に 1TB Random Write (8K) – 約 10 倍高速に HDD < Copyright© CSK WinTechnology Corporation SSD *1 比較対象のストレージ詳細 SSD Violin Memory Array 3205 HDD CX4-240 (SAS 15K 450GB HDD x10 RAID10) SQLIO を利用した自社社内検証結果より 10 2014
  • 12. Flash Memory SSD の適用分野 仮想環境基盤のストレージサブシステム  データベース アプリケーション基盤  スタースキーマ  多次元データベース  商品点数と顧客数の多いコマースサイト用 データベース  生産管理用 BOM と MRP バッチ処理の短縮化  データベースの論理設計と物理設計ノウハウが 重要となる  DWH Copyright© CSK WinTechnology Corporation 11 2014
  • 13. SQL Server と NUMA ノード CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU メ モ リ CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU CPU メモリー コント ローラ メ モ リ メモリー コント ローラ メ モ リ メモリー コント ローラ メ モ リ メモリー コント ローラ インターコネクト Windows Node No Node 0 Node 1 Node 2 Node 3 SQLOS Node No Node 1 Node 0 Node 2 Node 3 SQLOS グローバル・ リソース システムノード 12 SQLOS ユーザノード SQLOS ユーザノード OS グローバル・ リソース SQLOS ユーザノード Copyright© CSK WinTechnology Corporation 2014
  • 14. 2/19 Xeon E7 V2 発表 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 13 2014
  • 15. 4 ソケット 60 物理コア 2,000 User Copyright© CSK WinTechnology Corporation 14 2014
  • 16. SQL Server サービス起動ログ                                        Configuration option 'max degree of parallelism' changed from 0 to 15. Run the RECONFIGURE statement to install. Configuration option 'show advanced options' changed from 0 to 1. Run the RECONFIGURE statement to install. Starting up database 'Northwind'. Configuration option 'show advanced options' changed from 0 to 1. Run the RECONFIGURE statement to install. Service Broker manager has started. The Database Mirroring endpoint is in disabled or stopped state. The Service Broker endpoint is in disabled or stopped state. Starting up database 'tempdb'. Clearing tempdb database.'. The resource database build version is 11.00.2100. Starting up database 'mssqlsystemresource'. Starting up database 'msdb'. Resource governor reconfiguration succeeded. CLR version v4.0.30319 loaded. Lock partitioning is enabled. Using dynamic lock allocation. Initial allocation of 2500 Lock blocks and 5000 Lock Owner blocks per node. Node configuration: node 3: CPU mask: 0x0fffe00000000000:0 Active CPU mask: 0x0fffe00000000000:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. Node configuration: node 2: CPU mask: 0x00001fffc0000000:0 Active CPU mask: 0x00001fffc0000000:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. Node configuration: node 1: CPU mask: 0x000000003fff8000:0 Active CPU mask: 0x000000003fff8000:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. Node configuration: node 0: CPU mask: 0x0000000000007fff:0 Active CPU mask: 0x0000000000007fff:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. Machine supports memory error recovery. SQL memory protection is enabled to recover from memory corruption. Large Page Allocated: 32MB Large Page Allocated: 32MB Large Page Allocated: 32MB Large Page Allocated: 32MB Using locked pages in the memory manager. Detected 1048419 MB of RAM. SQL Server detected 4 sockets with 15 cores per socket and 15 logical processors per socket<c/> 60 total logical processors; using 60 logical processors based on SQL Server licensing. The service account is 'NX7700X¥Administrator'. Authentication mode is WINDOWS-ONLY. System Manufacturer: 'NEC'<c/> System Model: 'Express5800/A2040b [NE3400-001S]'. Server process ID is 5304. Microsoft SQL Server 2012 - 11.0.2100.60 (X64) <nl/> Feb 10 2012 19:39:15 <nl/> Copyright (c) Microsoft Corporation<nl/> Enterprise Edition: Core-based Licensing (64-bit) on Windows NT 6.2 <X64> (Build 9200: ) Copyright© CSK WinTechnology Corporation 15 2014
  • 17. PASS Summit 2013 at Charlotte Copyright© CSK WinTechnology Corporation 16 2014
  • 18. ハードウエアトレンド (CPU と Memory) キーワード   メニーコアを念頭においた並列処理化   NUMA を最大限に活用する DBMS エンジン インメモリーテクノロジの活用  ColumnStore Index と OLTP インメモリーエンジン ムーアの法則 トランジスタ数/コア 頭打ち クロック数増加の失速 発熱対策は限界 クロック当たりの処理能力 (ILP) は伸びず $ per GB of PC Class Memory Chart reference http://www.gotw.ca/publications/concurrency-ddj.htm Copyright© CSK WinTechnology Corporation RAM コストの低下 17 10000 100 1 1990 1991 1992 1993 1994 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2000 2001 2002 2004 2005 2007 2008 2009 2011 US$/GB 1000000 2014
  • 19. 第四世代 SQL Server RDB (1)  インメモリー機能の活用  インメモリー OLTP エンジン    インデックス情報とデータをメモリー上に保持する 従来のバッファーキャッシュとは異なる カラムストアーインデックス     DWH の不定型検索処理や集計処理に最適 ビットマップインデックスの採用 データ圧縮機能によりインメモリー化に貢献 カラム(列)単位の検索処理と集計処理を、インメモリーテクノロジーを活用し 、高速化する    バッチ処理モード 従来の統計情報を利用しない実行プランの生成 導入されたテクノロジー  SQL Server 2012    従来型の行ストア型テーブルに、非クラスタカラムストアインデックスを付与する ヒープ構造のテーブルを、直接クラスタカラムストアインデックスに変換する SQL Server 2014 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 18 2014
  • 20. インメモリ OLTP アプリケーション SIP (株式情報処理) –高ボリュームのリ アルタイム取引データを取り、売買が終 わった後に市場株式価格を公開。待機時 間は 0.5 ミリ秒以下であることが要求さ れる。 SQL Server に統合され、最新ハードウェア のトレンドに合わせて設計された新しい高パ フォーマンスのメモリ最適化 OLTP エンジン SQL Server リレーショナル データベース に統合 インメモリ OLTP ソリューション 完全な ACID サポート テーブル上の競合がなく、ネイティブに メモリ最適化インデックス コンパイルされたコードからのパス長が (B ツリーおよびバッファー プールなし) 短いので、アプリケーションは 0.4 ミリ 秒の予測可能なエンド ツー エンドの待 ブロック不可マルチバージョン 機時間を達成 オプティミスティック同時実行制御 (ロック/ラッチなし) 待機時間 (ミリ秒) ネイティブ コードにコンパイルされた T-SQL お客様の利点: • 短い待機時間 SQL Server 待機時間 (ミリ秒) • 最大 10 倍のパフォーマンス向上 2008 SP1 • 2 ~ 5 倍のスケーラビリティ向上 SQL Server • SQL Server の投資を活用 2014 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 19 0 0.5 1 1.5 2014
  • 21. SBI リクイディティマーケット様 事例  http://www.microsoft.com/casestudies/Case_Study_Detail.aspx ?CaseStudyID=710000003429 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 20 2014
  • 22. SBI FX トレード様 システム概要 インメモリー OLTP を採用 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 21 2014
  • 23. カラムストアインデックスの進化  SQL Server 2012 で非クラスタ化カラムストアインデックスを提供    従来型のクラスタ化インデックスを持つテーブルに設定可能 DWH 業務の非定型型の集計や検索処理が飛躍的にスピードアップ 非クラスタ化カラムストアインデックスを付与したテーブルは、検索処理専用で、 直接更新処理はできない   テーブル使用領域が大きくなる   ヒープ構造のテーブルをクラスタ化カラムストアインデックスに変換 データ圧縮機能によりテーブル使用領域が小さい リアルタイムに透過的な更新処理が可能       従来のクラスタ化インデックス領域 + 非クラスタ化カラムストアインデックス領域 SQL Server 2014 でクラスタ化カラムストアインデックスを提供     バッチ処理等でデータ追加後に、非クラスタ化カラムストアインデックスの再作成が必要 Insert 処理 : 新たなパーティション内に追加 Update 処理 : Delete + Insert 処理 Delete 処理 : 行に削除フラグを設定する 定期的にインデックスの再構築を実施する カラムストアインデックスは、ビットマップインデックスを利用 インデックスの格納は BLOB 領域を利用 カラムストアインデックスは統計情報を持たない Copyright© CSK WinTechnology Corporation 22 2014
  • 24. カラム・ストアーの考え方 CPU Core1 CPU Core2 CPU Core3 CPU Core4 CPU Core5 CPU Core6 CPU Core7 CPU Core8 CPU Core9 Core10 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 CPU コア・キャッシュ・インターコネクト 30MB L3 Cache Intel Xeon E7 シリーズの例 行・オリエンテッド データストアー カラム・オリエンテッド データストアー キー1 a1 b1 c1 d1 a1 a2 a3 ……. an キー2 a2 b2 c2 d2 b1 b2 null ……. bn Copyright© CSK WinTechnology Corporation 23 2014
  • 25. bigTransactionHistory14 の DDL CREATE TABLE [dbo].[bigTransactionHistory14]( [TransactionID] [int] NOT NULL, [ProductID] [int] NOT NULL, [TransactionDate] [datetime] NULL, [Quantity] [int] NULL, [ActualCost] [money] NULL ) ON [PRIMARY] CREATE CLUSTERED COLUMNSTORE INDEX [ClusteredColumnStoreIndex_BigTranHistory] ON [dbo].[bigTransactionHistory14] WITH (DROP_EXISTING = OFF) ON [PRIMARY] ヒープ構造のベーステーブルは、 TransactionID 列の値で昇順にソート済み     テーブル内データ件数 31,263,601 / インデックス作成時間 1 分 23 秒 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 24 2014
  • 26. sys.column_store_segments  min_data_id と max_data_id を参照し、検索セグメントを決定する column_id segment_id version encoding_type 1 0 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 4 1 1 1 5 1 1 1 6 1 1 2 0 1 2 2 1 1 2 2 2 1 2 2 3 1 2 2 4 1 2 2 5 1 2 2 6 1 2 3 0 1 2 3 1 1 2 3 2 1 2 3 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 6 1 2 4 0 1 2 4 1 1 2 4 2 1 2 4 3 1 2 4 4 1 2 4 5 1 2 4 6 1 2 5 0 1 4 5 1 1 4 5 2 1 4 5 3 1 4 5 4 1 4 5 5 Copyright© CSK WinTechnology1Corporation 4 5 6 1 4 row_count has_nulls 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 1,048,576 0 base_id -2 29,478,774 28,112,318 27,060,751 26,154,758 24,975,944 23,916,675 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 25 0 0 min_data_id 1 29,478,777 28,112,321 27,060,754 26,154,761 24,975,947 23,916,678 1,001 1,001 1,001 1,001 1,001 1,001 1,001 164,716,290,768,896 172,996,987,715,584 172,571,785,953,280 172,258,253,340,672 171,966,195,564,544 171,601,123,344,384 171,274,705,829,888 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 max_data_id on_disk_size 31,263,601 4,194,888 31,245,824 2,796,792 30,197,248 2,796,792 29,148,672 2,796,792 28,100,096 2,796,792 27,051,520 2,796,792 26,002,944 2,796,792 50,999 2,097,736 50,999 2,097,736 50,999 2,097,736 50,999 2,097,736 50,997 2,097,736 50,999 2,097,736 50,999 2,097,736 173,508,088,823,808 1,408 173,503,793,856,512 1,728 173,198,851,178,496 1,760 172,893,908,500,480 1,800 172,567,490,985,984 1,784 172,253,958,373,376 1,840 171,914,655,956,992 1,800 100 191,600 100 320,600 100 361,488 100 370,952 100 388,768 100 379,240 100 402,056 7,014,151,213 4,125,176 7,156,143,655 5,035,760 7,027,283,306 5,068,400 7,144,141,920 5,050,616 7,126,428,747 5,030,512 7,137,000,989 5,054,416 7,096,266,811 5,056,520 2014
  • 27. Row Mode と Batch Mode 処理  処理時間 : Row Mode 22 秒 vs Batch Mode 2 秒 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 26 2014
  • 28. クラスタ化カラムストアインデックス Batch Mode 実行プラン Copyright© CSK WinTechnology Corporation 27 2014
  • 29. テーブル領域サイズの比較 • クラスタ化カラムストアインデックスの領域サイズは、データ圧縮機能 により、ヒープ構造領域サイズの 24.2 % (圧縮率 約 4 倍 ) • クラスタ化インデックスの付与されたテーブルに、非クラスタ化カラム ストアインデックスを定義すると、26.7 % の領域が増加する クラスタ化カラムストアインデックスの領域サイズと比較すると、 領域サイズは 21.1 % (圧縮率 約 5 倍 ) ヒープ構造 クラスタ化インデックス設定 クラスタ化インデックス設定 + 非クラスタ化カラムストアインデックス クラスタ化カラムストアインデックス Copyright© CSK WinTechnology Corporation データ領域 サイズ (KB) 1,269,592 1,147,296 インデックス領域 サイズ (KB) 8 1,864 1,269,600 1,149,160 1,147,296 308,648 1,455,944 307,288 0 307,288 28 合計 (KB) 2014
  • 30. 第四世代 SQL Server RDB (2)  ラッチ処理の見直し  ラッチ処理  三種類のラッチから構成される     ストレージエンジン内の処理のシリアライズ処理     PageIOLatch PageLatch Latch ディスクからバッファープールへのデータ転送非同期処理の完了待ち 更新のロストの防止 データ領域の動的拡張処理の完了待ち 次世代データ格納構造の採用  従来型データ格納構造    B-Tree or Heap 構造 64KB エクステントと 8KB ページ データの追加・削除によりページ分割が発生する   データページとインデックスページの両方 次世代データ格納構造 (SQL Server 2012 - 2014)  ファイルストリーム型   インメモリー OLTP (Hekaton)  インデックス構造の排除  メモリー展開時に、動的なインデックス情報を付加する BLOB型  ColumnStore Index セグメント構造 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 29 2014
  • 31. PageLatch のメカニズム  ページヘッダ内の 情報の変更が必要 (例 Checksum, torn page bits) なぜ Lock では不十分か? INSERT VALUES (3,300) Page 100 Page 100 m_freedata=126 1 100 2 m_freedata=126 156 141 IX Page 100 PageLatch_ EX 1 200 2 400 300 96 4 141 INSERT VALUES (4,400) 111 100 126 200 400 111 PageLatch_ EX Copyright© CSK WinTechnology Corporation 30 4 3 2014 96
  • 32. ラッチ不要なアーキテクチャ  データベース格納構造は、1970 年代から同じアーキテクチャを採用  従来の階層型格納構造とページ構造      データベース データファイル 格納制御用ビットマップ領域 (PFS / GAM) インデックスアロケーションマップ (IAM) エクステント ( 8 KB Page * 8) ページ (8 KB)    インデックスページ データページ 階層型格納構造の整合性を維持するためにラッチ処理を採用 トランザクション処理とは無関係な、ストレージエンジン内部の短時間 排他制御  該当するトランザクションが異常終了しても、ロールバック処理は実施しない   これらの処理を排除するには、データベース格納構造の見直しが必要   インメモリー OLTP は、ファイルストリーム機能を利用 カラムストアインデックスは、BLOB ページに格納 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 31 2014
  • 33. 第四世代L Server RDB (3)  ロック処理の見直し     トランザクションの ACID プロパティの担保 ANSI トランザクション分離レベルの提供 行バージョニングと Read Committed Isolation Level の採用 ペシミスティック (悲観的)同時実行制御とオプティミスティック (楽観的)同時実行制御  従来の SQL Server は、ペシミスティック同時実行制御をコンセプト にデザイン    データ検索時に共有ロックを取得する SQL Server 2005 から、オプティミスティック同時実行制御と 読み取り行のバージョニング機能を提供し、ユーザが選択可能 SQL Server 2014 インメモリー OLTP は、オプティミスティック 同時実行制御と読み取り行のバージョニング機能を、標準アーキ テクチャとして採用 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 32 2014
  • 34. 3 種類のアーキテクチャにより実現  オプティミスティック (楽観的)同時実行制御 コンフリクト(更新の競合)の発生確率は多くない  トランザクションは排他制御(ロック)を発行しない  コンフリクト(更新の競合)発生検出メカニズムを実装する   同一データに対して複数のバージョンを保持する    データの更新と追加時には、新たなバージョンの行を作成する コミット処理後、コンフリクト(更新の競合)が発生していないことを確認する までは、他のトランザクションからはイン・ビジブル データはタイム・スタンプにより管理する それぞれのバージョンの行は、開始と終了のタイムスタンプを持つ  トランザクション開始時には、開始時間により該当するバージョンの行を取得 する  タイムスタンプは、行の作成された順序 (FIFO) でポインターにより検索可能 である  最後にコミットされた行の終了時間は無限大となる  Copyright© CSK WinTechnology Corporation 33 2014
  • 35. ロック不要なアーキテクチャ Begin Pre-Commit Commit Terminate Time 通常の コンフリクト トランザクション処理 の検出  通常トランザクション処理    RCSI によりコミットされた最新の行を検索 更新したデータは仮の行バージョンとなり、他のトランザクションからは イン・ビジブル コンフリクトの検出    トランザクション 後処理 他のトランザクションでコンフリクトの有無を検出 コンフリクトを検出した場合はロールバックを行いアプリケーションに通知 トランザクション後処理 トランザクションが更新した最後の行バージョンを他のトランザクションから 参照可能な状態に変更する(非同期処理)  CMPXCHG : Compare and Exchange 命令を利用  Copyright© CSK WinTechnology Corporation 34 2014
  • 36. インメモリーインデックスとバージョニング Timestamps Chain ptrs Name City Row format Hash index on Name J S Hash index on City 200, ∞ John 100, 200 90,150 • • • • • John Paris Susan Bogota 50, ∞ 70, 90 B P Beijing Jane Prague Susan Brussels テーブルは行の集まり。行は複数バージョン。 それぞれの行は2つのタイムスタンプにより有効な範囲を持っている。 トランザクションのリードの時刻がそのタイムスタンプ内の場合に読める。 バージョンのガベージコレクションはインクリメンタル、パラレル処理でブロック しない。 テーブルは複数のインデックスを持てる。 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 35 2014
  • 37. 一般のデータ検索機能  一般のデータ検索機能  OLTP とバッチ処理     ETL と DWH      マルチユーザによる多頻度更新処理 トランザクション属性を保障したリアルタイムデータを保持 正規化された構造化データを扱う ペタバイト (10の15乗) のデータをスタースキーマ形式で格納する 大量データ追加更新を短時間で 定型検索 データ反映の即時性の有無 多次元検索機能   事前集計された多次元データのドリルダウン検索 大量データ追加更新を短時間で Copyright© CSK WinTechnology Corporation 36 2014
  • 38. SharePoint のデータベース要件  ドキュメントの管理  所有者と変更管理  アクセス権の設定  ファイルサーバー機能の提供  マルチバージョン形式の大量データの保存  フルテキスト検索機能 マルチユーザへのアクセス基盤提供  SharePoint Online によりブラックボックス化  Copyright© CSK WinTechnology Corporation 37 2014
  • 39. SharePoint 用に追加された機能  非構造型データの格納と検索機能  BLOB  ファイルストリーム  ファイルテーブル  コンテンツのインデックス検索  Fast  Index Search バックアップ・リストアをどう扱うか? Copyright© CSK WinTechnology Corporation 38 2014
  • 40. SharePoint 用データベース Copyright© CSK WinTechnology Corporation 39 2014
  • 41. SQL Server の設定・管理は必要 ?  データ格納基盤のサイジング    仮想化基盤利用の是非 利用ユーザ数と格納容量見積もり 必要なサーバー数は        CPU コア数、メモリーサイズ、ネットワーク帯域 tempdb 同時実行性の向上 CPU リソースの並列処理設定 SQL Server が使用するメモリーの固定化 ストレージサブシステム設計   コンテンツ DB / Index / DWH / MOLAP / Reporting Service どのファイルをどの論理デバイス上に配置するか データファイルとトランザクションログファイルの 初期サイズと拡張増分指定の設定 データ格納領域の断片化とインデックス再構築 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 40 2014
  • 42. NUMA ノード上の Windows Server と Hyper-V (1)   メモリーアクセスが、ローカルとリモートにまたがり、効率が悪い SQL Server は、SMP マシンとして認識する SQL Server 仮想 Windows Server & Hyper-V Guest Windows Server & Hyper-V Host 物理 コア 1 物理 コア 2 物理 コア 3 物理 コア 4 物理 コア 5 物理 コア 6 物理 コア 7 物理 コア 8 物理 コア 1 物理 コア 2 物理 コア 3 物理 コア 4 物理 コア 5 物理 コア 6 CPU ソケット 1 CPU ソケット 2 NUMA ノード 0 NUMAノード1 ローカルメモリー 物理 コア 7 ローカルメモリー Copyright© CSK WinTechnology Corporation 41 2014 物理 コア 8
  • 43. NUMA ノード上の Windows Server と Hyper-V (2)  メモリーアクセスは、ローカルのみで効率が良い   Aligned on NUMA Node boundary 機能を提供 SQL Server は、SMP マシンとして認識する SQL Server SQL Server 仮想 Windows Server & Hyper-V Guest 仮想 Windows Server & Hyper-V Guest Windows Server & Hyper-V Host 物理 コア 1 物理 コア 2 物理 コア 3 物理 コア 4 物理 コア 5 物理 コア 6 物理 コア 7 物理 コア 8 物理 コア 1 物理 コア 2 物理 コア 3 物理 コア 4 物理 コア 5 物理 コア 6 CPU ソケット 1 CPU ソケット 2 NUMA ノード 0 NUMAノード1 ローカルメモリー 物理 コア 7 ローカルメモリー Copyright© CSK WinTechnology Corporation 42 2014 物理 コア 8
  • 44. NUMA ノード上の Windows Server と Hyper-V (3)    SQL Server は、仮想環境上で NUMA を利用可能らしい Windows Server 2012 からHyper-V V-NUMA で実現した SQL Server は、NUMA を認識し、最適化を行うらしい SQL Server SQL Server 仮想 Windows Server & Hyper-V Guest 仮想 Windows Server & Hyper-V Guest Windows Server & Hyper-V Host 物理 コア 1 物理 コア 2 物理 コア 3 物理 コア 4 物理 コア 5 物理 コア 6 物理 コア 7 物理 コア 8 物理 コア 1 物理 コア 2 物理 コア 3 物理 コア 4 物理 コア 5 物理 コア 6 物理 コア 7 物理 コア 8 CPU ソケット 1 CPU ソケット 2 CPU ソケット 3 CPU ソケット 4 NUMA ノード 0 NUMA ノード 1 NUMA ノード 0 NUMA ノード 1 ローカルメモリー ローカルメモリー ローカルメモリー ローカルメモリー Copyright© CSK WinTechnology Corporation 43 2014
  • 45. SQL server 起動ログ  spid33s,Starting up database 'WSS_Content_RBS2'. spid32s,Starting up database 'DocAve_ReportDB2'. spid25s,Starting up database 'DocAve_ReportDB1'. spid33s,Starting up database 'DocAve_AuditDB'. spid28s,Starting up database 'DocAve_ControlDB'. spid37s,Starting up database 'Secure_Store_Service_DB_405b13cb-0cdb-42da-bdae-4c32a6cae31f'. spid23s,Starting up database 'WSS_Content_RBS'. spid26s,Starting up database 'DocAveCache'. spid32s,Starting up database 'WSS_Content_cwtspf01'. spid27s,Starting up database 'UPSApp_SyncDB_db675b72-ec7e-46a0-a85d-931f9a53753c'. spid37s,Starting up database 'ProfileDB'. spid38s,Starting up database 'TONODB'. spid30s,Starting up database 'Search_Service_Application_CrawlStoreDB_5a34fac31a4e4e5296cb8f1333112097'. spid24s,Starting up database 'SharePoint_Config'. A self-generated certificate was successfully loaded for encryption. spid16s,Clearing tempdb database. spid7s,Server name is 'XXXXXXXXXXX'. spid7s,The resource database build version is 10.50.2500. spid7s,Starting up database 'mssqlsystemresource'. spid7s,SQL Trace ID 1 was started by login "sa".  spid7s,FILESTREAM: effective level = 3<c/> configured level = 3<c/> file system access share name = 'MSSQLSERVE R'.  spid7s,Starting up database 'master'.  Node configuration: node 0: CPU mask: 0x000000000000000f:0 Active CPU mask: 0x000000000000000f:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer .  Using dynamic lock allocation. Initial allocation of 2500 Lock blocks and 5000 Lock Owner blocks per node.  Detected 4 CPUs.   SQL Server is starting at normal priority base (=7). This is an informational message only. No user action is required. Authentication mode is WINDOWS-ONLY.  System Manufacturer: 'Microsoft Corporation'<c/> System Model: 'Virtual Machine'.  Server process ID is 1596. All rights reserved.(c) Microsoft Corporation. ,Microsoft SQL Server 2008 R2 (SP1) - 10.50.2550.0 (X64) <nl/> Jun 11 2012 16:41:53 <nl/> Standard Edition (64-bit) on Windows NT 6.1 <X64> (Build 7601: Service Pack 1) (Hypervisor)                      Copyright© CSK WinTechnology Corporation 44 2014
  • 46. tempdb 同時実行性の向上  物理CPUコア数 > 8   Tempdb データファイル数 = 物理CPUコア数 物理CPUコア数 < 8  Tempdb データファイル数 = 8 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 45 2014
  • 47. CPU リソースの並列処理設定  並列処理の最大限度 (Max DOP)  NUMA の場合   ソケット内の物理コア数を設定 SMP の場合  (物理コア数 / 4) の値を設定 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 46 2014
  • 48. SQL Server が使用するメモリーの固定化  SQL Server の利用するメモリーを固定化する  ただし、仮想環境の場合は注意が必要 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 47 2014
  • 49. SQLOS 内部待ち事象の監視  select * from sys.dm_os_wait_stats wait_type WRITELOG CXPACKET PAGEIOLATCH_SH DISPATCHER_QUEUE_SEMAPHORE SLEEP_BPOOL_FLUSH BACKUPBUFFER ASYNC_IO_COMPLETION PAGEIOLATCH_EX BACKUPIO ASYNC_NETWORK_IO PREEMPTIVE_OS_AUTHENTICATIONOPS IO_COMPLETION LCK_M_U LCK_M_IX PAGELATCH_EX SOS_SCHEDULER_YIELD LCK_M_S PREEMPTIVE_OLEDBOPS LCK_M_IS LCK_M_X OLEDB LCK_M_SCH_S PREEMPTIVE_OS_LOOKUPACCOUNTSID PAGEIOLATCH_UP PREEMPTIVE_OS_DELETESECURITYCONTEXT LATCH_EX SQLTRACE_FILE_BUFFER PAGELATCH_SH Copyright© CSK WinTechnology Corporation waiting_tasks_cou max_wait_time_ signal_wait_time_ nt wait_time_ms ms ms 19,522,427 228,630,235 6,893 1,496,341 26,591,427 144,831,208 203,628 791,374 19,361,735 114,135,065 3,916 199,036 1,254,638 82,487,780 50,317 1,275,858 13,003,110 72,632,037 2,977 211,905 3,555,303 45,926,746 2,079 778,628 117 34,102,941 1,700,209 15 4,122,774 33,606,301 895 29,670 1,423,196 18,215,212 50,131 211,285 21,285,830 10,236,877 18,026 1,732,046 22,254,032 10,134,619 59,800 0 621,464 4,859,744 1,278 3,256 39,417 4,623,987 630,076 3,818 2,353 2,618,793 44,264 890 174,190,041 2,226,165 489 1,674,960 14,119,681 1,710,884 661 1,691,731 59,386 1,696,709 14,747 11,284 5,710,643 1,470,582 562 0 290 1,291,402 76,119 129 4,439 1,035,284 12,267 1,594 415,321 819,291 4,035 0 36,526 660,048 63,878 69,884 3,180,474 653,333 84 0 33,013 395,645 296 1,003 3,179,053 347,982 406 0 274,284 306,033 858 56,177 7,132 301,508 1,126 2,165 2,673,763 211,158 766 99,750 48 2014
  • 50. データベース I/O 監視  select * from sys.dm_io_virtual_file_stats(null, null) db tempdb tempdb SharePoint_Config SharePoint_Config SharePoint_AdminContent_1f19041d-da52-4f3c-95fa-b210e3f13eec SharePoint_AdminContent_1f19041d-da52-4f3c-95fa-b210e3f13eec WSS_Content WSS_Content WordAutomationServices_15d5d7ba4d7f4c79ae700f2e63d58f59 WordAutomationServices_15d5d7ba4d7f4c79ae700f2e63d58f59 Search_Service_Application_DB_abce596e166849578d153755368f7ec4 Search_Service_Application_DB_abce596e166849578d153755368f7ec4 Search_Service_Application_PropertyStoreDB_c36b8a83d0244e7990e86263e68aa00b Search_Service_Application_PropertyStoreDB_c36b8a83d0244e7990e86263e68aa00b Search_Service_Application_CrawlStoreDB_5a34fac31a4e4e5296cb8f1333112097 Search_Service_Application_CrawlStoreDB_5a34fac31a4e4e5296cb8f1333112097 WSS_Search_CWTSPF01 WSS_Search_CWTSPF01 StateService_ddbdde39f3df44d48fa68b27a54b8891 StateService_ddbdde39f3df44d48fa68b27a54b8891 Managed Metadata Service_464c6e4388ae43beb5c8e9e5c583a404 Managed Metadata Service_464c6e4388ae43beb5c8e9e5c583a404 WebAnalyticsServiceアプリケーション_StagingDB_4029d037-239c-4125-857f-ba74e39d784b WebAnalyticsServiceアプリケーション_StagingDB_4029d037-239c-4125-857f-ba74e39d784b WebAnalyticsServiceアプリケーション_ReportingDB_8d1f02f0-8a63-4c1a-b0a0-ce43e627ffe5 WebAnalyticsServiceアプリケーション_ReportingDB_8d1f02f0-8a63-4c1a-b0a0-ce43e627ffe5 WSS_Logging WSS_Logging ProfileDB ProfileDB TONODB TONODB UPSApp_SyncDB_db675b72-ec7e-46a0-a85d-931f9a53753c UPSApp_SyncDB_db675b72-ec7e-46a0-a85d-931f9a53753c UPSApp_SocialDB_bd2d1ac3a7114262ab9efa0ef2a452c1 UPSApp_SocialDB_bd2d1ac3a7114262ab9efa0ef2a452c1 Bdc_Service_DB_ff0ed6c74ee94daea5f9902448edb1c2 Bdc_Service_DB_ff0ed6c74ee94daea5f9902448edb1c2 WSS_Content_cwtspf01 WSS_Content_cwtspf01 DocAveCache DocAveCache WSS_Content_RBS WSS_Content_RBS Secure_Store_Service_DB_405b13cb-0cdb-42da-bdae-4c32a6cae31f Secure_Store_Service_DB_405b13cb-0cdb-42da-bdae-4c32a6cae31f DocAve_ControlDB DocAve_ControlDB DocAve_AuditDB DocAve_AuditDB DocAve_ReportDB1 DocAve_ReportDB1 DocAve_ReportDB2 DocAve_ReportDB2 WSS_Content_RBS2 WSS_Content_RBS2 WSS_Content_mailtest WSS_Content_mailtest Copyright© CSK WinTechnology Corporation size_on_disk_byt num_of_read io_stall_read_ num_of_write num_of_bytes_writte io_stall_write_ file_id es s num_of_bytes_read ms s n ms io_stall 1 387,579,904 494,102 28,318,130,176 2,734,719 877,889 54,112,444,416 70,618,588 73,353,307 2 328,794,112 278 2,048,000 1,167 937,537 54,502,727,680 15,282,463 15,283,630 1 267,649,024 114,089 2,539,479,040 1,586,791 59,323 2,496,454,656 837,480 2,424,271 2 1,271,267,328 349 2,142,208 7,477 4,037,399 5,839,324,672 36,102,091 36,109,568 1 485,752,832 83,498 1,406,263,296 897,916 18,871 224,714,752 875,943 1,773,859 2 7,929,856 72 757,760 1,341 34,343 206,451,200 448,906 450,247 1 241,041,408 148 1,417,216 2,098 1 8,192 34 2,132 2 3,997,696 18 434,176 358 5 15,872 75 433 1 2,359,296 1,477 12,099,584 13,941 1 8,192 84 14,025 2 589,824 6 385,024 184 5 10,752 180 364 1 71,565,312 76,858 1,984,864,256 962,210 16,201 188,170,240 314,107 1,276,317 2 8,716,288 131 1,298,432 1,467 946,496 665,256,448 10,279,494 10,280,961 1 3,744,727,040 1,073,755 10,879,672,320 14,161,763 198,769 4,224,253,952 5,701,409 19,863,172 2 251,330,560 197 1,273,856 3,899 71,299 830,382,080 1,282,807 1,286,706 1 4,327,800,832 21,460,055 231,891,591,168 421,480,138 13,028,579 277,537,669,120 249,127,838 670,607,976 2 1,538,260,992 314 3,334,144 6,731 12,575,486 302,634,040,320 159,112,357 159,119,088 1 427,032,576 180,729 2,463,965,184 3,644,510 7,960 95,346,688 278,077 3,922,587 2 538,968,064 234 1,445,888 4,965 87,180 337,313,792 816,927 821,892 1 2,359,296 1,004 8,224,768 9,272 1 8,192 26 9,298 2 851,968 7 389,120 50 5 13,824 237 287 1 3,407,872 2,538 20,791,296 18,919 1 8,192 8 18,927 2 589,824 6 206,336 94 6 72,704 250 344 1 66,781,184 30,261 1,467,113,472 588,075 9,830 188,014,592 525,000 1,113,075 2 188,809,216 180 983,552 5,167 87,333 237,562,880 1,127,142 1,132,309 1 395,575,296 190,969 10,335,289,344 5,352,568 213,873 2,242,215,936 12,385,991 17,738,559 2 37,158,912 120 970,752 2,280 13,367 350,702,080 235,236 237,516 1 1,951,924,224 113,462 8,239,308,800 1,486,240 36,655 1,893,670,912 846,464 2,332,704 2 188,809,216 250 1,609,216 5,210 156,707 2,778,958,336 2,056,932 2,062,142 1 77,791,232 53,301 577,060,864 318,685 10,539 119,504,896 218,526 537,211 2 4,390,912 812 33,588,224 7,640 48,493 233,288,192 664,243 671,883 1 41,186,164,736 10,712,827 2,180,261,675,008 122,846,847 68,361 808,173,568 1,960,397 124,807,244 2 789,250,048 321 3,061,760 6,281 109,693 566,663,168 1,533,852 1,540,133 1 900,988,928 73,552 1,167,491,072 798,153 9,638 128,589,824 407,694 1,205,847 2 45,023,232 166 1,314,816 3,279 1,316,174 758,588,416 13,896,723 13,900,002 1 3,407,872 5,948 48,726,016 49,388 1 8,192 22 49,410 2 851,968 7 389,120 221 5 17,408 221 442 1 3,407,872 604 4,947,968 5,275 1 8,192 24 5,299 2 589,824 6 295,424 87 5 12,288 146 233 1 21,233,664 141 1,335,296 2,460 1 8,192 36 2,496 2 5,963,776 24 108,032 321 5 15,360 420 741 1 2,359,296 136 1,114,112 2,494 3 24,576 270 2,764 2 851,968 7 389,120 223 7 14,336 402 625 1 21,233,664 146 1,409,024 2,630 1 8,192 36 2,666 2 5,963,776 24 197,120 296 5 45,056 321 617 1 2,359,296 695 5,693,440 6,131 1 8,192 22 6,153 2 851,968 7 98,304 24 5 35,328 294 318 1 6,553,600 1,229 10,084,352 15,463 40 327,680 1,617 17,080 2 1,900,544 11 405,504 131 218 141,312 3,681 3,812 1 2,359,296 114 933,888 1,693 1 8,192 36 1,729 2 589,824 6 361,472 57 4 9,728 186 243 1 2,359,296 943 7,725,056 6,920 4,292 35,160,064 41,689 48,609 2 589,824 95 1,114,112 557 294,709 158,908,928 2,673,298 2,673,855 1 521,404,416 1,258 10,305,536 10,537 39,350 480,329,728 372,246 382,783 2 589,824 13 385,024 610 2,801,085 1,511,337,472 28,740,888 28,741,498 1 23,330,816 140 1,318,912 1,916 1 8,192 41 1,957 2 6,553,600 26 314,368 449 5 15,872 268 717 1 46,399,488 15,803 143,269,888 116,884 381 4,849,664 11,425 128,309 2 117,178,368 140 937,984 2,976 16,050 12,248,064 163,507 166,483 49 2014
  • 51. バッファーキャッシュの内容  sys.dm_os_buffer_descriptors objname AllDocs index_id buffer_count 1 2 23 AllUserData 1 2 Solutions AllLists AllWebParts 1 1 2 1 sysobjvalues EventReceivers AllDocStreams syscolpars Webs AllListsPlus UserInfo 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 Perms WebMembers ContentTypes AllListsAux NavNodes Perms 1 1 1 1 1 2 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 50 2,641 1,733 237 4,611 3,140 340 3,480 2,266 1,940 468 336 804 784 702 622 507 297 260 64 58 8 4 134 120 107 104 103 84 80 2014
  • 52. SQL Server の監視  select * from sys.dm_os_performance_counters カウンター名 問題点・閾値・推奨値 Physical disk Avg. Disk Queue Length ディスクサブシステム / 限りなく 0 (瞬間的は可) Physical disk Current Disk Queue Length このドライブレター上の DB 物理ファイル Processer % Processer Time 平均値 80% 以上多くの潜在的問題点がある System Processer Queue Length CPU プレッシャーの発生 SS Access Method Full Scans/sec 適切なインデックス不足 SS Access Method Page Split/sec デフラグの発生 / 適切な Index 設定と fill factor 値 SS Buffer Manager Page Life expectancy この値が低い場合メモリー不足 SS Database Log Flush Wait time この値が高い場合ログファイル I/O 帯域不足 SS Memory Manager Memory Grants pending クエリー実行時のメモリー不足 SS Latches Latch Waits/sec クラスタ化 Index が不適切 / tempdb 帯域不足 SS Lock requests/sec 適切なロックヒント不足 / Index が不適切 SS Lock Wait Time (ms) トランザクション間のリソース競合 SS SQL Statistics Batch requests/sec アプリケーションから受け取った T-SQL バッチ数 SS SQL Statistics SQL Compilations/sec バッチ数と比較しアドホッククエリの比率を確認 SS SQL Statistics SQL Re-Compilations/sec バッチ数と比較しリコンパイルの比率を確認 Copyright© CSK WinTechnology Corporation 51 2014
  • 53. 共有資源とクエリーの調査  内部の待ち事象からの考察  sys.dm_os_wait_stats  SQLOS の待ち事象からシステムの状況を把握する   処理の通常日、高負荷日の日別の待ち事象を測定する 何が把握できるか     アプリケーションアーキテクチャの問題点 メモリー不足 / CPU ボトルネック / ディスクサブシステム帯域不足 適切なインデックスの欠落 データベース I/O 負荷の把握  sys.dm_io_virtual_file_stats  データベース物理ファイルとログファイルの I/O 発生状況を把握する   パフォーマンスカウンターの値   sys. dm_os_performance_counters CPU コア(スケジューラ)のボトルネック   OLTP 処理の通常日、高負荷日の日別の I/O 発生状況を測定する sys.dm_os_schedulers プロシージャ・キャッシュの調査   sys.dm_exec_cached_plans sys.dm_exec_sql_text Copyright© CSK WinTechnology Corporation 52 2014
  • 54. まとめ データ発生 OLTP SAP ERP B2C B2B データ抽出 転送・ロード DWH データマート 多次元 データベース ETL データ クレンジング Master Data Service Data Quality Service ColumnStore Index FileTable Fast Track SSD Appliance パラレル DWH SQL Azure Hadoop MOLAP ROLAP Cube データ分析 マイニング SharePoint Reporting Service MDX Query Power Pivot Power View Power BI Excel ダッシュボード スコアカード 基幹系 システム Copyright© CSK WinTechnology Corporation 53 2014
  • 55. http://www.cskwin.com/ Copyright© CSK WinTechnology Corporation 54