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数据库服务器规划


数据库服务器规划 数据库服务器规划
数据库服务器规划主要指容量规划。容量规划指的是为未来的硬件需求而预测和准备的 过程。容量规划分为两部分:前期的容量规划和后期容量规划。前期容量规划包含评估需要 根据服务质量标准来预测完成该项工作的硬件。 后期容量规划指在现在的硬件平台上运行性 能测试或直接提取生产过程中所产生的数据, 分析趋势, 透视增长率来计划何时进行系统的 扩容或升级。

1 需求分析 1.1 技术环境
规划一个数据库服务器最重要的步骤就是收集关于服务器工作负载和它所运行的环境方面 的信息。 只有确认了数据库服务器运行的基本信息才能正确规划数据库服务器。 为了获得这 些信息,可以从以下方面着手: A, 与技术人员交谈。 在交谈过程中可以获得以下信息: 数据库服务器运行的环境及网 络拓扑,完成一次操作所产生的数据库事务数,当前生产服务器历史性基线数据,数 据库增长率和数据库的总体存储需求 B, 从现行的数据库服务器采集数据,如:一天中数据库应用产生的磁盘读写速率,CPU 利用率,网络利用率,内存使用状态及数据库运行状态。 (具体采集的性能参数,请看 《 数据库服务器性能评估全过程》 )

1.2 业务需求
执行容量规划的人员必须与管理人员进行面谈来确定容量规划本身的目标以及期望值, 并 且摘取关键信息供设计中使用。这些信息可能包括客户需求,运营需求,建设目标,预算限 制以及评估新硬件满足规定性能需求的期限。

1.3 技术需求
为了保证业务运行,开发或迁移顺利,客户会提供一些技术上的要求,如:为了与旧系统 兼容, 操作系统必须使用 32 位的; 为了使用 SQL 2005 的新功能数据库必须采用 SQL Server 2005;业务反应不能超过 5 秒等等

2.数据分析 数据分析
对于数据库服务器型号的选取,通常采用 TPCC 值来衡量,TPCC 的吞吐量是按有效 TPCC 配置期间每分钟处理的平均事务数。因此在数据分析过程向 TPCC 值方向进行。

2.1 前期的容量规划的数据分析
在前期的容量规划中, 可以根据与技术人员的交谈所了解的情况和数据来进行规划。 下面我 们以 xkjs 平台为例来计算前期容量规划。 在 xkjs 平台中,用户在当天的第一次登录时,需要与数据库进行一系列的状态查询与交 付,经核对会产生 15 个事务。每隔 20 分钟会与后台数据库进行一次在线状态信息的回馈, 该回馈会产生 5 个事务。 该平台预计总用户帐号为 100 万, 每日活跃用户占总用户帐号数的 60%,而当日高峰期(20:00—21:00)时的活跃用户数占当日活跃用户数的 2/3.高峰期的登 录为在线人员的 2 倍。 计算如下: 高峰期用户登录所产生的事务数:100*60%*2/3*2*15=1200 万 高峰期活跃用户状态回馈所产生的事务数: 100*60%*2/3*2*5=400 万 根据系统设计和实际经验,估算每个交易相当于 D 个基准测试程序。有的叫基准 TPC 指标值对应的比例,有的叫实际与标准测试事务的比例。 (1-10)这个值很难定,有时基于 方案人所处的角色会进行不同衡量。此处我取 1.5.。 服务器需要有 30%的冗余。 因此计算得数据库服务器的 TPCC 值为 57.1 万 (1200+400) [ *1.5/60/(1-30%)]

2.2 后期的容量规划的数据分析
在后期容量规划中,直接从数据库服务器采集相关数据进行分析。 (具体采集的性能参数请参考我写的《数据库服务器性能评估全过程》) 我以 SQL Server\Database-Tranaction/sec 为 X 轴来盾 CPU 利用率和网络利用率。
cpu利用率 16 14 12 10 8 6 4 2 0 A10200 A10800 A11400 A12000 A12600 A13200 A13800 A14400 A15400 A1200 A1800 A2400 A3000 A3600 A4200 A4800 A5400 A6000 A6600 A7200 A7800 A8400 A9000 A9600

cpu利用率

2500000 2000000 1500000 网络流量 LOG-w 1000000 500000 0 A1200 A1800 A2400 A3000 A3600 A4200 A4800 A5400 A6000 A6600 A7200 A7800 A8400 A9000 A9600 A10200 A10800 A11400 A12000 A12600 A13200 A13800 A14400 A15400

从 CPU 利用率图中,我们可以看到近似一条斜线。现在我们利用 EXCEL 自动生动 CPU 利 用率的斜线公式。具体操作如下: 在 Excel 中选取 CPU 利用率的斜线(在斜线上点击一下)---右击—选择“添加趋势线”— 在“类型”中选取“线性”-点击“选项” ,在“选项”中选取“显示公式” 。

(图一)

最后 EXCEL 自动生成公式如下:Y=0.0791X+0.7972 (X 为 100 事务/秒) 再根据采集数据时所对应的活跃用户数。然后整合两个公式得到一个从活跃用户数与 CPU 利用率的公式。最后依照这个公式来计算出建设目标所要求的活跃用户数所对应的 CPU 利用率。 使用相同的方法可以得到内存利用公式, 网络流量的使用公式, 且可以计算出建设目标所要 求的活跃用户数所对应的内存利用量和网络带宽的大小。

3. 软,硬件规划
3.1 操作系统与 SQL 版本规划
操作系统与版本规划请参考我写的《SQL 服务器操作系统和 SQL 版本的选择 。 版本的选择》

3.2 服务器性能规划
根据数据分析得出的服务器相关数据,选择相应配置或相应处理能力(TPCC 值)的服 务器。

3.3

IO 子系统规划
在 IO 子系统规划中磁盘技术及性能请参考我写的《磁盘技术及购买时注意事项》 磁盘技术及购买时注意事项》 磁盘技术及购买时注意事项 。

存储性能请参考我写的《磁盘阵列的性能》 磁盘阵列的性能 。

3.2.1 数据库部件的读写状态
从现在运行的星空极速数据库服务器采集到性能参数来数据库组件对磁盘读写的需求。 单位: (Bytes/sec)

所有磁盘 时间 队 列 Read 20:19:53 20:20:08 20:20:23 20:20:38 20:20:53 20:21:08 20:21:23 20:21:38 20:21:53 20:22:08 20:22:23 20:22:38 20:22:53 合计 Write

LOG&TEMP 文件 Read Write

库文件 Read Write

群集仲 裁文件 Write R 0 171 0 2902 0 717 0 171 0 171 0 2082 0 1809 0 717 0 171 0 1536 0 2355 0 717 0 1809 0 15327

45 589861 19709979 0 1332955 589861 18326811 6 44551012 2859605 68271 2406284 44451063 390135 1 1682771 1374420 14747 1330828 1668024 1263 1 1567512 1385910 0 1321974 1567512 2355 51 1672374 19363244 0 1326716 1672374 17985017 1 1367281 1410043 0 1367520 1367281 716 1 1319550 1352627 1092 1311118 1318457 717 1 1294415 1391599 0 1341693 1294415 171 39 1150246 19512981 546 1306452 1149700 18160513 1 1122927 1367851 546 1323543 1122381 1263 1 1057934 1341636 0 1301424 1057934 171 1 1006594 1380073 0 1328596 1006594 171 46 953714 19408015 0 1294613 953714 18063990 59336191 91857982 85203 18293718 59219310 72933293

从上表统计数据可以得到数据库服务器以下一些特点: A, 所有磁盘的读写分析: 读写比例约 1:2, (推荐使用 RAID1 和 RAID10 来存放该数据。 ) B, LOG 和 TEMP 文件所在独立磁盘的读写分析:LOG 和 TEMO 文件主要以写为主。 (推 荐使用 RAID1 和 RAID10 来存放该数据。 ) C, 库文件所在独立磁盘的读写分析:写比读稍多些,但一段时间里 SQL 会一次集中的数 据库写入操作。(推荐使用 RAID1 和 RAID10 来存放该数据。 ( ) D, 群集仲裁文件所在独立磁盘的读写分析:全为写,数据量很小。 (推荐使用 RAID1 和 RAID10 来存放该数据。 )

3.2.2 数据库 RAID 选型
综合不同类型 RAID 的特点及数据库各部件的读写情况, 得到数据库服务器 RAID 选型及数 据库磁盘的分区如下:

磁盘 组数

磁盘用途 存放操作系统、 1 SQLServer 所有部件及 数据库备份

R:w

RAID 选型

说明 如果使用单台服务器来 数据库服务器的话,建议 采用 RAID1

1:2

RAID1>RAID5

存放操作系统、 数据库备份建议存放系 SQLServer、 LOG&TEMP 文 R<<W RAID1>RAID5 统盘上。 2 件 存放 SQL 库文件 R<w RAID10>RAID1>RAID5 如果是群集的话,将群集 性 存放操作系统、 RAID1>RAID5 仲裁文件存放在 LOG 磁盘 能 SQLServer、数据库备件 R<W 组上 优 存放 LOG&TEMP 文件 R<<W RAID1>RAID5 先 存放 SQL 库文件 R<W RAID10>RAID1>RAID5 3 数据库备份需要保存时 存放操作系统、 备 间较长且数据库备份文 SQLServer、 LOG&TEMP 文 R<<W RAID1>RAID5 件 件 件很大的情况 优 存放 SQL 库文件, R<W RAID10>RAID1>RAID5 先 存放数据库备份 R<W RAID5>RAID10 如果是群集的话,将群集 存放操作系统、 RAID1>RAID5 仲裁文件存放在 LOG 磁盘 SQLServer、 组上 4 存放 SQL 库文件 R<W RAID10>RAID1>RAID5 存放 LOG&TEMP 文件 R<<W RAID10>RAID1>RAID5 存放数据库备份 R<W RAID5>RAID10
以上的磁盘分组是磁盘实体通过阵列卡来进行划分的。如果使用虚拟磁盘组(HP EVA8000 系列存储)的情况下,可以将群集仲裁文件与 LOG 文件分开存放在不同的磁盘组上。

3.2.3 磁盘规划
数据库服务器磁盘规划包括两部分:1.磁盘空间规划,2.磁盘性能规划。 4.1 空间规划计算 如果数据库库文件所需要的 500G,而备份文件需要 1.5T 空间。 我们使用 SAS 300G10Krps 的磁盘做 RAID10 来做数据库库文件所用空间的话,计算公式 为 500*2/300=3.3,取整偶数得 4。即 4 块磁盘。 如果采用 SAS 300G10Krps 的磁盘做 RAID5 来做数据库备件文件所用空间的话,计算公 式如下:1500/300+1=6。 如果采用 SATA 500G 7200rps 的磁盘做 RAID10 来做数据库备份文件所需的空间的话, 计算如下:1500*2/500=6。

4.2 磁盘性能规划计算 某系统在使用峰值时达到每秒 1200 次写和 600 次读的 IOPS。如果做 RAID5 做数据库的 磁盘 RAID 类型,磁盘 IO 吞吐量计算如下:[600+1200*4]/255=21.1,取整数得 22 块。这样 的磁盘数已经超过一个磁盘柜的磁盘个数。 因此使用 RAID5 做数据库磁盘类型是不适合的。 如 果 采 用 RAID10 来 做 数 据 库 磁 盘 类 型 的 话 , 磁 盘 IO 吞 吐 量 计 算 如 下 : [600+1200*2]/255=11.7,取整偶数得 12。即采用 RAID10 类型只需要 12 块磁盘就能满足业

务的需要。 如果存储是总线性的,不建议使用超过 6 个块硬盘。超过 6 块磁盘后,存储在寻址过程中 容易出现丢失的情况。而光纤存储和光纤硬盘就没有这个问题(DELL MD3000 厂商工程师 的说法)


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