Опубликован: 11.12.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 5365 / 282 | Оценка: 4.42 / 3.86 | Длительность: 57:15:00
Лекция 6:

Планирование мощности системы

Планирование мощности дисковой подсистемы

Теперь, когда мы выполнили предварительное планирование памяти и мощности процессора, надо выполнить предварительное планирование дисковой подсистемы. Предварительное планирование этой части системы не составит труда, потому что большинство необходимых нам данных уже рассчитано. Нам нужно, во-первых, общее количество операций ввода-вывода, которые будут обрабатываться системой. Эта информация уже известна нам, мы рассчитали ее при предварительном планировании мощности процессора. Во-вторых, нам нужно знать размер базы данных. Эту информацию можно получить у проектировщика базы данных. При предварительном планировании дисковой подсистемы важно понимать, что вы производите планирование как размера базы данных, так и количества выполняемых операций ввода-вывода в секунду, что может выразиться в значительном увеличении количества дисковых накопителей.

Многие люди бывают удивлены количеством дисковых накопителей, необходимых для их баз данных. Но дополнительные накопители дают дополнительные точки доступа к данным. Если вы имеете только одну точку доступа к данным, то вы создаете узкое место ("бутылочное горлышко"). Так как через это узкое место придется проходить всем транзакциям, то длительность откликов будет увеличиваться. Есть такое практическое правило – имейте как можно больше точек доступа к данным. Чем больше точек доступа к данным будет у вас, тем меньше станет вероятность возникновения узкого места из-за недостаточного количества дисковых накопителей. Кроме того, вы сможете генерировать больше операций ввода-вывода в секунду – чтобы система могла выдерживать большой поток операций ввода-вывода, необходимый для больших баз данных.

Предположим, ваша система управляет базой данных объемом 10 Гб и в ней генерируется 140 операций ввода-вывода в секунду. Из правила 85% об объеме дисковой памяти следует, что вам понадобится дисковый накопитель объемом примерно в 12 Гб, чтобы его хватило для хранения базы данных. Теперь взглянем на требования к дисковым накопителям с точки зрения производительности ввода-вывода. Если дисковые накопители имеют производительность ввода-вывода 70 операций в секунду, то с учетом правила 85% для производительности каждого из накопителей вам потребуются три накопителя. Поэтому, так как анализ производительности ввода-вывода требует применения трех накопителей (максимально), мы должны применять три дисковых накопителя, суммарный объем которых составит 12 Гб, а производительность каждого будет 70 операций ввода-вывода в секунду.

Обратите внимание, что эта конфигурация – минимальная, если хотите, то можете применить большее количество дисковых накопителей с более высокой производительностью. Также обратите внимание, что этот метод анализа не учитывает эффекты от применения конфигураций RAID.

Примечание. При предварительном планировании дисковой подсистемы всегда соблюдайте "правило 85%" и для объема базы данных, и для производительности операций ввода-вывода генерируемых пользователями. Использование каких-либо других расчетов вызывает увеличение количества дисковых накопителей. Также помните, что 85% является максимально допустимым значением использования дисков. На практике следует загружать диски менее чем на 85%. И помните, что слишком большое количество операций ввода-вывода в секунду вызовет появление узких мест и, следовательно, увеличит длительность времени отклика.

А теперь давайте более подробно изучим, как правильно определить количество дисковых накопителей, нужных для вашей системы, с учетом применения конфигураций RAID. Вам понадобится хранить три основных категории данных:

  • Windows 2000 и SQL Server;
  • файлы журналов;
  • саму база данных.

Надо будет рассчитать количество дисковых накопителей для каждой из этих категорий данных. Суммировав эти числа, вы получите количество дисковых накопителей, необходимых для вашей системы.

Дисковые накопители для Windows 2000 и SQL Server

Сначала надо рассчитать количество дисковых накопителей, необходимых для хранения первой категории данных – операционной системы Windows 2000 Server и СУБД SQL Server. Обычно для этого применяют отдельный набор томов RAID 1 (дисковые накопители с зеркальным дублированием), чтобы обеспечивать наиболее быстрое восстановление после отказов. Количество дисковых накопителей может быть разным в зависимости от объема хранимой на них информации, но операционная система Windows 2000 и СУБД SQL Server обычно умещаются на одном диске. Наш простой метод расчета можно выразить следующей формулой:

диски для операционной системы и SQL  = 
(диски для Windows 2000 Server и SQL) х (множитель RAID)

В данном случае, для дисковых накопителей с зеркальным дублированием, результатом формулы будет 2 диска (Windows NT и SQL Server уместятся на одном диске, а другой будет служить дублирующим диском массива RAID 1). Конфигурация тома для операционной системы как RAID 5 или как RAID 0 не рекомендуется. Применять RAID 5 имеет смысл, только когда для собственно хранения данных требуется более одного диска, и вам следует стремиться к как можно более быстрому восстановлению операционной системы и программы СУБД.

Дисковые накопители для файлов журналов

Затем вам потребуется рассчитать количество дисковых накопителей, необходимых для поддержки системных файлов журналов. Это количество сильно зависит от общего количества операций записи за одну секунду, вызываемых вашими транзакциями. Помните, что ценность информации, содержащаяся на этих дисках, очень велика. Она представляет собой "аудиторский след" (контрольный журнал) или "образ до сбоя", который понадобится, если что-нибудь случится с базой данных. При помощи аудиторского следа вы сможете отменить транзакции, незавершенные из-за отказа диска. Расчет количества операций записи уже был выполнен при предварительном планировании мощностей процессоров. Пусть, например (эти числа взяты произвольно), транзакции вызывают 1 500 000 операций записи при использовании тома RAID 0. Если мы решим, что для дисковых накопителей, хранящих журнал, надо применять RAID 1, то получится, что за 8-часовой рабочий день должно быть выполнено 3 000 000 операций записи, или 104,16 операций записи за одну секунду. (Помните, что по сравнению с RAID 0, массивы RAID 1 удваивают количество операций записи на одну транзакцию.) Для расчета необходимого количества дисковых накопителей примените следующую формулу:,

диски для журналов  = 
(количество записей в секунду) / (производительность ввода-вывода диска)

Помните, что производительность ввода-вывода диска в данной формуле должна составлять 85% от его паспортной максимальной производительности. Также не забудьте округлить результат деления (количество записей в секунду) / (производительность ввода-вывода диска) до ближайшего целого числа в сторону увеличения. И наконец, не забудьте скорректировать величину количество записей в секунду в соответствии с увеличением количества операций записи, вызванным из-за применения того или иного уровня RAID. Если мы применим 85-процентный потолок к дисковым накопителям, имеющим максимальную производительность ввода-вывода 70 операций ввода-вывода за одну секунду, то получится, что нам надо иметь 1,7 накопителя. Округлив этот результат, мы получим, что нам надо иметь два накопителя.

Дисковые накопители для базы данных

И наконец, надо будет рассчитать количество дисковых накопителей, необходимых для базы данных. Помните, что вы должны учитывать не только необходимый объем дисковой памяти, но и количество операций ввода-вывода, которые должны выполняться одну секунду, а затем взять тот из результатов расчета, который окажется больше.

Расчет для объема дисковой памяти

Чтобы определить количество дисковых накопителей, необходимых для того, чтобы база данных могла на них уместиться, примените следующую формулу:

диски для базы данных  = (объем данных) / (размер диска) + (прибавка RAID)

Помните, что размер диска в данной формуле должен составлять 85% от его паспортной максимальной емкости. Также не забудьте, что для объема данных и размера диска надо применять одинаковые единицы измерения (например, килобайты или мегабайты). Прибавка RAID – это количество дополнительных дисковых накопителей, необходимых для обеспечения отказоустойчивости. Для RAID 1 это число равно количеству дисковых накопителей, необходимых для хранения самой базы данных. Для RAID 5 требуется один дополнительный накопитель. Для нашей 10-гигабайтной базы данных, использующей RAID 5, потребуется два 12 Гб накопителя.

Примечание. Для дисковых накопителей, хранящих базу данных, рекомендуется применять RAID 5.

Анатолий Федоров
Анатолий Федоров
Россия, Москва, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 1989
Игорь Соловьев
Игорь Соловьев
Россия, Братск