Projekt SQL auf VMware Teil 3 – VMware Guest Konfiguration

Im dritten Teil meiner Projektbeschreibung geht es nun um die Detail Konfiguration der einzelnen virtuellen Maschinen.

Teil 1: Einführung oder das “Warum?”
Teil 2: Konfiguration VMware Umgebung

Diese SQL Server VMware Umgebung ist nun die dritte eigenständige VMware-Umgebung. Alle Umgebungen bestehen jeweils aus drei ESXi Hosts die an ein oder zwei SANs angeschlossen sind.

Bisher haben wir uns in der zweiten oder auch “Anwendungs-VMware” genannten Umgebung noch nicht so detaillierte Gedanken zu den VMs und deren möglichen Performance Anforderungen gemacht.
Das hat sich aber mit der Einführung dieser SQL Server on VMware Umgebung geändert, da wir nun Hochleistungs-Produktivserver von Physik in Virtuell umwandeln wollten ohne Geschwindgkeitseinbußen.
Grundsätzlich ging es, wie im ersten Teil beschrieben, natürlich um die Ablösung vorhandener Hardware durch neue – in Form von VMware Hosts. Dahinter stand dann aber natürlich bei der Umsetzung auch die Anforderung dass es auf keinen Fall langsamer werden sollte. 🙂

Aus diesem Grund habe ich mich intensiv mit den Anforderungen von SQL Servern auf einer solchen Umgebung beschäftigt und diverse Anleitungen bzw. Best Practices gelesen. Diese gibt es von Microsoft, VMware und noch diversen anderen Quellen (einen Teil davon habe ich unten verlinkt). Besonders hilfreich war dabei eine Artikelserie von David Klee auf der Seite sqlservercentral.com der sich “Stairway to SQL Server Virtualization” (1) nennt.
Der Großteil meiner nun folgenden Einstellungen / Konfigurationen ist diesem Artikel entnommen da dort, anders als bei den anderen Quellen, direkt beispielhaft und nachvollziehbar die wichtigsten Punkte hervorgehoben sind.

  1. Storage / Festplattenaufteilung
    Hier gilt im Prinzip das gleiche was auch für die physikalische Hardware zählt: Aufteilung der Zugriffe auf möglichst viele Platten bzw. hier SAN Pfade (LUNs). Da es sich hier oftmals immer wieder um das gleiche Ziel auf dem SAN handelt, nur unterschieden durch unterschiedliche RAIDs (6 oder 10), ist als entscheidender Unterschied nur der Puffer jedes einzelnen Pfades (LUN) zu nennen.
    Das bedeutet auch, die richtigen RAIDs müssen über die unterschiedlichen LUNs an die VM durchgereicht werden. Dementsprechend ist die Festplattenkonfiguration und -zuweisung genauso komplex wie im “physikalischen Leben”.
    Das sieht dann zum Beispiel so aus – eng angelehnt an die Empfehlungen von David Klee (1):
    VM Guest Drive Konfiguration
    Wie im dem Artikel erwähnt, ist es auch von besonderer Wichtigkeit die richtigen Festplattenadapter, sprich Controller (vgl. SCSI ID) zu verwenden, also nicht die Standard sondern die Paravirtualisierten Adapter (Paravirtual SCSI Driver – PVSCSI). Für die Partitionen C: (OS) und Y: (Pagefile) in der Tabelle oben kann das bei dem Standard LSI SAS Controller bleiben.
    Der Rest sollte auf den erwähnten PVSCSI eingerichtet werden. Der entsprechende Controller und damit die Laufwerke sind allerdings erst in der VM vorhanden wenn die VMware Tools installiert sind.
    Die Zuordnung der Festplatten zum passenden Controller funktioniert mittlerweile leider nur noch in dem vSphere Webclient.

    Als Festplattentyp sind feste Diskgrößen (Thick-Provision Lazy-Zeroed bzw. Eager-Zeroed) als statische VHDs zu verwenden – Thin-Provision sind zwar am Anfang sparsamer beim Verbrauch des Plattenplatzes, verbrauchen dafür aber zusätzliche Ressourcen beim vergrößern der VMDK Dateien im Hintergrund wenn der Platz gebraucht wird. Das ist ähnlich wie beim Autogrowth einer Datenbank meistens der genau falsche Zeitpunkt und verursacht dann ggf. Probleme in der VM.
  2. CPU
    Die CPU Einstellungen gestalten sich ebenfalls etwas komplizierter.
    Es gilt bei dem ganzen Thema zu beachten, wie viele physikalische CPUs der ESX Host hat auf dem die VMs laufen sollen. Das sollte als Maximum angesehen werden was in den VMs vergeben werden sollte – ein Überbuchen der CPU Ressourcen, d.h. zuweisen von mehr CPU als der Host zur Verfügung hat, ist für SQL Server nicht sinnvoll.
    Zusätzlich könnte man noch im Zusammenhang mit der Größe des Speichers (Punkt 3) das Thema NUMA (Non Uniform Memory Access) betrachten. Das bedeutet, der Zugriff auf den einer CPU direkt zugeordneten Speicher geht schneller als wenn auf “weiter entferneten” Speicher zugegriffen werden muss. In wiefern das Auswirkungen auf die Leistung der VMs hat, kann ich bisher nur abschätzen, da ich bisher keine Informationen von Dell bekommen habe, die mir die richtige Konfiguration bei unseren verwendeten Servern verrät.

    Die grundsätzlichen CPU Einstellungen verteilen sich einfach auf die virtuellen Sockets (Prozessoren) sowie Cores pro Socket (Kerne je Prozessor).
    Im Screenshot sieht man, dass damit bei dieser VM 12 Kerne zugeordnet sind, die dann auch nach aktuellen Lizenzbedingungen für den SQL Server zu lizenzieren sind (keine Garantie!).

  3. RAM
    Die Zuordnung des notwendigen Arbeitsspeichers für eine VM hängt hauptsächlich von der Größe der Datenbanken ab, die sich aus Performance Gründen möglichst vollständig im Arbeitsspeicher befinden sollten. Zu addieren ist dann noch ein Anteil für OS und SQL Server selber. In dem Screenshot oben sind aktuell 192 GB zugeordnet.
    Wie bei CPU schon angedeutet gibt es beim Thema NUMA noch fehlende technische Details die für die Konfiguration fehlen.
  4. Netzwerk
    Für das Netzwerk sind Adapter des Typs VMXNET3 zu verwenden, die ebenfalls erst nach Installation der VMware Tools in der VM ankommen.Grunsätzlich ist noch über ein Teaming von zwei Netzwerkkarten in der VM nachzudenken –  nicht unbedingt als Redundanz Thema aber wieder mit zwei Puffern als zusätzlicher Geschwindigkeitsvorteil – wenn auch wahrscheinlich minimal. Das gilt es noch zu testen. Dieser Punkt kam erst später durch ein weiteres Dokument von Idera “Moving SQL Server to a virtual Platform” (6)  hinzu. Aus diesem Grund ist das auch nicht in der ursprünglichen Konfiguration mit enthalten.

Die gesamte Konfiguration bezieht sich auf die Einstellungen einer VM. Natürlich ist die komplette Installation inkl. SQL Server zum Schluss in eine Vorlage gewandert um daraus schnell einen weiteren SQL Server erstellen zu können.

Weitere Einstellungen:

  • Powerplan auf höchste Performance – in der VM als auch bei den ESXi Hosts.
    Die Kontrolle für die VM geht, neben dem Weg über die Energieeinstellungen, auch mit den Powershell dbatools mit dem Kommando Test-DbaPowerPlan (https://dbatools.io/functions/test-dbapowerplan )
    Weiteres zu den dbatools im nächsten Artikel “Migration”.

Quellen:

  1. Stairway to SQL Server Virtualization von David Klee auf sqlservercentral.com
    http://www.sqlservercentral.com/stairway/112551/
  2. Grundlegendes zu NUMA – https://technet.microsoft.com/de-de/library/ms178144(v=sql.105).aspx
  3. VMware Best Practices SQL Server – http://www.vmware.com/content/dam/digitalmarketing/vmware/en/pdf/solutions/sql-server-on-vmware-best-practices-guide.pdf
  4. VMware Performances Best Practices
  5. Moving SQL Server to a virtual Platform von Idera (Registrierung erforderlich)
  6. Brent Ozars Seite zu Virtualization Best Practices: https://www.brentozar.com/sql/virtualization-best-practices/ (die Seite scheint an dieser Stelle nicht mehr zu existieren)

Themen für die noch folgenden Beiträge zum Projekt

  • Migration eines SQL Servers mit dbatools beschreiben, W2K16, SQL 2016 SP1
  • Performance Vergleich physikalisch <-> virtuell

Danke fürs Lesen,
Volker