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Microsoft Sql Server 2000Ajuste del rendimiento

Ruben Alonso Cebrian

[email protected]

Código: HOL-SQL06

AgendaAjustes de rendimiento a Nivel de Servidor

• Sistemas de disco• Memoria • Actividad de Entrada/Salida• Ajuste de SMP

Ajustes de rendimiento a Nivel Físico• Gestión de datos e indización• Optimización de espacio libre y gestión de páginas

Ajustes de rendimiento a Nivel Lógico• Particiones• Vistas indizadas• Instrucciones Sql• Ordenación de datos

Herramientas de supervisión y diagnóstico de rendimiento• Identificación de cuellos de botella• Configuración de entorno de supervisión• Monitorización del rendimiento• Analizador de consultas y Analizador

Alta disponibilidad• Arquitectura en Cluster• Configuración de conmutación tras error

Ajuste del Rendimiento a Nivel de Servidor

Factores que afectan al Rendimiento

Factores que afectan al rendimiento de Microsoft Sql Server 2000:

– Configuración de SQL Server 2000 – Modelo físico de datos – Modelo lógico de datos – Instrucciones SQL

Configuración de Microsoft Sql Server

Objetivo: Mejora del rendimiento a través de las propiedades de configuración del servidor SQL Server 2000.

• Sistema gestor definido como "autoajustable", ya que ajusta dinámicamente su configuración en función de la actividad y el uso de los recursos

• Se pueden tomar decisiones que pueden mejorar enormemente el rendimiento a nivel de instalación y configuración:

- Sistemas de disco

- Memoria

- Actividad de E/S

- Ajuste de SMP

Sistemas de disco

Mejora de rendimiento en operaciones de lectura y escritura de datos

Tolerancia a errores

Cada base de datos en su propio subsistema de disco externo, siendo recomendable ejecutar todos los entornos en sistemas RAID

Se obtiene:

Se evita:

Posibles perdidas de datos producidas por error de hardware

Tres niveles RAID:

RAID 0

RAID 1

RAID 5

Sistemas de discoRAID 0: RAID 0:

Divide los datos de manera uniforme entre las unidades físicas.

Cada volumen distribuido se llama almacenamiento o conjunto de bandas.

No protege contra errores de hardware, aunque puede mejorar enormemente el rendimiento de las operaciones de lectura y escritura.

RAID 1: RAID 1:

Denominado comúnmente reflejo de disco

Escribe datos en dos unidades.

Protege contra errores de hardware mediante la creación de dos duplicados exactos de los datos, uno en cada partición del conjunto de espejos.

RAID 10: RAID 10:

Es el más común en entornos de bases de datos

Compuesto por una combinación de RAID 0 y 1. (conocido comoRAID 10 o RAID 0/1).

Sistemas de disco

RAID 5: RAID 5:

Denominado comúnmente bandas de disco con paridad.

Distribuye los datos de manera uniforme entre tres o más discos de la misma forma que RAID 0.

Tolerancia a errores implementada mediante el cálculo de la información de recuperación acerca de los datos escritos en el disco. (Mediante paridad)

Esta información de recuperación (paridad) se distribuye de forma equitativa entre todos los discos participantes, de manera que, si se produce un error en un disco, los datos se pueden reconstruir a partir de la información de paridad contenida en los demás miembros del conjunto de bandas.

Protege contra errores en una unidad de disco, pero reduce el rendimiento de las operaciones de escritura

Sistemas de disco

Para un rendimiento óptimo se recomienda que:

Los siguientes archivos de Microsoft SQL Server se dividan en diferentes conjuntos de almacenamiento:

• Archivos de registro de transacciones• Archivos tempdb• Archivos de datos• Archivos de índice

Los archivos de registro de transacciones y tempdb se coloquen en RAID 0/1, en lugar de en RAID 5 debido a la disminución del rendimiento provocada por el aumento de la velocidad de las operaciones de E/S de escritura

Memoria

Comportamiento:

Por defecto, Microsoft SQL Server 2000 asigna toda la memoria física disponible en el servidor, pero deja al sistema operativo suficientes recursos para evitar una paginación excesiva

Configurado para asignar y liberar memoria de forma automática y dinámica para cada de las áreas de memoria, según sea necesario para obtener un rendimiento óptimo

Estructuras de datos de sistema

Caché de registro

Caché de procedimientos Contexto de conexión

Caché de búfer de datos

MEMORIA

Memoria

ParámetroParámetro FunciónFunción

max server memory: Cantidad máxima de memoria asignada por SQL

min server memory: Cantidad mínima de memoria asignada por SQL

min memory per query Cantidad mínima de memoria asignada por cada consulta

index create memory Cantidad de memoria que utilizan las operaciones de ordenación durante la

creación de índices

Configuración manual mediante ejecución de código Transact/sql:

sp_configure.sp_configure "show advanced options", 1go

Reconfigure

sp_configure "min server memory", 32go

Actividad de E/S

Intentar reducir en la medida de lo posible la actividad de E/S que se produce principalmente por:

• Operaciones de escritura en los registros de transacciones debido a la creación de registros

• Operaciones de lectura o escritura en los archivos de datos o de índice que se originan a partir de solicitudes que no se pueden satisfacer en la caché de datos

• En diversa actividad de disco como consecuencia del comportamiento del sistema SQL Server, por ejemplo, la ordenación de datos en el disco o la ejecución periódica de puntos de comprobación.

Actividad de E/S

Para controlar el rendimiento de e/s Microsoft Sql Server dispone de los parámetros:

Recovery interval (intervalo de recuperación) Número mínimo de minutos que SQL Server necesita para recuperar las bases de datos.

Max async io (nº máx. de operaciones asincrónicas de E/S) Número máximo de solicitudes de E/S pendientes por archivo

Recovery interval:

Establecido en un minuto aproximadamente, mediante este parámetro se modifican los puntos de comprobación

Ventaja : Reduce la actividad de E/S que se produce como resultado del vaciado de la caché

Inconveniente: Aumento del tiempo de recuperación.

Actividad de E/SMax async io:

Establecido a 32 solicitudes de E/S pendientes a un archivo como máximo.

Mejora del rendimiento de E/S aprovechando las solicitudes de E/S asincrónicas que SQL Server envía a Windows 2000 y la controladora de disco

Aceptable para controladoras de disco no muy sofisticadas

Posibilidad de aumentar para controladoras de disco inteligentes, reduciendo el movimiento de los cabezales del disco.

Modificación de los parámetros mediante el código transact-sql:

sp_configure "max async IO", <valor>GoReconfigureGo

Para modificar la frecuencia de puntos de comprobación:

sp_configure "recovery interval", <valor>GoReconfigurego

Ajuste de SMP (Symmetric Multiprocessor Machine)

Mejora del rendimiento mediante varias CPUS

Tecnología de alta escalabilidad

Microsoft Sql Server utiliza varios subprocesos para dividir las tareas entre las distintas CPU

Cada uno de los subprocesos se ejecuta en una CPU independiente

Ejemplo de rendimiento obtenido: Consultas en paralelo dividiendo determinadas consultas entre los subprocesos para recorrer las tablas

Obtención de porcentaje de aciertos en la cache del 98%

Para su configuración, se dispone de los siguientes parámetros:

• affinity mask

• max worker threads

• max degree of parallelism

• cost of threshold for parallelism


Affinity mask Asociación entre un procesador y un subproceso

Max worker threads Número máximo de subprocesos secundarios disponibles para SQL Server

max degree of parallelism Número máximo de procesadores que se deben utilizar en la ejecución de planes en paralelo

cost of threshold for parallelism El umbral para la creación y ejecución de planes en paralelo

Ajuste de SMP (Symmetric Multiprocessor Machine)

Affinity mask: Indica el número de CPU’s a utilizar. Un valor de 0 permite a Sql Server utilizar todas las disponibles.

Max worker threads: Indica el número máximo de subprocesos (por defecto 255). Para un número mayor de subprocesos, Microsoft SQL Server 2000 utiliza el agrupamiento de los mismos si hay más de 255 conexiones simultáneas.

Max degree of parallelism: determina el número máximo de subprocesos asignados a una consulta

Cost of threshold for parallelism: determina el uso o no del proceso en paralelo comparándolo con los costes normales de la ejecución de una consulta sin ejecución en paralelo

Ajuste del Rendimiento a Nivel Físico

Modelo físico de datos de la base de datos

Objetivo: Ganancia de rendimiento mediante un buen diseño del almacenamiento físico para los objetos de la base de datos

• Implementado mediante grupos de archivos para distribuir los datos de tablas o índices entre los discos

• Relleno proporcional para aquellos grupos de archivos con más de un fichero

Para un correcto modelo físico se deben tener en cuenta los siguientes factores:

• Número de grupos de archivos que se deben crear. • Número de archivos de datos que se deben crear.• Número de archivos de datos por cada grupo de archivos.• En qué conjunto de almacenamiento (o disco) debe colocarse cada archivo de datos • En qué grupo de archivos debe colocarse cada objeto de base de datos (como una tabla o índice)


Recomendaciones para un alto rendimiento:Recomendaciones para un alto rendimiento:

• Utilizar diversos grupos de archivos para colocar objetos en discos físicos específicos.

• Crear uno o varios grupos de archivos secundarios para archivos adicionales y configurar uno de ellos como predeterminado.

• Utilizar el grupo de archivos principal para contener sólo las tablas del sistema.

• Utilizar grupos de archivos para distribuir los datos entre tantos discos como sea posible.

• Si en la aplicación hay una zona a la que se tiene acceso con mucha frecuencia, considerar la posibilidad de colocarla en un disco aparte.

• Separar los datos que se recorren de forma secuencial de aquéllos a los que se tiene acceso de forma directa (mediante un índice).

• Separar los índices no agrupados de los datos de las tablas..


Para agregar un grupo de archivos y un archivo adicional a una base de datos de aplicación existente, utilice el comando ALTER DATABASE.

Ejemplo: creación de un segundo grupo de archivos para la base de datos Northwind:

alter database Northwind add file group secundario

A continuación procedemos a la adición de un archivo de datos al nuevo grupo de archivos

Alter database Northwind add file( name = 'nombreDeArchivoLogico', filename = 'c:\Archivos de programa\Microsoft SQL Server\MSSQL\ DATA\nombreDeArchivoFisico.NDF', SIZE= tamañoRequerido) to file group secundario

Por ultimo, podríamos crear un objeto y asociarlo a un grupo específico:Create table Pruebas on secundario

Demo: Gestión de nuevos grupos de archivos

Gestión de datos e Indización

Dos métodos de acceso a los datos:– Recorrido secuencial de toda la tabla– Uso de índices para búsqueda directa de datos

Dos estrategias de índices diferentes:– Índices Agrupados– Índices No agrupados

Creación de índices planeada con mucho cuidado

El exceso de índices puede producir:

1º- Que el optimizador emplee demasiado tiempo en la creación y evaluación de los posibles planes de ejecución

2º- Disminución del rendimiento de escritura


Índice Agrupado: Mejoran el rendimiento al almacenar los datos de la tabla junto con datos de nivel de hoja del índice.

Esto significa que cuando SQL Server 2000 lee la entrada de un nodo de hoja de índice agrupado, lee al mismo tiempo la fila de datos de la tabla.

Sólo puede haber un índice agrupado por tabla

El índice agrupado no se puede separar en diferentes grupos de archivos de los datos de la tabla.

Índice No agrupado: Sólo se almacena un identificador único (identificador de fila) en el nivel de hoja. En consecuencia, con los índices no agrupados es preciso realizar operaciones de E/S adicionales para recuperar los datos de la tabla.


¡¡ Ojo !!:

La desventaja de un índice agrupado cuando cohabitan en una tabla un índice agrupado y uno no agrupado.

Comportamiento Interno: El índice no agrupado no apunta directamente a la fila de la tabla, sino que utiliza los valores del índice agrupado como punteros a las filas de la tabla. En consecuencia, las operaciones de lectura que recorren un índice no agrupado tienen que descender primero por el árbol B del índice no agrupado. Tras encontrar el valor en el nivel de hoja, tienen que descender por el árbol B del índice agrupado. Además, la actualización de las columnas con índices agrupados provoca movimientos de filas, porque las filas actualizadas deben colocarse según el orden del índice agrupado.


Cuando crear Índices Agrupados:

• Consultas que requieren resultados ordenados o resultados intermedios ordenados, por ejemplo, las operaciones de combinación.

• Consultas que recuperan uno o varios intervalos estables. Estas consultas suelen contener el predicado BETWEEN en la cláusula WHERE

Cuando crear Índices No agrupados:

• En columnas para las consultas que están restringidas en el predicado WHERE y tengan una selectividad alta.

Gestión de índices agrupados y no agrupados de una tabla


Visualización de plan de ejecución estimado (Control + L). Recorrido mediante Índice Agrupado

Visualización de plan de ejecución estimado (Control + L). Recorrido mediante Índice no Agrupado

Optimización de espacio libre y gestión de páginas

• Datos almacenados en dos tipos de objetos de base de datos: tablas e índices.

• Las tablas almacenan los datos en estructuras de memoria secuenciales ordenadas o sin ordenar.

• La estructura sin ordenar se llama tabla de montón y la estructura ordenada se denomina tabla agrupada.

Diferencia principal entre ambas estructuras:

Las filas de las tablas de montón se almacenan en secuencia aleatoria, mientras que las filas de las tablas agrupadas se ordenan según las columnas del índice agrupado.

Consecuencia: la colocación de una nueva fila en una tabla agrupada se calcula durante la operación de inserción mediante el valor de índice y la fila se almacena en la página correspondiente.

Si la tabla y sus índices crecen en el futuro, existe el riesgo de que las páginas se dividan y se reequilibre el árbol B.


• La división de páginas puede influir desfavorablemente en el rendimiento de E/S.

Para controlar la división de páginas en Microsoft Sql Server existen dos parámetros:


Fillfactor: Espacio vacío que se debe dejar en cada página destinado a nuevas actualizaciones

e inserciones.

Pad_index: Especifica el espacio que se debe dejar libre en cada página (nodo) en los niveles

intermedios del índice


Configuración manual mediante ejecución de código CREATE TABLE(….)[WITH FILLFACTOR = valor][ON grupoArchivos]

Los índices no agrupados se crean con la siguiente instrucción T-SQL:

CREATE [UNIQUE] INDEX nombreIndiceON nombreTabla (nombreColumna,..)[PAD_INDEX][WITH FILLFACTOR = valor][ON grupoArchivos]

Los índices agrupados se crean con la siguiente instrucción T-SQL:

CREATE [UNIQUE] CLUSTERED INDEX nombreIndiceON nombreTabla (nombreColumna,..)[PAD_INDEX][WITH FILLFACTOR = valor][ON grupoArchivos]

Ajuste del Rendimiento a Nivel Lógico

Nivel Lógico

Objetivo: Mejora del rendimiento a través de una buena estructuración de los datos deforma lógica mediante tablas y relaciones.

Gran repercusión en el rendimiento a través de:

• Particiones• Vistas indizadas• Instrucciones Sql• Ordenación de datos

Particiones

Método para dividir los datos de las tablas y de los índices

Dos tipos de particiones:

- Verticales: Debidas al proceso de normalización

- Horizontales: Proceso de división de un gran número de filas en varias tablas llamadas particiones teniendo todas las tablas (particiones) la

misma estructura

Particiones horizontales utilizadas para:

1º- Distribuir los datos entre grupos de archivos físicos diferentes en una misma base de datos, con lo que se reduce la competición por los recursos.

2º- Distribuir los datos entre varios servidores, con lo que se escala la base de datos para mejorar la simultaneidad.

Vistas Indizadas

Definición: Vista creada a partir de una vista normal mediante la aplicación de un índice agrupado único para la vista.

A continuación, el conjunto de datos especificado se almacena como una agrupación o una estructura de memoria ordenada.

Después de crear el índice agrupado, se pueden aplicar otros índices no agrupados en el almacenamiento.

Uso de vistas indizadas en:

1º- Aplicaciones que realizan muchas operaciones de lectura.

2º- En el caso de que las instrucciones SELECT recuperen un conjunto de resultados que sea un agregado, lo que incluye la realización de sumas u otros cálculos en una o varias tablas diferentes.

Vistas Indizadas

Proceso de creación de vistas indizadas:

1º- Creación de una vista con la opción SCHEMABINDING. Esta opción no permite cambios en el esquema de ninguno de los objetos subyacentes

que participan en la vista materializada. No se puede crear un índice en una vista sin utilizar esta opción.

2º- Creación de un índice agrupado único en la vista. La vista se materializa en este punto.

3º- Si se desea, creación de otros índices no agrupados en la vista.

Demo: Creación de una vista indizada

Instrucciones SQL

-Ganancia de rendimiento mediante una correcta codificación de instrucciones t-sql

- Dos formas de proceder:

• Acceso a base de datos orientado a registros

• Acceso a base de datos orientado a conjuntos

-T-sql no Ortogonal

•Se puede obtener el mismo conjunto de registros de diferentes formas:

Ejemplo:

* Subconsulta sin correlaciónselect od.ord_id, od.ord_it_name, od.amount from orders od where

cust_id NOT IN (select cust_id from revenue)

* Subconsulta con correlaciónselect od.ord_id, od.ord_it_name, od.amount from orders od where

NOT EXISTS (select rv.cust_id from orders od, revenue rv where od.cust_id = rv.cust_id)

* Combinación externaSELECT od.ord_id, od.ord_it_name, od.amount from orders od LEFT

OUTER JOIN revenue rv ON od.cust_id = rv.cust_idWHERE rv.cust_id is NULL

Ordenaciones de datos

-Ganancia de rendimiento a través de una correcta ordenación de los datos

- Filas ordenadas y procesadas de forma estricta mediante la cláusula ORDER BY.

- DISTINCT y UNION requieren un orden para quitar los valores duplicados.

- Si no se especifica un orden, las filas se seleccionan según su colocación física en el disco y la estrategia de acceso elegida en el motor de consultas, por lo que entrará en juego si existen o no índices agrupados o no agrupados.

- Los índices de cobertura no requieren ordenamiento (Create Index xxx on Tabla(campo1, campo2, campo3, campon)

Herramientas de supervisión y diagnóstico de rendimiento

Identificación de cuellos de botellaProceso por el cual se identifican las funciones o instrucciones importantes que son responsables del exceso de carga.

Recogida y análisis de información identificando los factores que puedan intervenir en el cuello de botella.

Determinadas preguntas pueden ayudar en el proceso de identificación:

1º- ¿Cuáles son las tareas más frecuentes (llamadas de usuarios finales, llamadas de interfaz, llamadas del sistema, etcétera)?

2º- ¿Cuáles son las funciones críticas con respecto al tiempo transcurrido (por ejemplo, la selección de datos en diferentes tablas que rellenan un cuadro de diálogo para el usuario final)?

3º-¿Cuáles son las funciones más importantes (tarea principal de la aplicación)?

4º-¿Cuáles son las funciones que consumen más recursos (funciones que son muy complejas con respecto al algoritmo implementado)?

El rendimiento global de un sistema se puede definir por el tiempo transcurrido en un caso de uso determinado o un caso de prueba

Identificación de cuellos de botella

Seguimiento del rendimiento global y supervisión del sistema mediante tres herramientas:

1º- Monitor de rendimiento de SQL

2º- Analizador SQL

3º- Analizador de consultas de SQL

Monitor de Rendimiento

Utilizado para medir la actividad de la CPU, la actividad de E/S y el uso de la memoria.

Identificación de cuellos de botella mediante contadores predefinidos:

Contador % de tiempo de usuario del objeto Procesador (Uso de CPU)

Si permanece de forma continua en un nivel igual o superior al 80 por ciento, existe un cuello de botella en la CPU.

Algunas razones posibles del cuello de botella son:

Número y tipo de instrucciones SQL

Número y tipo de operaciones de combinación

Número de operaciones de ordenación

Monitor de RendimientoContadores a controlar y supervisar:

1º -Contador para la supervisión de la actividad en disco:

Contador de transferencias de disco por segundo del objeto Disco físico.

2º- Contador para controlar la caché de datos (aspecto más importante de SQL Server 2000). El contador predefinido que se indica a

continuación está reservado para medir el porcentaje de páginas de datos que se encuentran en la caché de datos, en lugar de leerse del disco:

Contador Proporción de aciertos de caché del búfer del objeto Administrador de búfer.

Se recomienda que la proporción de aciertos de caché sea superior al 95 por ciento.

Monitor de Rendimiento

Analizador de Consultas

Utilizado para observar el plan de ejecución de la consulta y las intervenciones, así como las estadísticas:

Analizador

Utilizado para buscar instrucciones SQL críticas y medir los efectos de las intervenciones de ajuste. Con esta herramienta puede supervisar el tiempo que tarda en ejecutarse una instrucción SQL. Centre su atención en las columnas de duración, lecturas, escrituras y CPU para encontrar las instrucciones SQL críticas.

Alta disponibilidad

Arquitectura en Cluster

Windows 2000 y SQL Server 2000 admiten el modelo de clúster sin elementos compartidos, lo que significa que cada nodo del clúster es un equipo independiente con sus propios recursos y sistema operativo.

Cada nodo administra sus propios recursos y proporciona servicios de datos sin compartir.

En el caso de producirse un error en un nodo, los discos y servicios que se ejecutan en él se pueden conmutar (o reiniciar) en un nodo que esté en funcionamiento, pero sólo un nodo administra un conjunto determinado de discos y servicios en cada momento.

Dos configuraciones posibles:

1ª- Configuración de conmutación tras error (activo-pasivo) con una sola instancia

2ª- Configuración de conmutación tras error (activo-activo) con varias instancias

Configuración de conmutación tras error con una sola instancia

El clúster ejecuta una sola instancia de SQL Server. Si se produce un error en el servidor principal, el otro servidor del clúster puede ejecutar la misma instancia. De este modo, ambos servidores comparten una base de datos maestra y el conjunto de bases de datos de usuario.

Configuración de conmutación tras error con varias instancias

Cada uno de los dos nodos activos tiene su propia instancia de SQL Server. Cada instancia de SQL Server es una instalación diferente con todos los servicios y se puede administrar, actualizar y detener de forma independiente.

Configuración de conmutación tras error

Próximas Acciones

• 17/09/2005. HOL – Windows Server 2003. IPSec• 18/09/2005. Evento – Windows Update Services• 20/10/2005. Contramedidas Hacker.• 21/10/2005: Gira Seguridad Technet.• 17/09/2005. HOL – Windows Server 2003. IPSec• 18/09/2005. Evento – Windows Update Services• 20/10/2005. Contramedidas Hacker.• 21/10/2005: Gira Seguridad Technet.• 20/10/2005. Contramedidas Hacker.• 21/10/2005: Gira Seguridad Technet.

Boletín quincenal TechNews

Contactos

• Informática 64– http://www.informatica64.com– [email protected]– +34 91 665 99 98

• Profesor– [email protected]

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