[AWS Migration Workshop] SQL Server Performance on AWS

SQL Server Performance on AWS
강민석(Kang Minseok)
Sr. Database Solutions Architect

© 2019, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved.
목차
• Microsoft on AWS
• SQL Server의 고가용성 기능
• SQL Server on AWS 성능

90+
40+
795
Windows Deep Learning AMI
Hyper-V support in SMS
Application-consistent Snapshots through VSS
WS 2008 & SQL Server 2008
Visual Studio Toolkit
Microsoft SCOM plug-in release
AWS Directory Service
EC2 Dedicated Hosts (BYOL)
Microsoft SharePoint 2016 (Marketplace)
Windows Server 2008 R2
SQL Server 2008 R2
Windows Server 2003
SQL Server 2005
.NET SDK
Microsoft SCVMM Plug-in
Windows Server 2012
SQL Server 2012
AWS Tools for Windows PowerShell
Amazon RDS adds SQL Server
EC2 Run Command
EC2 Systems Manager
Windows Server & SQL Server 2016
EC2 Dedicated Instances (BYOL)
.NET on Lambda
& Codebuild
SAP instance on AWS 2012
Trusted Advisor
checks for Windows
SQL Server 2017
X-Ray .NET SDK
CustomerAdoption
Windows for Lightsail
.NET Core & Powershell
on AL2/Ubuntu
2008 Today
.NET Core 2.0 Support
with Lambda & X-Ray
EC2 Windows on Bare Metal/Hyper-V AMI
SQL 2017 AMI
AL2/Ubuntu.NET Developer Hub
인스턴스 타입, 22 인스턴스 패밀리
개의 Windows 워크로드를 위한 AMI
Windows ISV 가 마켓플레이스에 존재
Microsoft on AWS 기술 혁신

Amazon Web
Services
57.7%
Microsoft
Azure
30.9%
Others
11.4%
Worldwide Windows Public Cloud IaaS Instances by Cloud Provider 2017
클라우드 환경에서 Windows 서비스
IDC, Windows Server Operating Environment Market Update, Doc # US44217118, Aug 2018

가장 앞선 신뢰성을 제공
지난 365일간 2위 사업자 대비
16 배 적은 다운 타임
Source: Gartner CloudHarmony (7/10/2018)
July 2017-July 2018
#downtime minutes for compute and storage (all regions)
2위 사업자

SQL Server 고가용성 구성
• 복제(Replication)
• 로그전달(Log Shipping)
• 미러링(Mirroring)
• 클러스터링(Windows Server Failover Cluster(WSFC) )
• SQL Server AlwaysOn

SQL Server 고가용성 구성 - 복제
• 복제(Replication)
• Publisher: 게시자(원본 DB)
• Distributor: 배포자(배포DB )
• Subscription: 구독자(복제 DB)

SQL Server 고가용성 구성 – Log shipping

SQL Server 고가용성 구성 - Mirroring
 동기식(Synchronous) 데이터 복제 – 자동 Failover ( Witness 필요)
 동기식(Synchronous) 데이터 복제 – 수동 Failover
 비동기식(Asynchronous) 데이터 복제 – 수동 Failover, 성능
Primary Server
Secondary Server
Witness
Instance
Mirror
DB
Mirror
DB

SQL Server 고가용성 구성 - 클러스터링
• Windows Server Failover cluster
• Active Node
• Passive Node
• Virtual IP for Cluster and Cluster Name
• Virtual IP for SQL Server and Virtual Name
• Shared Disk
• Quorum
• Public Network
• Heartbeat Network

SQL Server 고가용성 구성 - AlwaysOn
• Shared Disk가
필요없음
• SQL Server가
클러스터 리소스로
등록 되지 않음
• 클러스터 리소스로
AlwaysOn listener
가 등록됨

Demo – SQL Sever AlwaysOn Failover
12
Failover time : 20 Secs
AlwaysOn Connection Failover Time

SQL Server 고가용성 구성 비교

SQL Server on AWS 성능
• Performance of SQL Server on AWS
• Network
• Storage
• SQL Server on EC2 / RDS
• SQL Server on AWS - Architecture

성능에 관련된 요소들
Compute
Capabilities
vCPUs
Memory
Capabilities
GB of RAM
Network
Performance
MB/s
(Throughput)
Storage
Performance
I/O Throughput

Enhanced Networking Interface: Intel VF 과 ENA
• [Intel VF] Intel ixgbevf 드라이버 사용
• EC2에서는 Intel ixgbevf 드라이버를 사용하는 Intel 82599 VF 인터페이스를 통해 향상된
네트워킹 기능을 제공
• https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/AWSEC2/latest/WindowsGuide/sriov-networking.html
• [ENA] ENA(Elastic Network Adapter)
• RSS (Receive Side Scaling )
• https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/AWSEC2/latest/WindowsGuide/enhanced-networking-ena.html
• Throughput
• Intel VF: 최대 10Gbps
• ENA: 최대 25Gbps

Network Throughput 테스트 결과
10분 이상
≃ 1194 Mbps
≃ 868 Mbps
c5.xlarge
c4.xlarge
≃ 9.41 Gbps
Model vCPU*
Network
Performance
(Gbps)
c5.xlarge 4 Up to 10
c4.xlarge 4 High
c5d.18xlarge 72 25

ENA 설정 튜닝- RSS Group 변경
Set-NetAdapterRss -name (Get-NetAdapter | Where-Object {$_.InterfaceDescription -like '*Elastic*'}).Name -
Baseprocessorgroup 0 -BaseProcessorNumber 2
ENA Network 병목: vCPU(0)가 과도하게 사용됨
0 2 4 6 8
1 3 5 7 9
Network Stack( RSS ), 8 vCPUs

SQL Server를 위한 Storage - EBS
Max Throughput per Volume: 1000 MB/s
Max IOPS per Volume: 64,000
Volume Size: 4 GB to 16 TB
Ideal for critical applications and databases with
sustained IOPS
Provisioned IOPS SSD General Purpose SSD
Max Throughput per Volume: 250 MB/s
Max IOPS per Volume: 16,000
Volume Size: 1 GB to 16 TB
Great for boot volumes, low latency
applications and bursty databases
Burst: 3,000 IOPS (for volumes up to 1 TB)
SSD(Solid-State Drive) 하드 디스크 드라이브(HDD)
볼륨 유형 범용 SSD(gp2)* 프로비저닝된
IOPS SSD (io1)
처리량에 최적화된
HDD (st1)
Cold HDD (sc1)
API 이름 gp2 io1 st1 sc1
볼륨 크기 1GiB - 16TiB 4GiB - 16TiB 500GiB - 16TiB 500GiB - 16TiB
최대 IOPS**/볼륨 16,000*** 64,000**** 500 250
최대 처리량/볼륨 250MiB/s*** 1,000MiB/s† 500MiB/s 250MiB/s
최대 IOPS/인스턴스 80,000 80,000 80,000 80,000
최대 처리량/인스턴스1,750MiB/s 1,750MiB/s 1,750MiB/s 1,750MiB/s

SQL Server를 위한 Storage - NVMe
• Amazon EC2 인스턴스 스토어
- NVMe (Non-Volatile Memory express) 타입의 SSD를 장착하여 낮은 지연속도와 높은 IOPS
- 데이터 유지: 물리적 호스트 재시작, EC2 재부팅
- 데이터 삭제: 인스턴스가 중지/종료, 또는 호스트 하드웨어 이슈로 호스트가 이동되는 경우
- 지원 인스턴스: C5d, I3, F1, M5ad, M5d, p3dn.24xlarge, R5ad, R5d 및 z1d
인스턴스 타입 vCPU (CPU clock) Mem(GiB) 인스턴스 스토어 크기
c5d 2 ~ 72 (3.0 ~ 3.5 GHz) 4 ~ 144 50 ~ 900 GiB
m5d 2 ~ 96 (2.5 GHz) 8 ~ 384 75 GiB ~ 3.6 TiB
r5d 2 ~ 96 (~3.1 GHz) 16 ~ 768 75 GiB ~ 3.6 TiB
z1d 2 ~ 48 (~4.0 GHz) 16 ~ 384 75 GiB ~ 1.8 TiB
i3 2 ~ 72 (2.3 GHz) 15.25 ~ 512 475 GiB ~ 15.2 TiB
i3en 2 ~ 96 (3.1 GHz) 16 ~ 768 1.25 TiB ~ 60 TiB
https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/WindowsGuide/instance-types.html#ec2-nitro-instances

AWS 관리형 서비스
Amazon RDS
• RDS SQL Server
직접 관리
Amazon EC2
 BYOL Windows & SQL
 EC2 Windows + BYOL SQL
 EC2 Windows + SQL
AWS 에서 SQL Server 선택 기준

SQL Server on AWS 운영 책임
Amazon RDS for SQL Server
Power, HVAC, net
Rack and stack
Server maintenance
OS patches
DB software patches
Database backups
High availability
DB software installs
OS installation
Scaling
App optimization
Power, HVAC, net
Rack and stack
Server maintenance
OS patches
DB software patches
Database backups
High availability
DB software installs
OS installation
Scaling
App optimization
SQL Server on Amazon EC2
Customer managed Multiple optionsAWS managed
Legend
• RDS 선택 기준
• DBA 가 없다
• 관리할 서버가
많다.

아키텍쳐 - SQL Server AlwaysOn on AWS

Demo – SQL Server Performance

Optimize vCPU 성능 비교
25
I3.8xlarge with NVME- enabled HyperThreads I3.8xlarge with NVME- disabed HyperThreads
• Blue: Batch Request/sec (Scale-0.001)
• Red: % Process time

Architecture Sample – 비용 효율성 위주
• SQL 서버의 스탠다드 라이선스
사용(SE)
• 2대 인스턴스 구성
• 복수 AZ 구성 권고
• 인스턴스간 Synchronous 복제
(EBS의 간헐적인 Latency Spike 영향
최소화)
• 인스턴스 스토어에 데이터 파일 및
로그 파일 구성
VPC
Availability zone 1 Availability zone 2
Private subnet Private subnet
EC2 ReplicaEC2 Active
Public subnet Public subnet
게임 서버
Synchronous

Architecture Sample – 고성능 위주
• SQL 서버 엔터프라이즈 라이선스
사용(EE)
• 3대 인스턴스 사용
• 동일 AZ에 Cluster Placement
Group으로 2대 인스턴스 배치
• 동일 AZ 인스턴스간 Synchronous
복제
• 다른 AZ에 추가 1대 인스턴스 배치
• 다른 AZ 인스턴스간 Asynchronous
복제
• 복제 인스턴스에서 데이터 및 로그
백업
VPC
Availability zone 1 Availability zone 2
Private subnet Private subnet
게임 서버
Sync
EC2 Replica
Async
Cluster Placement Group

Architecture Sample – 데이터 안정성 위주
• SQL 서버 엔터프라이즈
라이선스 사용(EE)
• 3대 이상 인스턴스 사용
• 데이터는 EBS 볼륨, 로그는
인스턴스 스토어에 배치
• 다수의 AZ에 인스턴스 배치
• 모든 인스턴스간 Synchronous
복제
• 복제 인스턴스에서 데이터 및
로그 백업
• 동일 AZ에 인스턴스 배치할
경우, Spread Placement
Group 사용
VPC
Availability zone1 Availability zone2
Private
subnet
Private
subnet
게임 서버
Sync
Availability zone3
Private
subnet
EC2 Replica
Public subnet
syncEBS EBS EBS

Compliance Certifications
PCIDSS, HIPPA, FISMA, ISO, K-ISMS, …
66가격 인하 단행 회수
Since 2006
가장 축적된 경험
Windows 워크로드의 운영
10years
세계적 규모와 고가용성
18 개 리젼
55Availability Zones
시큐리티와 컴플라이언스
60+
고객만족과 기술혁신 최고의 성능을 내는 플랫폼 TCO 절감
80,000지속적
IOPS / Instance
100서비스 오퍼링
Over
Windows 및 SQL Server 워크로드를 위한 최적의 클라우드

AWS Migration 워크샵에 참석해주셔서 대단히 감사합니다.
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