数据助力现代应用

在竞争日益激烈的数字经济环境中,企业比以往任何时候都更倚重应用程序.
如今的业务和消费应用程序跨本地、Web和移动平台运行,因此离不开对数据的快速访问.
为了满足企业对于可靠性和可用性的需求,支持这些应用程序的数据库必须在确保安全的前提下,提供高性能和更出色的稳定性.
开发和运营团队需要数据库及其底层操作系统来提供现代开发语言、工具和技术,从而实现快速开发和创新.
此外,IT团队必须在统一的跨基础架构的平台上进行标准化,以便简化IT作业,赋予数据库和应用可移植性.
红帽与微软携手合作,共同为数据库操作奠定高度可用、高度可靠的基础,满足当今的数字业务需求.
借力红帽和微软,加速数据库作业微软继续拥抱开源,采用的解决方案包括红帽企业Linux.
Linux版微软SQLServer2017是一款数据库管理系统,适用于多种关键工作负载,可应对从小型单机应用直至并发用户达数千人的大型企业级和互联网应用.
该系统支持多种开发语言和功能特性,适用于内部、混合、容器和云部署等方案.
红帽企业Linux是一款企业级开源操作系统,为裸机、虚拟化、容器和公共云及私有云等基础设施提供了一个统一的基础.
内置安全和管理功能,也为关键工作负载提供了稳定的高性能平台.
Linux版SQLServer2017为红帽企业Linux生态系统注入了关系数据库引擎的核心特性——包括运营和数据仓库工作负载所需的内存性能、更高的数据安全性、MicrosoftActive目录验证、高可用性、灾难恢复和SQLServerAgent.
红帽平台可在多种部署环境中,增强SQLServer的安全性、稳定性、可靠性和可控性.
红帽企业Linux作为SQLServer2017在Linux系统上的基准平台,所有开发、联合设计和质量测试工作都率先在该平台上完成.
与红帽企业LINUX实现原生数据库集成Linux版微软SQLServer2017既不是移植,也不是重写的产品,而是微软多年来一直提供的同一套高效、可扩展的关系数据库管理系统(RDBMS),在红帽企业Linux操作系统上延伸出同样的功能、性能和可扩展性.
SQL服务器平台抽象层(SQLPAL)对操作系统和库调用操作及语义进行抽象,针对各种平台的特性对SQLServer2017进行优化(图1).
所有操作系统特定的代码都放在一个位置,使所有其他的SQLServer代码不受平台限制.
为了实现这种抽象,SQLPAL结合了微软研究院Drawbridge项目和SQLServer平台层SQLServer操作系统的部分特性.
SQLPAL从应用程序抽象底层操作系统,而主机扩展(专为Linux原生编译)则提供了强大的内存管理、线程调度和输入-输出(I/O)服务.
因此,SQLServer数据库引擎(用于存储、处理和保护数据的核心服务)可享受全面支持,能在红帽企业Linux上实现最优的性能和功能.
微软还为在红帽企业Linux上安装SQLServer提供了安装包存储库,并通过原生YUM安装包管理工具提供安装支持.
预计到2020年,存储需求会达到42,700EB,比全世界的存储器产量多出近18,000EB.
11"Datastoragesupplyanddemandworldwide,from2009to2020"(2009年至2020年全球数据存储供需情况),Statista,2017年9月.
statista.
com/statistics/751749/worldwide-data-storage-capacity-and-demand.
实现高度可靠、高度可用的数据库性能合作伙伴技术概述2LINUXSQLSERVER(SQLPAL)1,200+Windows50(ABI)LinuxSQLPALMicrosoftSQLServer图1.
运行于红帽企业Linux上的微软SQL服务器平台抽象层(SQLPAL)轻松扩展,满足需求所有版本的微软SQLServer2017——Enterprise、Standard、Developer、Web和Express——都支持红帽企业Linux,您可以根据技术和业务需求选择最合适的版本.
从微软AzureMarketplace用内置镜像把红帽企业Linux和SQLServer部署到Azure虚拟机(VM)上,这些虚拟机都经过红帽企业Linux认证并且符合SQLServer的最低技术要求.
4SQLServer支持多种网络和直接附加存储技术和协议,包括光纤通道存储附加网络(FCSAN)、以太网光纤通道(FCoE)、互联网小型计算机系统接口(iSCSI)、网络文件系统(NFS)和Samba.
因此,您可以选择最适合贵公司需求的存储方案.
PB级数据仓库和内存集群列式存储索引可存储海量数据,并且可以并行修改和加载这些数据,满足数据仓库和决策支持系统(DSS)的需求.
对于大型关键应用,红帽企业Linux上的SQLServer企业版可把无限内核数量的大规模可扩展能力,与企业级的特性与结合起来.
每个SQLServer实例的可用内存由红帽企业Linux分配,数据库最大为524PB.
2红帽客户数据与《财富》500强,2017年.
fortune.
com/fortune500.
3"ThestateofLinuxinthepubliccloudforenterprises"(Linux在企业公共云中的使用现状),红帽,2018年2月.
redhat.
com/zh/resources/state-of-linux-in-public-cloud-for-enterprises.
4见"InstallationguidanceforSQLServeronLinux"(SQLServeronLinux安装指南):https://docs.
microsoft.
com/zh-cn/sql/linux/sql-server-linux-setup.
红帽企业Linux深得《财富》500强中九成企业的信任.
2红帽企业Linux是公共云环境中部署最广的操作系统.
33增强数据安全安全性是红帽企业Linux版微软SQLServer的核心.
红帽不但提供先进的安全技术,旗下的产品安全团队还将提供持续支持,对抗威胁,保护数据.
SQLServer内含一系列强大的特性——如审计、行级安全性、动态数据掩蔽、始终加密、透明数据加密——可以隔离和保护静止和动态的组织数据.
另外,红帽企业Linux可与ActiveDirectory集成,将后者作为用户身份管理中心.
支持两种集成选项:直接集成和ActiveDirectory跨域信任(图2).
在直接集成模式下,红帽企业Linux系统直接加入ActiveDirectory域.
在ActiveDirectory跨域信任模式下,通过ActiveDirectory跨林Kerberos信任,ActiveDirectory外部用户可以访问红帽身份管理域中的资源.
WindowsLinuxUNIXActiveDirectoryWindowsLinuxUNIXActiveDirectory图2.
红帽企业Linux和微软ActiveDirectory的集成选项使用熟悉的工具红帽企业Linux和SQLServer支持开源和跨平台工具,兼容现有的驱动程序和开发框架,因此,您可以使用现有的工具、方法和流程来管理SQLServer数据库.
现有的微软Windows工具(包括SQLServerManagementStudio(SSMS)和SQLServerDataTools(SSDT)仍然支持红帽企业Linux.
SQLServer支持所有平台上的新工具,如SQLOperationsStudio、VisualStudio(VS)CodeExtensionforSQLServer和andmssql-cli.
此外,红帽与微软还与其他工具提供商密切合作,支持多种行业领先的第三方工具.
红帽企业Linux已获得通用标准和联邦信息处理标准(FIPS)140-2认证,是获得通用标准认证的第一款具有Linux容器框架支持的操作系统(v7.
1).
55"RedHatAchievesCommonCriteriaSecurityCertificationforRedHatEnterpriseLinux7"(红帽企业Linux7取得通用标准安全认证),2016年10月.
redhat.
com/zh/about/press-releases/red-hat-achieves-common-criteria-security-certification-red-hat-enterprise-linux-7.
6NationalInstituteofStandardsandTechnologyComprehensiveVulnerabilityDatabaseupdate2017(美国国家标准与技术研究所综合漏洞数据库2017年更新),https://nvd.
nist.
gov/.
在过去七年中,相比所有其他大型数据库供应商,微软SQLServer一直都是漏洞最少的解决方案.
64为数据库带来高可用性通过与专为红帽企业Linux优化的高可用性集群资源管理工具Pacemaker集成,红帽企业Linux版微软SQLServer无论在实例级还是数据库级均能实现高可用性(HA).
借助监控、故障检测和自动故障切换编排功能,Pacemaker可以在发生节点级或资源级故障的情况下检测并恢复应用程序和虚拟机.

红帽提供详细的Pacemaker配置信息,用于优化操作,而SQLServer则采用独特的Pacemaker专用资源代理,实现实例级或数据库级的高可用性.
对于针对SQLServer的Pacemaker特有开源代理,微软也有相应的独立包存储库.
另外,SQLServer支持始终在线的故障切换集群实例(FCI),提供实例级高可用性和冗余能力,可在计划内和意外停电期间,确保SQLServer实例持续可用.
FCI包括两个或以上的集群节点,可访问存储区网络(SAN)或直接附加集群共享存储.
无论何时,只有一个节点处于活动状态.
次要节点均为被动节点,但在故障切换时可以发挥活动节点的作用.
Pacemaker可管理所有运行于红帽企业Linux上的FCI集群资源.
通过始终在线可用性分组,SQLServer可实现数据库级的高可用性和灾难恢复.
这些分组可为离散的用户数据库(被称为可用性数据库,运行在类似配置的硬件上)集合提供复制环境.
SQLServer和红帽企业Linux支持多类非独占性的可用性分组:针对高可用性和灾难恢复而配置的可用性分组,是同时进行故障切换的数据库集合.
它们以Pacemaker作为集群管理工具,提供高可用性、灾难恢复和读取扩展平衡.
针对只读、横向扩展工作负载配置的可用性分组,是针对适用工作负载的其他SQLServer实例而复制的数据库集合.
它们无需集群管理工具.
分布式可用性分组横跨两个独立的可用性分组,分别用于故障切换和灾难恢复.
底层可用性分组可以在同一平台上配置并由Pacemaker管理,也可以放在不同的平台上,用于迁移和灾难恢复.
跨平台可用性分组包含微软Windows和红帽企业Linux上的一个或多个副本,为Windows与Linux之间的数据库迁移提供多平台支持并减少应用中断.
每个可用性分组可设置一个主副本和最多8个辅副本.
其他功能包括多数据库故障切换、多个同步和异步辅副本、人工或自动故障切换,以及用于读取和备份工作负载的活动辅副本.
提升数据库性能通过相互配合,红帽企业Linux和微软SQLServer2017企业版可为您的数据库负载提供领先的性能.
7事务处理性能委员会基准H指数(TPC-H)衡量决策支持系统的价格/性能比.
根据对微软SQLServer2017企业版的首次TPC-H测试结果,SQLServer2017与红帽企业Linux7.
3的组合,大幅超越了曾由SQLServer2016在TPC-H@1000GB非集群测试所创造的优异成绩,分数超出6%.
过去三年中,这一组合的价格/性能比还降低了5%.
87"PerformancebestpracticesandconfigurationguidelinesforSQLServer2017onLinux"(Linux版SQLServer2017性能最佳实践和配置指南),微软,2017年9月14日.
https://docs.
microsoft.
com/zh-cn/sql/linux/sql-server-linux-performance-best-practices.
8结果截至2017年4月19日.
TPC、TPCBenchmark和TPC-H是事务处理委员会(TPC)的商标.
如需更多信息,请访问:tpc.
org/3327.
5红帽企业LINUX的性能特性作为SQLServer部署的基础,红帽企业Linux内置多种性能特性,只需很少(甚至无需)配置,即可加快数据库工作负载的处理速度.
直接I/O红帽企业Linux文件系统特性(即直接I/O)可帮助SQLServer等应用有效地管理高文件I/O吞吐量.
应用绕过操作系统缓存,直接读取文件并写入存储设备中.
SQLServer会自动配置直接I/O,无需用户干预即能提高数据库工作负载的性能.
非统一内存访问(NUMA)意识在现代多处理器系统中,内存访问时间取决于内存和CPU的相对位置.
对靠近特定CPU的内存的访问速度,要快于对连接远程CPU的内存的访问速度.
因此,这些服务器通常会支持NUMA,把系统内存分成不同的区,再把各个区分配给特定的处理器.
SQLServer可检测NUMA系统是否存在,并利用红帽企业Linux中的进程关联特性.
配置完毕后,进程关联会在特定CPU上运行进程,确保每个进程均使用本地内存.
这种方法可加快内存访问速度,提高数据库工作负载的整体性能.
透明大型分页(THP)大型分页把内存分页大小提高到2MB和1GB,可减少在管理大量内存时的开销.
THP是一个抽象层,可以在使用大型分页时,使大部分的创建、管理和使用工作实现自动化.
在进行跨系统、配置、应用和工作负载测试和优化时,其默认设置可以提高多数系统配置的性能.
红帽企业Linux支持THP,可提升微软SQLServer的内存利用率和性能.
微软SQLSERVER性能特性微软SQLServer采用高级性能特性,可加快速数据库工作负载的处理速度.
SQLServer内建有动态内存对象扩展、并行恢复、预读等功能,无需用户干预.
其他特性需要用户配置,包括内存在线事务处理(OLTP)、混合事务/分析处理(HTAP)和自适应查询处理及自动调谐.
SQLServer自带内存管理功能,可供缓存池和查询计划缓存所用.
列式存储索引借助列式存储索引(一个关键的SQLServer性能特性),数据分析和数据仓库工作负载的性能可以提升100倍.
9数据压缩以列(而非行)为基础,可使数据压缩效率提升10倍.
消除列和行分组后,数据库就可以跳过不需要的列和行.
批执行模式按组处理行,可加快处理速度.
内存在线事务处理(OLTP)内存OLTP可提升事务处理性能.
它可以消除并行执行的事务之间的锁闩竞争.
经过优化的数据存储、访问和处理算法,能利用内存和高并行计算的增强功能,提高数据访问和事务执行效率.
SQLServer的内存OLTP特性包括内存优化表和表变量,以及原生编译存储的程序和标量用户自定义函数(UDF).
微软SQLServer列式存储索引最多可将数据分析和数据仓库工作负载的性能提升100倍,将数据压缩性能提高10倍.
99"Columnstoreindexes-Queryperformance"(列式存储索引——查询性能),微软,2017年12月.
https://docs.
microsoft.
com/zh-cn/sql/relational-databases/indexes/columnstore-indexes-query-performance.