Техническое описание

Дата публикации: июнь 2013 г.

Область применения: Microsoft SQL Server 2014 и SQL Server 2012

Резюме: Объем и сложность данных непрерывно возрастают, и организациям необходимы новые возможности для решения критически важных задач. В этом техническом описании рассматриваются новые реализованные в Microsoft SQL Server возможности, включая отвечающие требованиям крупных предприятий функции безопасности, доступности и производительности и поддержку полного набора сложных типов данных. Эти возможности определяют "критически важные улучшения", востребованные организациями при работе в условиях динамично развивающегося рынка. Кроме того, мы сравниваем отдачу от решений, которые обеспечивают изначально реализованную внутри ядра базы данных функциональность, и выгоду от решений с дополнительными платными компонентами

Содержание

• Критически важные улучшения.
• Запросы компаний..
• SQL Server
• Доступность данных.
• Высокая доступность важнейших систем: SQL Server AlwaysOn. 7
• Оперативные процедуры базы данных. 9
• Предсказуемая, эффективная и гибкая архивация данных.
• Преимущества запуска на Windows Server
• Производительность и масштабирование.
• Оперативная обработка транзакций в памяти: проект Hekaton.
• Хранение данных в памяти: индекс ColumnStore.
• Расширение буферного пула.
• Улучшения в обработке запросов.
• Частное "облако".
• Секционирование уровня 1: масштабирование до 15-КБ секций.
• Тестирование масштабирования реальных приложений: распределенное воспроизведение.
• Уменьшение размера и повышение производительности баз данных: сжатие данных и резервных копий 
• Упреждающие диагностика и устранение неполадок: Performance Data Collector и Management Studio 
• Преимущества запуска на Windows Serve
• Безопасность и соответствие нормам.
• Безопасность по умолчанию: снижение уязвимости.
• Встроенные средства обеспечения соответствия нормам: улучшения в аудите SQL Server
• Ограниченный доступ к данным на уровне строк: Label security.
• Управляемый доступ при пересылке данных: расширенная защита.
• Управляемый доступ к данным администраторов: определяемые пользователем серверные роли 
• Управляемый доступ к данным средств бизнес-аналитики: Microsoft SharePoint и Microsoft Active Directory 
• Встроенные возможности работы с любыми данными.
• Охват неструктурированных данных благодаря поддержке сложных типов данных.
• Высокая доступность неструктурированных данных.
• Незаметное подключение и анализ больших данных через коннекторы Hadoop.
• Незаметное подключение к разным платформам благодаря большей интероперабельности.
• Сравнение затрат на критически важные функции.
• Требования к базовым возможностям.
• Основные сведения о доступных вариантах.
• Заключение.
  

Критически важные улучшения

Увеличение объемов данных мы наблюдаем повсюду. Это влияет на все устройства, приложения и процессы, которые только можно себе представить, и мир полнится  множеством цифровых и виртуальных взаимодействий и событий. Осталось в прошлом время, когда организации привычно обслуживали клиентов в свои рабочие часы в одном часовом поясе или географическом регионе. Сегодня услуги постоянно доступны клиентам за счет различных средств: от Интернета до сложных глобальных систем отслеживания операций, обеспечивающих высочайший уровень эффективности и удобства для потребителя. Больше нет перерыва на техническое обслуживание для профилактики и обновления ИТ-систем, и теперь выполнять необходимые работы стало проблематично. Потребители, находясь и дома, и на работе, ожидают непрерывного обслуживания и доступа к информации всеми удобными для них способами. Высокая скорость работы больше не является привилегией немногих, кто в состоянии приобрести и содержать системы Tier-1.

Лавинообразный рост данных вышел за пределы традиционных типов данных. Согласно исследованиям Gartner, общий объем данных в мире увеличивается на 59% в год. Кроме того, по оценкам Gartner, 70-85% данных не являются структурированными.[1] Стремительный переход от структурированных данных к неструктурированным вынуждает организации разрабатывать собственные решения, поддерживающие сложные типы и нетрадиционные источники данных (такие как Big Data), с тем же набором критически важных функций.

Сегодня перед ИТ-подразделениями встала задача найти баланс между последствиями роста объемов данных, необходимостью глобального расширения со скромными бюджетами и жесткой политикой соответствия нормам. Эту задачу необходимо выполнять, обеспечивая большее время работоспособности и следуя все более строгим и разнообразным региональным законодательным актам. В большей степени, чем в прошлом, организации сейчас заинтересованы в возможности выполнения критически важных операций, которые позволяют быстро получать нужные решения.

Запросы компаний

В наш цифровой век требования к наличию критически важных функций актуальны не только для  обладателей дорогостоящих систем Tier-1. Организации требуют критически важных функций в следующих областях:

• Доступность данных. Необходимы решения с высокой доступностью по всему миру и измеряемым в секундах временем преодоления отказа, с надежным резервным копированием, простые в настройке и обслуживании при малой совокупной стоимости владения.
• Производительность и масштабируемость. Требуются высокая и предсказуемая производительность выполнения любых серверных операций (в том числе сложных запросов, интеграции и анализа данных) и обеспечение масштабируемости систем в зависимости от роста объема данных.
• Безопасность. Нужны тщательно продуманные решения на базе хорошо защищенной системы управления базами данных для снижения риска компрометации, наряду с удобными встроенными инструментами и управляемым доступом к данным.
• Встроенные возможности работы с любыми данными. Требуется поддержка растущих объемов данных сложных типов и нетрадиционных источников данных, предусматривающих  эффективное  взаимодействие с разными платформами и гетерогенными средами.

SQL Server

SQL Server - новый стандарт платформы для решения критически важных задач. Необходимые организациям показатели времени работоспособности и производительности достигаются при низкой совокупной стоимости владения. Безопасность уровня предприятия сочетается с поддержкой практически любых типов данных.

Доступность данных

Высокая доступность важнейших систем: SQL Server AlwaysOn

SQL Server 2014 обеспечивает обещанный уровень управляемости благодаря чрезвычайно высоким пользовательским качествам AlwaysOn , усовершенствованного решения высокой доступности. Это интегрированное решение обеспечивает избыточность внутри центра обработки данных и между центрами обработки данных, что позволяет быстро переключаться при отказе приложений в случае плановых остановок и незапланированных простоев. AlwaysOn предоставляет набор новых возможностей, объединенных в одном решении.

Рис. 1: Единое решение высокой доступности

Группы доступности SQL Server AlwaysOn- решение высокой доступности и восстановления после аварии корпоративного уровня, альтернативное зеркалированию баз данных. Группы доступности представляют собой интегрированный набор возможностей, в частности для автоматического или ручного перехода на другой ресурс в группе баз данных, поддержки до четырех вторичных реплик, быстрого переключения для приложений и автоматического восстановления страниц. Каждая группа доступности  представляет собой  контейнер для дискретного набора пользовательских баз данных, известных как базы данных доступности, которые перемещаются вместе. У группы доступности может быть много копий для переключения (также именуемых вторичными репликами). Более того, не составляет труда настроить вторичные реплики для доступа только на чтение к вторичным базам данных и для резервного копирования вторичных баз данных. Введение групп доступности устраняет необходимость в общем дисковом хранилище, например сети хранения данных (SAN) или хранилище, подключаемом к сети (NAS), для развертывания экземпляра отказоустойчивого кластера.

Экземпляры отказоустойчивого кластера SQL Server AlwaysOn расширяют возможности отказоустойчивого кластера SQL Server и поддерживают многосайтовые кластеры, охватывающие несколько подсетей, что помогает обеспечить переключение экземпляров SQL Server между центрами обработки данных. Более быстрое и предсказуемое переключение экземпляров  -  еще одно ключевое преимущество, обеспечивающее ускоренное восстановление приложений. Поддержка общих томов кластера Windows Server 2012 Cluster Shared Volumes позволяет дополнительно усовершенствовать процесс использования хранилищ SAN и управления ими, за счет незаметного переключения хранилища данных и устранения ограничений, связанных с необходимостью задавать буквенные обозначения дисков SAN.

Несколько активных вторичных экземпляров SQL Server AlwaysOn позволяют использовать до восьми вторичных экземпляров для обработки запросов на создание отчета (со скоростью, многократно превосходящей репликацию) и операций резервного копирования даже при сбоях сети, что помогает задействовать простаивающее оборудование и полностью использовать ресурсы. Кроме того, резко повышается производительность как основной, так и вторичных рабочих систем, поскольку между ними больше нет конкуренции за ресурсы.

Прослушиватель групп доступности SQL Server AlwaysOnобеспечивает быстрый перевод на другой ресурс клиентских соединений при наличии нескольких подсетей. Клиентские приложения быстрее переключаются между несколькими подсетями (до 64), а скорость при этом почти такая же, как при переходе на другой ресурс в одной подсети. В то же время доступ с правами "только чтение" позволяет организациям управлять типами приложений, которые выполняются на серверах высокой доступности.

SQL Server AlwaysOnдля Windows Azure Virtual Machine позволяет организациям добавлять вторичные реплики в виртуальную машину Windows Azure через мастер репликации Add Azure Replica Wizard. Затем они могут использовать реплики для восстановления после сбоя, подготовки отчетов и резервного копирования. При этом снижаются капитальные затраты, поскольку есть возможность отказаться от покупки дополнительного оборудования для вторичных экземпляров AlwaysOn.

Оперативные процедуры базы данных

SQL Server по-прежнему позволяет достигать высокой доступности при выполнении операций, использующих значительные ресурсы. Например, возможность перестроить индексы в оперативном режиме в одном разделе позволяет пользователям управлять разделами и обеспечивает непрерывный доступ к базе данных. Такой подход также требует меньше ресурсов (процессоров и памяти), поэтому снижается влияние процедуры перестроения индексов. Кроме того, возможность выставлять приоритеты при блокировке таблиц позволяет более тщательно отслеживать влияние операций обслуживания на выполняющиеся транзакции, будь то переключение таблиц или перестроение индексов в оперативном режиме. Это позволяет администраторам баз данных указывать, следует ли завершить процессы, не позволяющие им блокировать таблицы.

Предсказуемая, эффективная и гибкая архивация данных

Recovery Advisor позволяет оптимизировать взаимодействие с пользователем, предоставляя администраторам баз данных возможность восстановить базы данных в среде SQL Server Management Studio. SQL Server обеспечивает разнообразные типы резервного копирования, поэтому бывает сложно подготовить верную последовательность операций восстановления. Чтобы оптимизировать этот процесс, SQL Server Recovery Advisor помогает администраторам баз данных создавать наиболее эффективную последовательность восстановления.

Среди предлагаемых возможностей - шкала времени, на которой показана история операций архивации базы данных и доступные временные точки, для которых пользователь может восстановить состояние базы данных; алгоритмы, позволяющие оптимизировать процесс идентификации наборов архивных носителей, необходимых для возвращения состояния базы данных в конкретный момент, и диалоговое окно восстановления страницы в среде SQL Server Management Studio, позволяющее выполнить восстановление базы данных на уровне страниц.

Резервное копирование в Azure

SQL Server обеспечивает резервное копирование и восстановление непосредственно в службу BLOB-объектов Windows Azure. Эту функцию можно использовать для резервного копирования баз данных SQL Server в локально расположенный экземпляр или экземпляр SQL Server, размещенной в среде провайдера, такой как Windows Azure Virtual Machine. Преимущества резервного копирования в "облако": доступность, удаленное реплицируемое хранение данных без ограничений и простота передачи и получения данных из "облака". Гибкость, надежность и неограниченный размер удаленного хранилища сочетаются с превосходным механизмом архивации резервных копий и практически полным отсутствием затрат на управление оборудованием.

Smart Backup

Построенный на механизме резервирования в Windows Azure, процесс Storage SQL Server Smart Backup реализует политику автоматического резервного копирования в Windows Azure Storage. Он учитывает текущую рабочую нагрузку и возможности ускорения, использует минимум настроек (для таких параметров, как период хранения) и обеспечивает возможности управления резервными копиями для всего экземпляра базы данных или для отдельных баз данных.

Развертывание базы данных на виртуальной машине Windows Azure

SQL Server располагает мастером для развертывания базы данных на другом экземпляре SQL Server, запущенном в виртуальной машине Windows Azure. Сложный процесс полностью автоматизирован и не требует глубокого понимания Windows Azure. Кроме того, операция не связана с потерями в производительности, так как главным фактором в определении времени развертывания является размер самой базы данных.

Интеграция хранилищ данных SQL Server и Windows Azure

SQL Server обеспечивает встроенную поддержку для файлов базы данных, сохраненных как BLOB-объекты Windows Azure. Это первый шаг при переносе локальных баз данных SQL Server в среду Windows Azure при выполнении постепенного перевода базы данных в "облако". Благодаря данной функции становятся возможными, в частности, быстрое восстановление после аварии без необходимости восстановления данных и шифрование данных в "облаке" с использованием локально сохраняемых ключей шифрования. Организации могут перемещать базы данных поочередно, по одной, не изменяя приложения.

Преимущества запуска на Windows Server

Поддержка Windows Server Core

SQL Server можно запускать на платформе Windows Server Core - самом компактном варианте развертывания Windows Server. Обслуживать Windows Server Core проще, а применяемых исправлений в данном случае меньше, поэтому число плановых простоев значительно уменьшается. В некоторых случаях процентное сокращение числа исправлений и перезагрузок операционной системы может достигать 50-60%, в зависимости от активных ролей сервера и типа применяемых исправлений.[2]

Поддержка Windows Server ReFS

SQL Server поддерживает использование файловой системы Windows Server ReFS (Resilient File System) для увеличения доступности, масштабируемости и целостности. ReFS обеспечивает экономически эффективную платформу, которая позволяет увеличить доступность данных, эффективно масштабируется для очень больших наборов данных при разнообразных рабочих нагрузках и гарантирует целостность данных благодаря устойчивости к сбоям (вне зависимости от того, что отказало - программное или аппаратное обеспечение).

Ускоренная динамическая миграция

Windows Server позволяет одновременно переносить сколько угодно виртуальных машин SQL Server. Это поможет организациям повысить доступность SQL Server, одновременно снижая плановые простои. Ускоренная динамическая миграция также способствует сокращению плановых простоев за счет миграции многих виртуальных машин SQL Server (с указанием приоритетов) в кластерной среде и использования каналов передачи данных с пропускной способностью до 10 Гбит.

Динамическая миграция для виртуальных машин без кластеров

Windows Server обеспечивает динамическую миграцию виртуальных машин SQL Server и без создания кластерных сред, как при наличии общего центрального хранилища виртуальных машин, так и без него. Это способствует снижению стоимости и сложности развертывания SQL Server в виртуальных средах с обеспечением доступности во время планового простоя.

Обновление с учетом наличия кластера

Благодаря обновлению с учетом наличия кластера организации могут автоматически применять обновления к базовой операционной системе сервера виртуальных машин или другим компонентам в кластерной среде SQL Server при сохранении их доступности. Такой подход способен значительно повысить доступность SQL Server при проведении процесса обновления как в виртуальной, так и в невиртуальной среде.

Динамический кворум

Динамический кворум отказоустойчивого кластера Windows Server Failover Clustering Dynamic Quorum дает возможность кластеру SQL Server AlwaysOn динамически настраивать число голосов кворума, необходимых для работы системы. Это позволяет упростить настройку на 80%. Кроме того, увеличивается доступность кластера SQL Server в сценариях высокой доступности как в виртуальной, так и в невиртуальной среде, за счет возможности пересчитать при необходимости кворум и сохранить работающий кластер.

Производительность и масштабирование

Оперативная обработка транзакций в памяти: проект Hekaton

Проект Hekaton (реализованная в SQL Server технология обработки транзакций в памяти) резко повышает производительность и снижает задержки в оперативной обработке транзакций (OLTP) в SQL Server. Проект Hekaton выполнялся  для обеспечения функционирования самых требовательных приложений обработки транзакций. Корпорация Microsoft тесно сотрудничала с рядом компаний для проверки его характеристик. Проект Hekaton разработан в соответствии с перечисленными ниже архитектурными принципами.

• Оптимизация доступа к данным в основной памяти. Оптимизированные для хранения данных механизмы (такие как механизм OLTP в SQL Server) сохраняют рабочие данные в буферном пуле основной памяти в зависимости от частоты доступа. Однако доступ к данным и возможность внесения изменений основаны на том, что данные в любой момент можно выгружать или получать с диска. При использовании технологии Hekaton таблицы, применяемые на самых ответственных этапах обработки транзакций, размещаются в оптимизированных структурах основной памяти. Остальные таблицы приложения, такие как ссылочные данные или данные журнала, остаются в традиционных структурах, оптимизированных для хранения. Такой подход позволяет определить наиболее эффективные пути использования памяти без необходимости управлять несколькими механизмами. Структуры основной памяти проекта Hekaton удаляют избыточные и несоответствующие данные в оптимизированном для хранения представлении, одновременно обеспечивая их полную неразрывность, целостность, изолированность и устойчивость.
• Ускоренная обработка бизнес-логики. В рамках проекта Hekaton запросы и логика процедур, сохраненных в T‑SQL, компилируются непосредственно в машинный код за счет глубокой оптимизации на этапе компиляции. Следовательно, хранимые процедуры могут исполняться со скоростью базового программного кода.
• Гладкое масштабирование. В проекте Hekaton реализован высокомасштабируемый механизм управления параллелизмом. Для устранения традиционных блокировок используется ряд структур данных без блокировок. При этом гарантируется корректная семантика транзакций и обеспечивается целостность данных.
• Изначально в составе SQL Server. Самое впечатляющее достоинство проекта Hekaton заключается в том, что огромные возможности по обработке транзакций реализованы не  в виде отдельного продукта для управления данными или новой модели программирования. Это по-прежнему SQL Server!

Хранение данных в памяти: индекс ColumnStore

Индекс ColumnStore дополняет ядро базы данных технологией хранения столбцов в памяти. В результате SQL Server стал первым среди ведущих систем управления базами данных универсального назначения продуктом с отдельным хранилищем столбцов. В индексе ColumnStore сочетаются технология VertiPaq, разработанная в службах Analysis Services (и представляющая собой основание для PowerPivot), и новая парадигма исполнения запросов, именуемая пакетной обработкой ( batch processing ). С ее помощью достигается существенное увеличение скорости при обработке типовых запросов к хранилищам данных. В тестовых сценариях объединения типа "звезда" и похожих запросах достигается 100-кратное повышение быстродействия по сравнению с предшествующими версиями SQL Server.

Рис. 2: Индекс ColumnStore для хранилищ столбцов в памяти

Индекс ColumnStore строится вне существующей таблицы с традиционным набором строк и обеспечивает представление данных, формирующее индекс по определенным столбцам. Он преобразует данные на основе только необходимых столбцов, а затем сохраняет это представление, что приводит к резкому увеличению производительности. Величина выигрыша зависит от данных и природы запроса.

Администраторы баз данных также могут обновить кластеризованный индекс ColumnStore с учетом запросов к хранилищу данных в реальном времени без необходимости удалять и восстанавливать индекс. Чтобы сэкономить место на диске, можно применить новый параметр, именуемый COLUMNSTORE_ARCHIVE. Благодаря ему повышается уровень сжатия, а экономия пространства для хранения данных увеличивается до 90%. Улучшения в глобальном пакетном агрегировании также приводят к повышению производительности и более эффективной обработке пакетных запросов при использовании пакетного режима вместо . Улучшения в глобальном пакетном агрегировании также приводят к повышению производительности и более эффективной обработке пакетных запросов при использовании пакетного режима вместо построчного (который потребляет меньше памяти).

Расширение буферного пула

SQL Server обеспечивает повышение производительности запросов, позволяя задействовать энергонезависимые устройства, такие как твердотельные накопители (SSD), чтобы сократить требования к памяти без риска потери данных. Настройка проста и может заметно увеличить производительность выполнения запросов.

Улучшения в обработке запросов

Оценщик количества элементов

Оценщик количества элементов оптимизирует процесс обработки запросов и обеспечивает следующие преимущества.

• Согласованный, предсказуемый уровень производительности запросов: различные деревья операторов, которые представляют одно отношение, имеют одинаковые оценки количества элементов.
• Новая модель для лучшей производительности: важные изменения в модели обеспечивают более точную оценку количества элементов и выбор наилучшего плана.
• Упрощенная поддержка: процесс обработки запросов разделен на два этапа, принятия решений и исполнения . Благодаря трассировке облегчается поиск неисправностей.

Поэтапная статистика

Благодаря улучшениям в поэтапной статистике повышается качество результатов, получаемых от запросов, так как статистика ведется на уровне раздела. Возможны быстрые и более частые обновления статистики на уровне раздела, так как 20-процентное изменение в одном разделе вызывает обновление статистики. Окончательную статистику на уровне таблицы можно получить, объединив статистику на уровне разделов.

Параллельная операция SELECT INTO

Загрузка данных происходит существенно быстрее, так как вставка данных в таблицу может выполняться параллельно с помощью операции SELECT INTO.

Частное "облако"

Изменения регулятора ресурсов

Регулятор ресурсов Resource Governor позволяет обеспечить стабильную производительность при параллельных и смешанных рабочих нагрузках в различных приложениях SQL Server и в частном "облаке". Администраторы баз данных могут задать проценты ресурсов процессора, памяти и ввода-вывода, потребляемых определенными рабочими нагрузками. Регулятор ресурсов в SQL Server дает возможность выполнять масштабирование с максимальным числом пулов ресурсов, равным 64; задавать параметры для указания минимальной и максимальной загрузки процессора, объема занимаемой памяти и числа операций ввода-вывода в секунду; создавать привязку пулов ресурсов к планировщикам процессоров и узлам доступа к неоднородной памяти Non-Uniform Memory Access (NUMA). Управление ресурсами ввода-вывода позволяет администраторам управлять числом физических операций ввода-вывода на пользователя путем добавления параметра максимального и минимального значения IOPS для тома в пулах ресурсов Resource Governor.

Sysprep для SQL Server

SQL Server поддерживает подготовку шаблонов виртуальных машин с помощью SQL Server Sysprep. Администраторы могут подготовить образы с нужными характеристиками, а затем разместить их в частном или общедоступном "облаке". SQL Server Sysprep поддерживает SQL Server Database Engine, SQL Server Reporting Services, SQL Server Analysis Services, SQL Server Integration Services и общие компоненты. При добавлении поддержки кластеров SQL Server Sysprep можно использовать в еще более разнообразных сценариях подготовки образов.

Секционирование уровня 1: масштабирование до 15-КБ секций

SQL Server поддерживает секционирование таблиц размером до 15 КБ. Это позволяет использовать большое скользящее окно просмотра ( sliding window ), и такие приложения, как SAP, которые делают десятки тысяч моментальных снимков данных в дневных или часовых секциях, могут существенно увеличить длительность хранения данных, прежде чем их приходится "выталкивать", освобождая место для новых данных. Таким образом проще управлять большими объемами данных. Администраторам также проще оптимизировать обслуживание больших наборов данных в файловых группах, когда необходимо включать и исключать данные в соответствии с потребностями хранилища данных.

Тестирование масштабирования реальных приложений: распределенное воспроизведение

Организациям нужно  каким-то образом применить реальные нагрузки к приложениям в тестовой среде. Раньше они могли использовать программу SQL Server Profiler, с помощью которой можно было моделировать нагрузку только с одного компьютера. Это ограничение затрудняло моделирование крупномасштабных нагрузок.

Распределенное воспроизведение поможет упростить тестирование приложений и сократить количество ошибок из-за изменения приложений, настроек и обновлений. Многопотоковая утилита воспроизведения позволяет моделировать производственные нагрузки после обновлений и изменений настроек. В результате она поможет сохранить уровень производительности при внесении изменений. Кроме того, интеграция с SQL Server Upgrade Assistant позволит оценить последствия будущих обновлений SQL Server.

Уменьшение размера и повышение производительности баз данных: сжатие данных и резервных копий

Многие организации стремятся повысить быстродействие и надежность, размещая больше данных на специализированных дисковых массивах или SAN, но им мешает высокая стоимость этих высокопроизводительных дисковых ресурсов. Сжатие данных и резервных копий в SQL Server позволяет освободить место, значительно сократив размер баз данных. Уменьшая размер данных, можно увеличить производительность. Благодаря дополнительному пространству удается сохранить больше данных в SAN. А поскольку хранилища на основе SAN надежнее, то повышается и доступность.

На практике вполне реально получить уровень сжатия от 20 до 60%. Кроме того, SQL Server обеспечивает сжатие данных в формате Юникод UCS-2. Таким образом, организации, хранящие данные на нескольких языках, могут также воспользоваться сжатием данных и получить соответствующие преимущества.

Упреждающие диагностика и устранение неполадок: Performance Data Collector и Management Studio

Чтобы добиться повышения производительности, организации стараются заранее принимать меры по проверке состояния своих систем и качества запросов. SQL Server располагает встроенным набором средств диагностики и настройки, предоставляемым без дополнительной платы. С помощью Performance Data Collector администраторы могут анализировать диагностические данные счетчиков производительности, динамических административных представлений, SQL Trace и других источников для сравнения базовых и исторических показателей. Во встроенных отчетах можно увидеть данные об активности сервера, использовании диска и числе запросов. Кроме того, SQL Server Profiler может собирать диагностические данные с сервера в реальном времени и сопоставлять данные трассировки со счетчиками производительности, помогая анализировать события и устранять неполадки. Динамические административные представления Dynamic Management Views и функции, передающие информацию о состоянии сервера, помогут ИТ-администраторам контролировать состояние экземпляров сервера, диагностировать причины неполадок и настраивать производительность. Мастер по настройке Database Engine Tuning Advisor позволяет администраторам выбирать и создавать оптимальный набор индексов, индексированных представлений и разделы. При этом не требуется глубоко вникать в структуру базы данных и внутренние механизмы SQL Server. Просто выберите базы данных, которые нужно поднастроить, и Database Engine Tuning Advisor выдаст рекомендации по индексации и секционированию.

Преимущества запуска на Windows Server

Мощные виртуальные машины

Мощные виртуальные процессоры и память большого объема в Windows Server позволяют развертывать критически важные приложения, использующие SQL Server, в виртуальной среде. Виртуальная машина SQL Server может задействовать до 64 виртуальных процессоров и 1 Тбайт памяти. Кроме того, поддержка 640 виртуальных процессоров и 4 Тбайт памяти обеспечивает развертывание критически важных приложений SQL Server в невиртуальной среде.

Кластер виртуальных машин высокой плотности

При запуске на Windows Server SQL Server может обеспечить более высокую плотность кластера для развертывания в виртуальной среде. Максимальное число виртуальных машин SQL Server в кластере - 8000.

Высокомасштабируемый кластер

Windows Server 2012 обеспечивает масштабируемость кластеров SQL Server вплоть до 64 узлов. Это в четыре раза больше, чем в предшествующих версиях Windows Server. Расширенные возможности дают ряд преимуществ, в том числе большую масштабируемость, усовершенствованные функции настройки и управления, и обеспечивают простоту обслуживания больших кластеров SQL Server в виртуальной и невиртуальной среде.

Качество обслуживания

Функции обеспечения качества обслуживания в Windows Server позволяют администраторам резервировать пропускную способность сетевого адаптера для нужных SQL Server компонентов, таких как виртуальные машины, хранилища, динамическая миграция и общие тома кластера Cluster Shared Volume. Это помогает снизить капитальные и эксплуатационные затраты благодаря пропуску сетевого трафика этих служб по одному сетевому адаптеру.

Объединение сетевых карт

Используя имеющуюся в Windows Server функцию объединения нескольких сетевых карт для балансировки нагрузки, администраторы могут увеличить полосу пропускания для сетевого трафика SQL Server. Кроме того, настройка нескольких сетевых карт для аппаратного переключения ресурсов при сбое поможет организациям обеспечить доступность SQL Server в виртуальной и невиртуальной средах.

Поддержка протокола Server Message Block

Запуск SQL Server на Windows Server позволяет задействовать протокол Server Message Block файлового сервера. SQL Server может хранить файлы данных в удаленных общих папках, использующих функции SMB Direct и SMB Multichannel и стандартные сетевые адаптеры. Эта возможность дает преимущества в хранении данных, в том числе снижение затрат, повышение доступности и высокую производительность при развертывании SQL Server в виртуальной и невиртуальной среде.

Поддержка Fibre Channel в виртуальных машинах

Виртуальные машины SQL Server могут подключаться непосредственно к каналам Fibre Channel с поддержкой функций N_Port ID Virtualization (NPIV), виртуальной SAN и многоадресного ввода-вывода (MPIO) для обеспечения непрерывности соединений. Эти изменения помогут повысить эффективность хранилища, его совместимость и общую производительность при развертывании SQL Server в виртуальной среде.

Пулы носителей

Организации получают возможность снизить затраты, используя стандартные хранилища при развертывании SQL Server в невиртуальной среде, а в некоторых случаях даже заменяя дорогостоящие решения SAN. Пулы носителей Storage Pools помогут повысить гибкость хранения данных  SQL Server, добавляя функции зеркалирования, контроля четности и изоляции при обслуживании одним экземпляром приложения нескольких абонентов (ACL).

Безопасность и соответствие нормам

Безопасность по умолчанию: снижение уязвимости

Корпорация Microsoft и команда разработчиков SQL Server относятся к безопасности очень серьезно. Более 10 лет назад корпорация приступила к реализации инициативы Trustworthy Computing. В рамках этой инициативы инженеры SQL Server должны регулярно проходить учебные курсы по информационной безопасности и внедрять меры безопасности на своем рабочем месте, независимо от группы, в которой они работают в данный момент. Цель поддержания строгой дисциплины в деле обеспечения безопасности и конфиденциальности в масштабе организации - создание программных продуктов, в которых изначально заложены меры защиты. Это позволит  снизить общий уровень риска компрометации данных. По данным института National Institute of Standards and Technology (NIST), общественной организации, занимающейся проблемами безопасности, число уязвимых мест в SQL Server меньше, чем в продуктах любого крупного поставщика баз данных. Кроме того, продукт SQL Server признан "самой безопасной базой данных" советом Information Technology Industry Council (ITIC).[3

Встроенные средства обеспечения соответствия нормам: улучшения в аудите SQL Server

Функции аудита баз данных встроены в SQL Server, что упрощает аудит и помогает организациям контролировать действия с базами данных, в том числе операции чтения, с минимальным воздействием на производительность. По мере того, как политики соответствия нормам  становятся все строже, организации могут применять следующие встроенные средства.

• SQL Audit(все редакции). Позволяет распространить преимущества SQL Server Audit из редакции Enterprise на все редакции SQL Server. Благодаря этому можно проводить более тщательный аудит в базах данных SQL Server, а также повысить уровень стандартизации, производительность и расширить функциональные возможности.
• Определяемый пользователем аудит. Позволяет любым приложениям записывать определенные администратором события в журнал аудита, что повышает гибкость хранения информации аудита.
• Фильтрация аудита. Обеспечивает высокую гибкость при отсеве ненужных событий из журнала аудита.
• Устойчивость аудита. Дает возможность восстанавливать данные аудита при сбоях временных файлов и сетевых проблемах, не позволяя потерять журналы аудита во время переключения ресурсов.

Ограниченный доступ к данным на уровне строк: Label security

Многим промышленным предприятиям и государственным учреждениям необходимо ограничить доступ к данным на уровне строк и ячеек, чтобы только доверенные лица могли обращаться к хранящимся там данным. С помощью SQL Server можно реализовать детализированный подход к защите с использованием набора средств SQL Server Label Security, предоставляемого без дополнительной платы. Набор средств будет полезен для создания ответственных приложений и защиты особых областей базы данных. При этом дополнительные компоненты приобретать не нужно. Набор, спроектированный и обслуживаемый инженерами Microsoft, доступен по ссылке http:///sqlserverlst.codeplex.com.

Управляемый доступ при пересылке данных: расширенная защита

SQL Server обеспечивает шифрование данных при сохранении их на диск и расшифровку при считывании в память. Таким образом, организациям не требуется вносить изменения в приложения, чтобы защитить данные. Функции шифрования встроены в ядро базы данных, поэтому процесс незаметен для пользователей и приложений. Этот механизм реализован в редакции SQL Server Enterprise. Шифрование также работает при создании резервных копий базы данных, они шифруются автоматически.

Кроме того, расширенное управление ключами в сочетании с незаметным шифрованием данных позволяет хранить ключи шифрования вне базы данных. Благодаря расширенному управлению ключами организации могут воспользоваться аппаратным устройством или сторонним средством шифрования для создания ключей шифрования. Хранение ключей отдельно от зашифрованных данных еще более затрудняет несанкционированный доступ к информации со стороны не имеющих разрешений пользователей.

Управляемый доступ к данным администраторов: определяемые пользователем серверные роли

Определяемые пользователем серверные роли User-Defined Server Roles повышают гибкость и управляемость, а также позволяют добиться соответствия нормам благодаря четкому разделению обязанностей. Серверные роли могут быть сформированы в соответствии с задачами различных компаний, которые делят административные обязанности между ролями. Роли могут быть вложенными, что позволяет гибко соответствовать иерархической структуре подразделений организации. Определяемые пользователем серверные роли также помогают избавиться от использования роли sysadmin для администрирования базы данных. Например, можно создать особую роль администратора базы данных для повседневного применения без доступа к данным пользователей.

Управляемый доступ к данным средств бизнес-аналитики: Microsoft SharePoint и Microsoft Active Directory

Корпорация Microsoft поставляет средства бизнес-аналитики для постоянно расширяющегося круга пользователей. Одновременно растут требования к безопасности из-за далеко идущих последствий при нарушении правил доступа. SQL Server помогает защитить аналитические данные конечных пользователей с применением встроенных элементов управления, в том числе новых моделей безопасности SharePoint и Active Directory для формирования отчетов пользователей, публикуемых и совместно используемых в SharePoint. Расширенные модели безопасности обеспечивают управление на уровне строк и столбцов.

Встроенные возможности работы с любыми данными

Охват неструктурированных данных благодаря поддержке сложных типов данных

В результате быстрого перехода от структурированных типов данных к сложным, новые критически важные приложения требуют, чтобы поддержка сложных типов данных была встроенной, а не добавлялась за отдельную плату. SQL Server поддерживает рост числа типов и объема сложных данных благодаря функциям FILESTREAM, удаленному хранилищу больших двоичных объектов Remote Blob Storage и поддержке пространственных данных. Усовершенствования дополняют мощные встроенные базовые функции и расширяют реляционные. В результате организации могут строить эффективные приложения для новых случаев применения без дополнительных расходов.

Таблица FileTable сервера SQL Server построена на основе FILESTREAM; она обеспечивает поддержку пространства имен Win32 и совместимость приложений с данными файлов, сохраненных в SQL Server. Огромное число приложений хранят данные в двух "мирах": неструктурированном (документы, мультимедиа-файлы и другие неструктурированные данные на файловых серверах) и структурированном (реляционные, структурированные метаданные в реляционных системах). Благодаря FileTable снижается входной порог для компаний, которые в настоящее время используют файлы на серверах для запуска приложений Win32. Это позволяет экономить ресурсы, необходимые для обслуживания двух отдельных систем и их синхронизации.

Высокая доступность неструктурированных данных

В SQL Server обработке данных сложных типов уделяется такое же внимание, как обработке данных обычных типов. Можно использовать FILESTREAM для хранения и управления сложными данными различными способами, как если бы это была часть базы данных. Кроме того, с помощью SQL Server организации могут задействовать функции высокой доступности AlwaysOn для работы со сложными данными, управляемыми через FILESTREAM, даже если используются удаленное хранилище больших двоичных объектов и FileTable.

Подключение и анализ больших данных через коннекторы Hadoop

Коннекторы Hadoop для SQL Server и SQL Server Parallel Data Warehouse предназначены для компаний, имеющих лицензии SQL Server и SQL Server Parallel Data Warehouse. Эти коннекторы обеспечивают двусторонний обмен данными между SQL Server и Hadoop, поэтому пользователи могут эффективно работать как со структурированными, так и с неструктурированными данными. Кроме того, можно использовать ведущую платформу бизнес-аналитики Microsoft  для анализа наборов данных Hadoop. Пользователи могут создавать гибридные веб-приложения с помощью знакомых инструментов, таких как Microsoft Excel и зарекомендовавшие себя клиентские функции бизнес-аналитики PowerPivot и Power View, чтобы выполнить всеобъемлющий и интерактивный анализ.

Подключение к разным платформам благодаря большей интероперабельности

На практике многие организации управляют гетерогенными инфраструктурами. Чтобы получить наибольшую отдачу от вложений и успешно развиваться, им необходимы обеспечивающие взаимодействие инструменты и системы. SQL Server поможет расширить гетерогенную среду, давая возможность подключаться к приложениям SQL Server и Windows Azure SQL Database. Предоставляется поддержка для других стандартных интерфейсов API на разных платформах. Используя SQL Server, организации могут повысить отдачу от капиталовложений, одновременно переводя важнейшие унаследованные приложения на платформу данных SQL Server.

Рис. 3: Взаимодействие с использованием различных платформ и стандартов

Интероперабельность с SQL Server обеспечивают следующие компоненты.

• Драйвер Microsoft для PHPдля SQL Server: обеспечивает надежную, масштабируемую интеграцию с SQL Server для PHP-приложений, развертываемых на платформе Windows.
• Подключение для Java: обеспечивает безопасное подключение с высокой доступностью из корпоративных приложений Java к SQL Server.
• Драйвер JDBC Microsoftдля Linuxи UNIX: обеспечивает подключение к приложениям Linux и UNIX, что упрощает компаниям, работающим с приложениями на унаследованных платформах, переход на SQL Server.

Сравнение затрат на критически важные функции

Организации ожидают от поставщиков интуитивного понимания того, что означает для них термин "критически важный", а также удобных и экономически выгодных решений. Корпорация Microsoft стремится соответсвовать этим ожиданиям, предоставляя инструменты и функции, встроенные в платформу базы данных. SQL Server располагает критически важными функциями, необходимыми организациям, чтобы они могли конкурировать в динамичном цифровом мире. Все возможности, рассмотренные в этом документе, реализованы в редакции SQL Server Enterprise. Для построения на ее основе полной и современной базы данных не требуется дорогостоящих дополнительных компонентов.

Базовые возможности

В прошлом многие поставщики предоставляли ограниченную функциональность в премиум-версиях своих продуктов и поставляли критически важные функции в виде дополнительных компонентов или пакетов дополнений. В частности, дополнительные компоненты обеспечивали усиленную безопасность, высокую доступность, повышенную производительность и геопространственные функции. С тех пор организации изменились, и уже недопустимо относить к дополнительным возможностям безопасность, доступность и совместимость со сложными типами данных.

Точно так же, как покупатели дома ожидают, что у него будут крыша, окна и двери, организации вправе ожидать от базы данных масштаба предприятия наличия встроенных функций высокой доступности, повышенной производительности и усиленной безопасности. На рис. 4 показаны различия между двумя схожими решениями для баз данных, Microsoft SQL Server и Oracle Database, и влияние на цену дополнительных компонентов, необходимых для того, чтобы достичь похожего конечного результата.

Рис. 4: Сравнение SQL Server и Oracle Database

Дополнительные компоненты

Таблица 1 показано, какие компоненты системы управления базами данных ведущих поставщиков требуются, чтобы удовлетворить запросы относительно критически важных функций современных компаний. Все чаще возможности, которые раньше считались дополнительными, становятся обязательными в соответствии с новым пониманием критически важных функций. Легко заметить, как добавление компонентов, необходимых для работы критически важных функций, может резко увеличить общую стоимость базы данных.

Таблица 1. Сравнение критически важных решений Microsoft и Oracle

	Microsoft SQL Server	Oracle Database (показаны не все варианты)
Базовая лицензия Enterprise Edition (включает поддержку в течение 1 года)	$27,496	$95 000
Доступность данных	Включено	$10 000 (Active Data Guard) Всего $20 000
Производительность и масштабирование	Включено	$11 500 (Advanced Compression) $23 000 (In-Memory Cache) $11 500 (Partitioning) $11 500 (Real Application Testing) $5 000 (Diagnostics Pack) $5 000 (Tuning Pack) Всего $135 000
Безопасность в масштабах предприятия	Включено Бесплатная загрузка	$11 500 (Advanced Security) $11 500 (Label Security) Всего $46,000
Встроенные возможности для работы с любыми данными	Включено	$17500 (Spatial & Graph) Всего $35,000
Общая цена	$27496	$331000

Примечание. Цены Microsoft основаны на оценке розничной стоимости. Все цены Microsoft и Oracle даны для одного процессора (четырехъядерный процессор Intel Xeon) в долларах США при покупке в Соединенных Штатах. Цены приведены на основе информации на веб-сайтах поставщиков. Цены Oracle даны по прейскуранту Oracle Technology Global Price List, March 15, 2013. Цены реселлеров могут быть иными

В дополнение к критически важным функциям базы данных SQL Server Enterprise располагает рядом возможностей для интеграции данных, управления данными, очистки данных и комплексной бизнес-аналитики. Согласно магическом квадранту Gartner для платформ бизнес-аналитики Gartner Magic Quadrant for Business Intelligence and Analytics Platforms[4], корпорация Microsoft является лидером, предоставляющим пользователям организаций средства сбора наиболее полных сведений и высокой продуктивности, в сочетании с ИТ-управлением и средствами самостоятельной бизнес-аналитики. SQL Server обеспечивает доступ к лучшей в отрасли функциональности бизнес-аналитики без дорогостоящих дополнительных компонентов. Средства бизнес-аналитики поставляются в рамках базовой лицензии редакции Enterprise и доступны в новой редакции Business Intelligence. Организации также могут сократить расходы благодаря встроенным средствам интеграции, управления и очистки данных. С помощью инструментов SQL Server Integration Services, Master Data Management и Data Quality Services ответственные за качество данных сотрудники могут без труда очищать данные и управлять ими. Аналогичные средства бизнес-аналитики и управления данными от других поставщиков могут обойтись дополнительно в сотни тысяч долларов.

Заключение

SQL Server обеспечивает новый подход в предоставлении критически важных функций - высокой доступности, повышенной производительности и безопасности масштаба предприятия. Интегрированные решения высокой доступности обеспечивают быстрое переключение ресурсов и надежное резервное копирование. Кроме того, их проще настраивать, обслуживать и контролировать, что способствует уменьшению совокупной стоимости владения. Уровень производительности и масштабирования SQL Server достаточен для критически важных приложений. Продукт имеет предсказуемые рабочие характеристики при выполнении всех серверных операций, в том числе сложных запросов, интеграции и анализа данных. SQL Server проектировался в соответствии со стандартами безопасности, поэтому поверхность атаки у него минимальна, а программному обеспечению базы данных изначально свойственна повышенная безопасность. Расширенные функции безопасности, в сочетании со встроенными, удобными для использования инструментами и управляемым доступом к данным, позволяют организации выполнить требования строгих политик соответствия нормам. SQL Server поддерживает сложные типы данных и нетрадиционные источники данных, обрабатывая их одинаково тщательно. Поэтому организации получают безупречную поддержку разнообразных платформ и разнородных сред. Наконец, SQL Server обеспечивает критически важные функции при низкой совокупной стоимости владения. Все возможности корпоративного масштаба встроены в продукт, а не предоставляются в виде дорогостоящих дополнительных компонентов. Организации могут положиться на исчерпывающее, интегрированное решение, которое поможет снизить расходы и выполнить требования по соответствию нормам в постоянно меняющемся цифровом мире.

Дополнительные сведения можно найти на веб-сайте SQL Server http://www.microsoft.com/sqlserver/.

Обратная связь

Был ли полезен этот документ? Сообщите нам свою оценку по пятибалльной шкале от 1 (плохо) до 5 (отлично) и обоснуйте ее. В частности:

• Вы оцениваете документ высоко благодаря удачным примерам, полезным снимкам экранов, четкому изложению информации или по другой причине?
• Вы оцениваете документ низко из-за непонятных примеров, нечетких снимков экранов или неясного изложения материала?

Ваш отклик поможет нам улучшить качество выпускаемых документов.

Отправляйте свои отзывы по адресу: mailto:sqlfback@microsoft.com