NetVault Tips #120

 SQL Server Plug-in 6.0の新機能 「バックアップ圧縮」について

 

 

弊社は、NetVault Backup (NVBU) とは別に、SQL Server専用バックアップ・ソフトとしてNetVault LiteSpeed for SQL Serverを提供しています。今回リリースしたNVBU SQL Server Plug-in 6.0には、このNetVault LiteSpeed for SQL Serverに搭載されていたSQL Serverバックアップ圧縮技術を組み込みました。

Microsoft SQL Server自体にも同様の技術があり、バージョン6.0より前のNVBU SQL Server Plug-inではこのSQL Server側で提供されている技術を利用することが可能でしたが、Microsoft SQL Server StandardやExpress Editionをご利用の場合、SQL Server側の制約により圧縮機能を利用することができませんでした。今回NVBU SQL Server Plug-in側に圧縮機能が搭載したことにより、Microsoft SQL Server側のエディションに関係なく、SQL Serverのバックアップ圧縮がご利用いただけるようになりました。本Tips!では、この新機能のメリットについて検証します。

>> 1. 念のため - 使わない方が良い環境  

SQL Serverのデータベースが「Transparent Data Encryption (TDE)」で暗号化されている場合は、「低もしくは圧縮無し」で。 暗号化されているデータは、一般的に圧縮が効きにくくなりますので、圧縮処理を行わない方がCPU負荷等が減り、効率が良くなります。

>> 2. 検証方法  

上図の「バックアップ・データの流れ (概略図)」からも分かるように、本機能の最大の特徴は、クライアント (Microsoft SQL Serverホスト) 側でバックアップ・データの圧縮を行うことです。つまり、データがネットワークを流れる前に圧縮します。

では、バックアップ・データがネットワークに流れる前に圧縮されると、どのようなメリットがあるでしょうか? 例えば、ネットワークに帯域制限や負荷が掛かっており、データ転送に使用できる帯域が限られている場合、転送するデータのサイズを小さくすることで、遅延を抑えることができます。

本Tips!では、バックアップ対象となるSQL ServerホストとNVBU Server間のネットワーク帯域に段階的に制限を設け、NVBU側とSQL Server側それぞれで、圧縮ありと圧縮なしの場合のバックアップ・パフォーマンスの違いを調べてました。

  1. 検証環境
     
    NVBU Server
    NVBU Client
    ESXi Server
    OS
    Windows 2008 R2
    Windows 2012
    5.1
    CPU
    4 vCPU
    4 vCPU
    Intel Xeon CPU E5-2470 @ 2.3Ghz x 2 (16 core)
    RAM
    4GB
    8GB
    32GB
    SCSI HBA
    LSI Logic SAS
    LSI Logic SAS
    		  
    NIC
    VMXNET 3
    VMXNET 3
    		  
    Software
     

    NetLimiter 3 by Locktime Software

    Benchmark Factory for Database
    SQL Server 2012 Enterprise Edition
    		  
  2. 検証手順

    2-1： 弊社のデータベース管理製品の1つであるBenchmark Factory for Databasesを利用し、TPC-Eベンチマークテストに使用されるデータをSQL Server 2012のtestDBデータベースに作成します。 作成ベンチマーク・データの規模は最小の1で、約8.55GBのデータが作成されます。

    2-2： NetLimiter 3 ProをNVBU Serverにインストールます。制限なし、100Mbps制限、10Mbps制限をNVBUのDevice Managerプロセスに設けます。

    2-3： 2-2にてネットワーク帯域に制限が設けられている環境毎に、NVBU SQL Server Plug-inで圧縮レベルが違うtestDBのバックアップ・ジョブを作成し、実行ます。

    尚、「制限なし」の段階でそれぞれの圧縮レベルのデータ転送レートが把握できるので、制限有り時でのテスト結果は概算で算出可能です。そのため、制限有り時のテストは限定して行いました。

  3. 検証結果および考察
    まず、10Gbpsの環境の場合を見てみましょう。本ベンチマーク・データの場合、SQL Serverの圧縮が一番効率的でした(残念)。　もちろんだからと言ってNVBUの圧縮の意味がない訳ではありません。 SQL Serverの圧縮は、SQL Server Enterprise Edition以上でのみご使用いただける機能ですから、StandardやExpress Editionを使用した場合、圧縮なしよりもNVBUの低圧縮を使用したほうがバックアップ時間が短くなると考えられます。
     
    制限なし (上限10Gbps)
    NVBU
    低圧縮
    NVBU
    中圧縮
    NVBU
    高圧縮
    SQL Server
    圧縮
    無圧縮
    転送長 (GB)
    1.7
    1.39
    0.904
    1.57
    9.95
    転送時間 (秒）
    52
    99
    119
    43
    77
    転送レート (MB/s)
    33.4
    14.38
    3.78
    37.48
    132.37
    SQL Serverデータ圧縮率
    (元サイズのx%削減）
    82.99
    86.06
    91.15
    -
    0
    デバイスの圧縮率
    (元サイズのx%削減）
    13.2
    3
    0.1
    3.3
    80.6

    次に100Mbpsにバックアップに使用できるネットワーク帯域を制限した場合 (10Gbps環境で100Mbpsしか使用できなかった等を想定) です。100Mbpsは、12.5MB/sですので、制限なしの結果からみると、NVBUの中圧縮が一番近い数値になります。
    実際の検証結果をみますと、無圧縮時よりも圧倒的に速く、そしてSQL Serverの圧縮よりも若干速く、バックアップを終了することができたようです。
     
    100Mbps (12.5MB/s) 制限
    SQL Server
    圧縮
    無圧縮
    NVBU
    中圧縮
    転送長 (GB)
    1.57
    9.95
    1.39
    転送時間 (秒）
    135
    856
    120
    転送レート (MB/s)
    11.94
    11.91
    11.86
    SQL Serverデータ圧縮率
    (元サイズのx%削減）    		    
    86.06
    デバイスの圧縮率
    (元サイズのx%削減）
    3.3
    80.6
    3

    最後に10Mbpsに帯域制限された場合です。 1.25MB/sということなので、今回はNVBU高圧縮でテストしました。予想がついたかも知れませんが、NVBU高圧縮のバックアップはSQL Serverの圧縮より速いことが分かります。
     
    10Mbps (1.25MB/s) 制限
    SQL Server
    圧縮
    NVBU
    高圧縮
    転送長 (GB)
    1.57
    0.904
    転送時間 (秒）
    1354
    827
    転送レート (MB/s)
    1.19
    1.09
    SQL Serverデータ圧縮率
    (元サイズのx%削減）    		  
    91.15
    デバイスの圧縮率
    (元サイズのx%削減）
    3.3
    0.1

    このように、圧縮率の良いNVBUの中圧縮/高圧縮は、バックアップに使用できるネットワークがボトルネックになっている場合に効果的です。そしてNVBUの低圧縮は、Standard/Express EditionといったSQL Serverの圧縮が使用できない環境に有効ということが、今回の検証結果から分かると思います。

    注意点としては、あくまで今回の結果は、Benchmark Factory for Databaseを使用して作成した最小規模のTPC-Eベンチマークテスト用データ使い、圧縮以外のPlug-inのバックアップ・オプションはデフォルト設定で行った結果である、ということです。他のデータ環境や異なるバックアップ・オプション設定により結果が変わることは十分ご考慮ください。

    NetVault BackupおよびSQL Server Plug-inを試用してみたい方は、下記から評価版をダウンロードいただけます。
 

 
 

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