Wirtualizacja (Hyper-V)

Wirtualizacja Hyper-V pozwala uruchamiać instancję SQL Server na maszynie wirtualnej niezależnej od sprzętu hosta.

Rola Hyper-V w uruchamianiu SQL Server

Hyper-V to funkcja wirtualizacji dostępna w systemach Windows Server oraz w wybranych edycjach systemów klienckich Windows. Umożliwia utworzenie maszyny wirtualnej, która korzysta z udostępnionych zasobów fizycznego komputera, ale ma własny wirtualny procesor, pamięć operacyjną, kontrolery dysków, interfejsy sieciowe i urządzenia startowe. W takiej maszynie można zainstalować system operacyjny, a następnie uruchomić instancję Microsoft SQL Server tak, jak na oddzielnym komputerze.

Określenie „niezależna od sprzętu hosta” opisuje warstwę abstrakcji, a nie całkowite odcięcie od fizycznej infrastruktury. Maszyna wirtualna nadal zależy od procesora, pamięci RAM, urządzeń magazynujących i sieci hosta. Jej system operacyjny oraz SQL Server nie muszą jednak znać konkretnego modelu fizycznej płyty głównej, kontrolera dysków czy karty sieciowej. Hyper-V przedstawia im jednolity sprzęt wirtualny, dzięki czemu środowisko można przenieść na inny zgodny host po spełnieniu wymagań systemowych i licencyjnych.

Warstwa sprzętu wirtualnego i pliki maszyny

Maszyna wirtualna Hyper-V składa się z konfiguracji oraz wirtualnych urządzeń magazynujących. Dyski w formacie VHDX przechowują system operacyjny, pliki baz danych SQL Server, dzienniki transakcji i inne dane. VHDX obsługuje większe rozmiary niż starszy format VHD oraz zapewnia mechanizmy odporności na uszkodzenie metadanych wynikające z awarii zasilania. Wydajność SQL Server zależy między innymi od rodzaju dysku wirtualnego, obciążenia fizycznego nośnika, opóźnień operacji wejścia i wyjścia oraz sposobu rozmieszczenia plików danych i dzienników.

Hyper-V może udostępniać maszynie wirtualnej wirtualne przełączniki sieciowe. Przełącznik zewnętrzny łączy maszynę z fizyczną siecią przez kartę hosta, natomiast inne typy przełączników służą do komunikacji wewnątrz hosta albo między maszyną a hostem. Dla SQL Server istotne są poprawna konfiguracja adresacji, rozwiązywanie nazw, zapora sieciowa oraz dostępność portu używanego przez konkretną instancję. Sama obecność wirtualnego interfejsu sieciowego nie gwarantuje jeszcze dostępności usługi dla klientów.

Izolacja, zasoby i ograniczenia wydajności

Hyper-V izoluje procesy wykonywane w maszynie wirtualnej od procesów systemu hosta i innych maszyn. Izolacja nie oznacza jednak, że zasoby są nieograniczone. Przydzielenie zbyt małej ilości pamięci RAM może prowadzić do presji pamięci w systemie gościa i pogorszyć pracę SQL Server. Nadmierna liczba wirtualnych procesorów również nie musi poprawić wydajności, ponieważ planowanie pracy maszyn wirtualnych konkuruje o fizyczne rdzenie procesora. Konfigurację należy dobierać do rzeczywistego obciążenia, a nie wyłącznie do maksymalnej liczby dostępnych zasobów.

Wirtualizacja zmienia także sposób interpretowania niektórych opóźnień. Problem z fizycznym nośnikiem, przeciążeniem hosta, kopią zapasową wykonywaną na tym samym magazynie albo dynamicznym przydziałem pamięci może być widoczny w SQL Server jako wolne operacje dyskowe lub długi czas oczekiwania. Diagnostyka powinna więc obejmować jednocześnie system gościa, ustawienia Hyper-V i fizyczny host. Należy sprawdzać między innymi zużycie procesora, przydział pamięci, opóźnienia dysków, stan kontrolerów, przepustowość sieci oraz zdarzenia systemowe.

Przenoszenie i diagnostyka środowiska Hyper-V

Jedną z praktycznych cech maszyny wirtualnej jest możliwość przeniesienia jej konfiguracji i dysków na inny host Hyper-V, jeżeli zgodność wersji, ustawień oraz systemu operacyjnego została zachowana. Przeniesienie nie zastępuje kopii zapasowej baz danych. Pliki VHDX, konfiguracja maszyny i kopie baz SQL Server pełnią różne role, a uszkodzenie lub przypadkowe usunięcie jednego elementu może uniemożliwić uruchomienie środowiska. Punkty kontrolne Hyper-V także nie powinny być traktowane jako jedyny mechanizm ochrony danych produkcyjnej bazy.

W przypadku problemów należy ustalić, czy awaria dotyczy startu maszyny wirtualnej, systemu operacyjnego gościa, usługi SQL Server, połączenia sieciowego, plików VHDX czy fizycznego hosta. Pomocne są Podgląd zdarzeń Windows, dzienniki SQL Server, informacje o stanie dysków wirtualnych oraz monitoring zasobów hosta. Osobno trzeba zweryfikować, czy instancja SQL Server działa, czy nasłuchuje na właściwym interfejsie i porcie, czy klient rozwiązuje prawidłową nazwę hosta oraz czy zapora nie odrzuca połączeń. Taki podział pozwala odróżnić błąd konfiguracji wirtualizacji od problemu samego silnika bazy danych.