In-Memory-OLTP und Cloud-Integration: SQL Server 2014 im Überblick (I/II)

Microsoft SQL Server 2014 kommt am 1. April 2014. Ein Überblick über In-Memory-OLTP und die tiefere Cloud-Integration in Windows Azure.

Dies ist der erste von zwei Beiträgen, die einen Überblick über die neuen Funktionen in Microsoft SQL Server 2014 bieten. Am 1. April 2014 fällt der Startschuss für SQL Server 2014, daher konzentrieren wir uns in diesem Teil auf die In-Memory-Technologie und die Cloud-Integration. Im zweiten Teil kümmern wir uns dann um Verfügbarkeit und Skalierbarkeit.

Mitte Oktober 2013 wurde von Microsoft die zweite öffentliche Preview (Community Technology Preview, CTP) des SQL Server 2014 bereitgestellt, am 1. April 2014 wird die finale Version mit verschiedenen Editionen und je unterschiedlichem Funktionsumfang folgen. Mit der bereits jetzt erhältlichen Vorabversion können Entwickler, Administratoren und andere Datenbank-Profis aber auch schon vor dem finalen Release mit den neuen und verbesserten Funktionen experimentieren. Wie es bei neuen Versionen so üblich ist, bietet auch SQL Server 2014 eine Reihe grundlegender Verbesserungen. Dazu gehören zum Beispiel erweiterte In-Memory-Möglichkeiten, eine noch engere Verzahnung mit Cloud-Services sowie Verbesserungen bei Verfügbarkeit und Skalierbarkeit.

OLTP in SQL Server 2014 bietet verbesserte In-Memory-Technologien

Keine andere Funktion in SQL Server 2014 hat so viel Aufmerksamkeit erregt, wie die neue Engine für In-Memory Online Transaction Processing (OLTP). Sie wurde früher mit dem Code-Namen „Hekaton“ bezeichnet und ist in die Kern-Komponenten des Datenbank-Managements von SQL Server 2014 integriert. In-Memory OLTP benötigt keine spezielle Hardware oder Software und lässt sich nahtlos zusammen mit existierenden Transaktions-Prozessen einsetzen. Sobald Sie eine Tabelle als memory-optimized (Speicher-optimiert) deklarieren, übernimmt die In-Memory-OLTP-Engine das Management der Tabelle und hält diese im Arbeitsspeicher vor. Dabei lassen sich diese Tabellen genauso behandeln und abfragen, wie Sie das mit gewöhnlichen Tabellen-Daten gewohnt sind. Eine einzelne Abfrage kann sowohl In-Memory-optimierte als auch herkömmliche Tabellen adressieren.

SQL Server 2014 wird In-Memory-optimierte Tabellen aber auch noch auf andere Arten unterstützen. Zum Beispiel bekommen Sie bei SQL Server 2014 ein Diagnose-Tool an die Hand, mit dem Sie ermitteln können, welche Datenbanken und Tabellen sich am besten für einen Betrieb im Arbeitsspeicher eignen. Zudem lassen sich gespeicherte Prozeduren, die sich ausschließlich auf Hekaton-Tabellen beziehen, nativ dafür kompilieren. Anders gesagt lassen sich gespeicherte Prozeduren automatisch in nativen Code umwandeln, der im Anschluss von der CPU ausgeführt wird. Eine weitere Kompilation oder Interpretation, wie das für herkömmliche gespeicherte Prozeduren der Fall wäre, ist damit nicht notwendig. In der Regel läuft nativer Code im Gegensatz zu einer Programmiersprache wie SQL wesentlich schneller und braucht weniger Arbeitsspeicher.

SQL Server 2014 verbessert die In-Memory-Technologie aber zum Beispiel auch dadurch, dass Sie den In-Memory-Puffer für den SQL Server auf ein Solid-State-Drive (SSD) oder ein SSD Array erweitern können. Das Ausweiten des Puffer-Pools wirkt sich positiv auf die Schnelligkeit des Pagings aus, während die Daten dabei nur einem geringen Risiko ausgesetzt sind, da die Software nur saubere Pages auf die SSDs speichert. Dies greift vor allem OLTP-Operationen unter die Arme, denen umfangreiche Lese-Lasten zugrunde liegen.

Als weitere Neuerung aktualisiert SQL Server 2014 Columnstore Indizes, die erstmalig in SQL Server 2012 vorgestellt wurden, um damit in hohem Maße kumulierte Data-Warehouse-Abfragen zu unterstützen. Das Ganze basiert auf xVelocity-Storage-Technologie. Die Indizes speichern Daten in einem Säulen-artigen Format und nutzen dabei die Speicher-Management-Möglichkeiten und Kompressions-Algorithmen von xVelocity  aus. Allerdings konnten Columstore-Indizes in SQL Server 2012 nicht geclustert werden und ließ sich auch nicht updaten. SQL Server 2014 bringt daher eine zweite Form von Columnstore-Indizes mit sich, die sich sowohl in einem Cluster einsetzen als auch aktualisieren lässt. Weiterhin ist die Komprimierung von Daten effizienter, womit sich mehr Daten im Arbeitsspeicher unterbringen lassen und in der Folge aufwendige I/O-Operationen reduziert werden können.

Cloud-Integration zum einfacheren Backup

Microsoft preist SQL Server 2014 als hybride Cloud-Plattform an und spielt damit darauf an, dass sich SQL-Server-Datenbanken nun einfacher in Microsofts Cloud-Service Windows Azure integrieren lassen. Schon mit SQL Server 2012 hatten Sie zum Beispiel die Möglichkeit, Datenbanken im Windows Azure Binary Large Object (Blob) Storage zu sichern. Bei SQL Server 2014 gibt es nun das Konzept der Smart Backups. SQL Server kann dazu selbständig entscheiden, ob ein komplettes oder inkrementelles Backup notwendig ist. Auch den Zeitpunkt bestimmt die Software selbst. Data- und Log-Dateien des SQL Server, die zu einer sich auf dem Firmengelände befindlichen Datenbank gehören, können Sie ebenfalls in Windows Azure Cloud-Storage speichern. Zusätzlich stellt Ihnen SQL Server Management Studio einen Assistenten zur Verfügung, mit dem Sie eine existierende lokale Datenbank in eine Windows Azure Virtual Machine (VM) migrieren können.

SQL Server 2014 bietet zudem die Möglichkeit, Windows Azure VMs zur Replikation von  AlwaysOn-Verfügbarkeitsgruppen zu verwenden. Eingeführt wurde das Prinzip bereits mit SQL Server 2012, zusammengenommen besteht die Verfügbarkeitsgruppe aus einer primären Replik und bis zu vier sekundären, bei SQL Server 2014 jetzt sogar aus bis zu acht. Die primäre Replik kann dabei eine oder mehrere Datenbanken hosten, während die sekundären Repliken lediglich Kopien dieser Datenbanken vorhalten. Die Windows Azure Infrastructure Services unterstützen nun Verfügbarkeitsgruppen in Windows Azure VMs sogar im laufenden Betrieb von SQL Server, damit können Sie eine VM noch leichter als sekundäre Replik zur automatischen Ausfallsicherung konfigurieren.

Über den Autor: Robert Sheldon ist technischer Berater und Autor mehrerer Bücher, Artikel und Schulungsmaterialien über Microsoft Windows, relationale Datenbank-Management- Systeme (DBMS) sowie Business-Intelligence- (BI-) Design und -Implementierung.

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