таблица фактов F(dk1, dk2, dk3, m)

BI 303
Борис Барышников
Senior Program Manager
Microsoft Corp.
Основные принципы хранилищ данных
(Data Warehousing – DW)
Логический и физический дизайн базы
Некоторые элементы дизайна и
конфигурации
Загрузка данных
Возможности SQL Server 2008 и 2008 R2 в
области хранилищ данных для ускорения
скорости выполнения запросов
Анонс возможностей SQL Server “Denali”
В Microsoft Corp. чуть более 6 лет
Всё время в команде SQL Server Engine
Работал с различными компонентами и
технологиями движка SQL Server
В 2008 версии руководил проектом создания
регулятора ресурсов
В настоящее время работаю над новыми
возможностями сервера для улучшения
предсказуемости времени выполнения
запросов
Функции хранилища данных
Депозитарий данных для поддержки тщательного
анализа данных и создания отчётов
Источником данных в DW часто являются
многочисленные базы обработки транзакций
(OLTP)
Например:
Продажи
Стадия
подготовки
Склад
Системы
обработки
транзакций
DW
Отчёты и
анализ
Наиболее распространёнными являются
схемы «звезда» и «снежинка»
Customer
Таблица
измерений
Sales
Product
Store
Country
Territory
Date
Таблица фактов
Измерение
по схеме
«снежинка»
Принципы моделирования
подобных схем можно найти
в The Data Warehouse Toolkit
by Ralph Kimball, 2002.
Используйте схему по типу «звезда» или
«снежинка»
Избегайте длинных строк, большого
объема двоичных данных или колонок
типа uniqueidentifier в таблице фактов
Используйте целочисленные типы для
ключевых колонок таблиц измерений
Избегайте указания точности выше, чем
необходимо в типах numeric (напр., (15,4)
vs. (38,4))
Реализация физической структуры базы
для оптимальной производительности
Хороший физический дизайн – сложный
и трудоёмкий процесс
Главные шаги
Выбор расположения файлов и файловых
групп на диске для вашей системы I/O
Выбор оптимального секционирования
таблиц
Использование PAGE compression для таблиц
фактов
Принципы: быстрый последовательный
доступ I/O, простота создания и
управления большими таблицами
Каждый файл  отдельный диск
Все файлы  одна группа
Все таблицы  в эту файловую группу
File Group 1
File
1
File
2
…
File
32
Избегайте использования более 32 файлов в
одной группе
Известная проблема производительности в
настоящий момент
Если у вас более 32 физических дисков,
сгруппируйте их в логические, используя
средства ОС или SAN
Далее используйте логические устройства как
описано выше
Более подробно в SQL Server Fast Track guide
Для больших объемов данных, см. также Parallel
Data Warehouse
Для таблиц фактов
Используйте clustered index on DateKey
column
Если таблица > ~50GB, также секционируйте
её по DateKey (напр., по месяцам)
DateKey в формате YYYYMMDD, e.g. 20101117
Используйте PAGE compression
Без дополнительных индексов (если не
требуются point lookups)
Как правило признак смешанного использования
системы
Для таблиц измерений
Для маленьких таблиц – не используйте
индексы кроме тех, что обеспечивают
гарантии целостности данных (constraint
enforcement)
Для больших таблиц – индексы для
ускорения наиболее типичных фильтров
Инструменты в помощь: missing index DMV и DTA
(database tuning advisor)
Принципы/цели:
Быстрая загрузка данных
С минимальной фрагментацией
Дополнительная информация в Fast Track 2.0
Guide
Загрузка кластерного индекса
2 опции – загрузка напрямую, загрузка через
дополнительную таблицу (staging)
Загрузка кластерного индекса, вариант 1:
BULK INSERT напрямую в таблицу
Полный набор данных должен помещаться в
память для сортировки – максимальная
производительность
Все данные загружаются в единственной
транзакции с BATCHSIZE = 0. Это предотвращает
дробление страниц и лишнюю фрагментацию
Загрузка происходит последовательно (single
threaded)
Загрузка кластерного индекса, вариант 2:
Загрузка BULK INSERT последовательно или
параллельно в пустую промежуточную таблицу
– кластерный индекс
Ненулевой размер в BATCHSIZE (подбирается,
чтобы не было сортировки в TempDB)
Далее единственный INSERT…SELECT с MAXDOP
= 1 для предотвращения фрагментации
Позволяет достигать более высокой скорости
загрузки на первоначальной стадии (если
использовать несколько параллельных потоков)
Предварительно разбиваем данные по файлам по дате
Загружаем в несколько промежуточных таблиц одновременно
Загружаем каждую из таблиц как на предыдущем слайде
Последовательно переключаем секций между промежуточными и
основной таблицей
Final table
Staging tables
Load files
P1
P2
Pn
…
Добавлено в SQL Server 2008
Сжатие данных и файлов резервного копирования
Обработка запросов типа «звезда» (Star join)
Обработка запросов типа few outer rows
Выровненные по секциям индексированные
представления (partition aligned indexed views)
Независимо от версии
Использование сводных таблиц и индексированных
представлений для запросов агрегирования данных
Добавлено в SQL Server 2008 R2
Поддержка до 256 аппаратных потоков
Реализация сжанитя Unicode
2 типа: PAGE and ROW (страница и запись)
Используйте PAGE для хранилищ данных
В среднем даёт 3X сжатие (диапазон 2-8X)
Используйте для таблиц фактов и на огромных
таблицах измерений
Избегайте для небольших таблиц
Увеличение скорости, снижение кол-ва дисковых
обращений, экономия места
В SQL Server 2008 R2 добавлена реализация
сжатия Юникода
Наибольший эффект для языков, не
изменяющих старший байт
Фактически делает тип однобайтовым в
таком случае (менее эффективен для таких
языков как китайский или японский)
Например, использование для сжатия
Unicode URLs (type nvarchar)
Функционал доступен автоматически для
новых таблиц SQL Server 2008 R2
Для миграции 2008  2008 R2 требуется
обновить запись или перестроить индекс, чтобы
«включить» такое сжатие
Оптимизация обработки запросов типа
«звезда»
select t.SalesTerritoryCountry, COUNT(*)
SalesCount, ...
from FactResellerSalesPart f, DimSalesTerritory t
where f.SalesTerritoryKey = t.SalesTerritoryKey
and t.SalesTerritoryCountry <> 'United States‘
group by t.SalesTerritoryCountry;
Ускоряет обработку таких запросов на
30% в среднем и в некоторых случаях до
7X
Практические рекомендации
Используйте схему типа «звезда» или
«снежинка». Для нормализованных таблиц
(3NF) преимущество минимально
Используйте целочисленный тип данных для
ключевых колонок таблиц измерений для
максимального эффекта
Доступно только в редакции Enterprise и
выше
SQL Server 2005 и ранее использует
блочный алгоритм вложенных циклов
(nested loop join)
Каждая страница данных обрабатывается
только одним потоком
SQL Server 2008 использует отдельный
поток для каждого «внешнего» ряда
Возможно использование всех доступных
процессоров
Нет необходимости переписывать запрос
для обхода этого ограничения, т.е. вместо
SELECT ..., SUM(f.m) FROM f, ...
WHERE f.date_key BETWEEN 20050101 AND 20050107
GROUP BY ...
Можно использовать следующий вариант
без потери производительности
SELECT ..., SUM(f.m) FROM f, dim_date d
WHERE f.date_key = d.date_key
AND d.year = 2010 and d.week = 1 …
GROUP BY ...
Для максимальной возможности
распараллелить запрос, первый вариант
предпочтителен (MAXDOP = MAX CPUs)
SELECT ..., SUM(f.m) FROM f, ...
WHERE f.date_key BETWEEN 20050101 AND 20050107
GROUP BY ...
А этот – будет ограничен 7 (количеством
дней в неделе)
SELECT ..., SUM(f.m) FROM f, dim_date d
WHERE f.date_key = d.date_key
AND d.year = 2010 and d.week = 1 …
GROUP BY ...
Секционированное
индексированное
представление (агрегат)
Секционированная
таблица фактов
Агрегат(P1)
Секция 1
Агрегат(P2)
Секция 2
Агрегат(P3)
Секция 3
Агрегат для
новой секции
Новая секция
таблицы
фактов
Переключение
секций создаёт
агрегаты для
секции
Практика использования
Выравнивание индексированного
представления по секциям позволяет
Переключать секции без перестройки всего
представления (экономия времени)
Такие представления могут быть использованы
оптимизатором при создании плана запроса в
SQL Server 2008
Полный пример использования можно увидеть
здесь
Добавлено в SQL Server 2008 SP2
Функционал с ограничениями
По умолчанию недоступен, нужно включить
Детали в статье здесь
Примеры сценариев использования
Миграция с Oracle без изменения схемы
секционирования
Секционирование по дням и необходимость
иметь более 3 лет данных в одной таблице
-- таблица фактов
F(dk1, dk2, dk3, m)
-- пример схемы для сводной
-- таблицы или представления
F_1_2(dk1, dk2, m)
-- создаём представление
CREATE VIEW F_1_2
WITH SCHEMABINDING AS
SELECT dk1, dk2, SUM(m) as m,
COUNT_BIG(*) as c
FROM dbo.F
GROUP BY dk1, dk2;
-- Альтернатива – сводная таблица
SELECT dk1, dk2, SUM(m) as m
INTO F_1_2 FROM dbo.F
GROUP BY dk1, dk2;
-- пример переписывания запроса
-- запрос данного вида
SELECT F.dk1, SUM(F.m) as m
FROM F
GROUP BY F.dk1
-- может быть переписан как
SELECT F.dk1, SUM(F.m) as m
FROM F_1_2 as F WITH(NOEXPAND)
GROUP BY F.dk1
-- Если F_1_2 – сводная таблица
вместо представления необходимо
убрать NOEXPAND hint
См. Mastering Data Warehouse
Aggregates by C. Adamson про
этот метод
Добавлено в версии SQL Server 2008 R2
Enterprise или выше
В основном для систем обработки транзакций
(OLTP)
Для хранилищ данных параллелизм (DOP)>32
как правило неэффективен
Однако это позволяет поддерживать
разнородную нагрузку на больших системах
По умолчанию DOP всегда ≤64 даже на
больших системах
Override with OPTION(MAXDOP n)
См. также SQL Server Parallel Data Warehouse
Сначала используйте настройку по
умолчанию (‘max degree of parallelism’
sp_configure option = 0)
В случае большого кол-ва CXPACKET waits
установите значение на ½ или ¼ от
доступных процессоров
sp_configure option
Подсказка OPTION(MAXDOP n)
Регулятор ресурсов - один из удобных
внешних механизмов управления этим
параметром
Более низкие значения MAXDOP могут
помочь повысить производительность
путём
Уменьшения время ожидания ресурсов
(доступные потоки)
Уменьшения размера ожидаемого гранта
памяти
Избегайте явного указания ‘max degree of
parallelism’ >64
На практике DOP > 16 неэффективен
Скачать здесь!
CTP1 можно скачать по данной ссылке
Проект Apollo (функционал не доступен в
CTP1)
Ускорение выполнения запросов хранилищ
данных в несколько раз
Плавная деградация для остальных запросов и
интеграция с обычными запросами
Достигается с помощью
Column store (новый тип индекса)
Новые алгоритмы обработки данных (блочная
обработка)
VertiPaq™ column store
Необходимые элементы хорошо
спроектированного хранилища данных
Адекватный логический и физический дизайн
базы
Выбор и конфигурация аппаратного
обеспечения для оптимальной
производительности
Используйте возможности SQL Server 2008 и
2008 R2 для ускорения скорости выполнения
DW запросов
Дополнительные решения
Parallel Data Warehouse
SQL Server “Denali” – проект Apollo
Fast Track 2.0 Guide
Parallel Data Warehouse
Переключение секций при наличии
индексированных представлений
Поддержка 15000 секций
Data loading performance guide
MS Connect
«Книга жалоб и предложений»
Microsoft SQL Server “Denali” CTP1
Ваше мнение очень важно для нас.
Пожалуйста, оцените доклад, заполните
анкету и сдайте ее при выходе из зала
Спасибо!
Сессия: BI 303
Борис Барышников
BorisB@microsoft.com
Вы сможете задать вопросы докладчику в
зоне «Спроси эксперта» в течение часа
после завершения этого доклада
Более 300 официальных курсов Microsoft доступно в России.
Официальные курсы можно прослушать только в авторизованных
учебных центрах Microsoft
под руководством опытного сертифицированного инструктора Microsoft
интенсивное обучение с акцентом на практику
более 80-и учебных центров более чем в 20-и городах России (+ дистанционные и
выездные курсы)
Сертификат Microsoft - показатель квалификации ИТ-специалиста для
работодателя .
Microsoft предлагает гибкую систему сертификаций.
•
40 %
Доказательство № 75
сертифицированных специалистов
считают, что сертификация помогла
им получить работу или повышение
•
57 %
Доказательство № 119
рекрутеров считают сертификацию
сотрудников одним из критериев
для повышения в должности
Все курсы, учебные центры и центры тестирования:
www.microsoft.com/rus/learning
Сертификационный пакет со вторым
шансом
Пакеты экзаменационных ваучеров со скидкой от 15 до
20% и бесплатной пересдачей («вторым шансом»). Все
экзамены сдаются одним человеком.
Сэкономьте 15% на сертификации вашей
ИТ-команды
Пакет из 10-и экзаменационных ваучеров со скидкой
15% для сотрудников ИТ-отдела. «Второй шанс»
включен. Ваучеры можно произвольно распределять
между сотрудниками.
Microsoft Certified Career Conference
Первая 24-часовая глобальная виртуальная конференция
с 18 ноября с 15.00 (моск. время) по 19 ноября 2010 г.
Сессии по технологиям и построению карьеры
Скидка 50% для сертифицированных специалистов
Microsoft и студентов
Бесплатная подписка на TechNet для
слушателей официальных курсов
Некоторые курсы по SharePoint, Windows 7; Windows
Server 2008; SQL Server 2008
Детали: www.microsoft.com/rus/learning
С 22 ноября 2010 г. –
подписка TechNet бесплатно
для слушателей курсов.
Количество ограничено!