Serverkonfiguration: Affinitätsmaske

Gilt für:SQL Server

Zum Ausführen von Multitasking verschiebt Windows gelegentlich Prozessthreads zwischen verschiedenen Prozessoren. Obwohl dieses Vorgehen hinsichtlich des Betriebssystems effizient ist, kann es die Leistung von SQL Server bei starker Systemauslastung beeinträchtigen, da jeder Prozessorcache wiederholt mit Daten beladen wird. Unter diesen Bedingungen kann das Zuweisen bestimmter Threads zu bestimmten Prozessoren die Leistung verbessern, da das erneute Laden von Prozessoren vermieden wird. Eine solche Zuordnung zwischen einem Thread und einem Prozessor wird als Prozessoraffinität bezeichnet.

SQL Server unterstützt die Prozessoraffinität mit zwei Optionen für Affinitätsmasken: „affinity mask“ (auch CPU-Affinitätsmaske genannt) und „affinity I/O mask“. Weitere Informationen zur affinity I/O mask optionServerkonfiguration finden Sie unter Affinitäts-E/A-Maske. Die Unterstützung von CPU- und E/A-Affinität für Server mit 33 bis 64 Prozessoren erfordert, dass Sie auch die Serverkonfigurationsoptionen affinity64 mask und affinity64 I/O mask verwenden.

Mit der Option „affinity mask“ aus früheren SQL Server-Versionen wird die CPU-Affinität dynamisch gesteuert.

In SQL Server kann die Option „affinity mask“ konfiguriert werden, ohne dass ein Neustart der SQL Server-Instanz erforderlich ist. Wenn Sie sp_configure, verwenden, müssen Sie entweder RECONFIGURE oder RECONFIGURE WITH OVERRIDE nach dem Festlegen einer Konfigurationsoption ausführen. Wenn Sie SQL Server Express verwenden, ist ein Neustart erforderlich, falls Sie die Option affinity mask ändern.

Änderungen an den Affinitätsmasken erfolgen dynamisch. Dies ermöglicht das bedarfsgesteuerte Starten und Herunterfahren der CPU-Planer, die Prozessthreads in SQL Server binden. Dies kann der Fall sein, wenn sich Bedingungen auf dem Server ändern. Wenn dem Server z. B. eine neue SQL Server-Instanz hinzugefügt wird, müssen Sie möglicherweise die Option „affinity mask“ anpassen, um die Prozessorlast neu zu verteilen.

Für Änderungen an den Affinitätsbitmasken muss SQL Server einen neuen CPU-Planer aktivieren und den vorhandenen CPU-Planer deaktivieren. Neue Batches können dann auf den neuen oder verbleibenden Schedulern verarbeitet werden.

Zum Starten eines neuen CPU-Planers erstellt SQL Server einen neuen CPU-Planer und fügt ihn der Liste der Standardplaner hinzu. Das neue Zeitplanungsmodul wird nur für die neuen eingehenden Batches verwendet. Die vorhandenen Batches werden weiterhin mit demselben Zeitplanungsmodul ausgeführt. Die Worker werden auf den neuen Scheduler migriert, sobald sie frei werden oder neue Worker erstellt werden.

Das Herunterfahren eines Schedulers erfordert, dass alle Batches auf dem Scheduler ihre Aktivitäten abschließen und sich beenden. Ein heruntergefahrenes Zeitplanungsmodul wird als offline gekennzeichnet, damit kein neuer Batch damit geplant wird.

Unabhängig davon, ob Sie einen neuen Planer hinzufügen oder entfernen, werden die permanenten Systemtasks wie die Sperrüberwachung, die Prüfpunkte, der Systemtaskthread (Verarbeitung von DTC) und die Signalverarbeitung weiterhin im Planer ausgeführt, während der Server in Betrieb ist. Diese permanenten Systemtasks werden nicht dynamisch migriert. Wenn Sie diese Prozessorlast für diese Systemtasks auf die Planer verteilen möchten, muss die SQL Server-Instanz neu gestartet werden. Wenn SQL Server versucht, einen Scheduler herunterzufahren, der einer permanenten Systemaufgabe zugeordnet ist, wird die Aufgabe weiterhin auf dem Offline-Scheduler ausgeführt (keine Migration). Dieser Planer ist an die Prozessoren in der geänderten Affinitätsmaske gebunden und lastet den Prozessor, an den der Planer vor der Änderung gebunden wurde, nicht aus. Zusätzliche Offlineplaner sollten keine signifikanten Auswirkungen auf die Systemlast haben. Wenn dies eintritt, ist ein Neustart des Datenbankservers erforderlich, um diese Tasks für die verfügbaren Planer mit der geänderten Affinitätsmaske umzukonfigurieren.

Legen Sie die Konfigurationswerte affinity mask und affinity I/O mask von SQL Server nicht so fest, dass sie dieselben CPUs verwenden. Wenn Sie einen Prozessor für die Workerthreadplanung und die E/A-Verarbeitung in SQL Server binden, kann dies die Leistung beeinträchtigen. Sie sollten daher sicherstellen, dass die Konfigurationswerte nicht auf denselben Prozessor festgelegt sind. Die gleiche Empfehlung gilt für die affinity64 mask und affinity64 I/O mask. Damit sichergestellt ist, dass sich „affinity mask“ und „affinity I/O mask“ nicht überlappen, wird mit dem Befehl RECONFIGURE überprüft, ob sich die normalen CPU- und E/A-Affinitäten gegenseitig ausschließen. Falls dies nicht der Fall ist, wird eine Fehlermeldung an die Clientsitzung und an das SQL Server-Fehlerprotokoll gesendet. Diese Fehlermeldung besagt, dass eine solche Einstellung nicht empfohlen wird.

 Msg 5834, Level 16, State 1, Line 1
 The affinity mask specified conflicts with the IO affinity mask specified. Use the override option to force this configuration.

Das Ausführen von RECONFIGURE WITH OVERRIDE-Optionen ermöglicht CPU- und E/A-Affinitäten, die sich überlappen und nicht gegenseitig ausschließen.

Die E/A-Affinitätsaufgaben (wie z. B. Lazy Writer und Log Writer) werden direkt von affinity I/O mask beeinflusst. Wenn der Lazy-Writer-Task und der Protokollschreiber-Task nicht gebunden sind, gelten für sie dieselben Regeln wie für die anderen dauerhaften Tasks, etwa Sperrüberwachung oder Checkpoint.

Wenn Sie eine Affinitätsmaske angeben, die versucht, eine nicht vorhandene CPU zuzuordnen, sendet der Befehl RECONFIGURE eine Fehlermeldung an die Clientsitzung und an das SQL Server-Fehlerprotokoll. Die Verwendung der Option RECONFIGURE WITH OVERRIDE hat in diesem Fall keine Auswirkung, und der gleiche Konfigurationsfehler wird wiederum gemeldet.

Sie können SQL Server-Aktivitäten auch von bestimmten Arbeitsauslastungszuweisungen des Windows-Betriebssystems ausschließen. Wird ein Bit, das für einen Prozessor steht, auf 1 festgelegt, wird dieser Prozessor von der SQL Server-Datenbank-Engine für die Threadzuweisung ausgewählt. Wenn Sie affinity mask auf 0 festlegen (Standardeinstellung), legen die Planungsalgorithmen von Microsoft Windows die Threadaffinität fest. Wenn Sie affinity mask auf einen Wert ungleich Null festlegen, legt die SQL Server-Affinität den Wert als Bitmaske aus, die die infrage kommenden Prozessoren angibt.

Durch das Ausschließen der SQL Server-Threads von der Ausführung auf bestimmten Prozessoren kann Microsoft Windows die Verarbeitung von Windows-spezifischen Prozessen durch das System besser auswerten. Beispielsweise könnte der Systemadministrator auf einem Server mit 8 CPUs und zwei SQL Server-Instanzen (Instanz A und B) mithilfe der Option „affinity mask“ die ersten 4 CPUs der Instanz A sowie die nächsten 4 CPUs der Instanz B zuweisen. Wenn Sie mehr als 32 Prozessoren konfigurieren möchten, legen Sie die beiden Optionen „affinity mask“ und „affinity64 mask“ fest. Für affinity mask gelten folgende Werte:

Um mehr als 32 CPUs abzudecken, konfigurieren Sie für die ersten 32 CPUs eine 4-Byte-affinity mask-Affinitätsmaske und für die verbleibenden CPUs eine bis zu 4 Byte große affinity64 mask-Affinitätsmaske.

Da es sich beim Festlegen der SQL Server-Prozessoraffinität um einen spezialisierten Vorgang handelt, verwenden Sie diesen nur bei Bedarf. In den meisten Fällen bietet die Windows-Standardaffinität die beste Leistung. Berücksichtigen Sie auch die CPU-Anforderungen für andere Anwendungen, wenn Sie die Affinitätsmasken festlegen. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation zu Ihrem Windows-Betriebssystem.

Wenn Sie die Option „affinity I/O mask“ angeben, müssen Sie sie mit der Konfigurationsoption „affinity mask“ verwenden. Wie bereits erwähnt, sollten Sie jedoch nicht dieselbe CPU sowohl im Schalter affinity mask als auch in der Option affinity I/O mask aktivieren. Die Bits, die jeder CPU entsprechen, sollten einen der folgenden drei Status aufweisen:

• 0 sowohl in der affinity mask-Option als auch in der affinity I/O mask-Option.
• 1 in der affinity mask-Option und 0 in der affinity I/O mask-Option.
• 0 in der affinity mask-Option und 1 in der affinity I/O mask-Option.

Beispiele

Hier finden Sie ein Beispiel zum Festlegen der Option „affinity mask“: Wenn die Prozessoren 1, 2 und 5 als verfügbar ausgewählt wurden, indem die Bits 1, 2 und 5 auf 1 und die Bits 0, 3, 4, 6 und 7 auf 0 festgelegt wurden, muss ein hexadezimale Wert von 0x26 (die äquivalente Dezimalzahl 38) verwendet werden. Nummerieren Sie die Bitpositionen von rechts nach links.

EXEC sp_configure 'show advanced options', 1;
RECONFIGURE;
GO
EXEC sp_configure 'affinity mask', 38;
RECONFIGURE;
GO

Die folgende Tabelle zeigt affinity mask-Werte für ein 8-CPU-System.

Bei der Option affinity mask handelt es sich um eine erweiterte Option. Wenn Sie die Einstellung mithilfe der gespeicherten Systemprozedur sp_configure ändern, können Sie „affinity mask“ nur ändern, wenn show advanced options auf 1 festgelegt ist. Nach Ausführung des Transact-SQL–RECONFIGURE-Befehls wird die neue Einstellung sofort wirksam, ohne dass ein Neustart der SQL Server-Instanz erforderlich ist.

Nichtuniformer Speicherzugriff (NUMA)

Bei Verwendung einer hardwarebasierten NUMA-Architektur (Non-Uniform Memory Access) und wenn affinity mask gesetzt ist, wird jeder Scheduler in einem Knoten an eine eigene CPU gebunden. Wenn die affinity mask nicht festgelegt ist, wird jeder Planer an die CPU-Gruppe innerhalb des NUMA-Knotens gebunden, und ein Planer, der dem NUMA-Knoten N1 zugeordnet ist, kann Vorgänge auf jeder CPU im Knoten planen, jedoch nicht auf CPUs, die einem anderen Knoten zugeordnet sind.

Jeder Vorgang, der auf einem einzelnen NUMA-Knoten ausgeführt wird, kann nur Pufferseiten von diesem Knoten verwenden. Wenn ein Vorgang parallel auf CPUs von mehreren Knoten ausgeführt wird, kann Arbeitsspeicher von jedem beteiligten Knoten verwendet werden.

Lizenzprobleme

Die dynamische Affinität wird durch die CPU-Lizenzierung streng reguliert. In SQL Server sind keine Konfigurationen von affinity mask-Optionen zulässig, die gegen die Lizenzierungsrichtlinien verstoßen.

Startup

Wenn eine angegebene Affinitätsmaske während des Starts von SQL Server oder während des Anfügens einer Datenbank gegen die Lizenzierungsrichtlinien verstößt, führt die Engine-Schicht den Startprozess oder das Anfügen einer Datenbank bzw. den Wiederherstellungsvorgang aus. Anschließend wird der Ausführungswert von „sp_configure“ für die Affinitätsmaske auf Null zurückgesetzt, wodurch eine Fehlermeldung an das SQL Server-Fehlerprotokoll ausgegeben wird.

Neu konfigurieren

Wenn eine angegebene Affinitätsmaske beim Ausführen des Transact-SQL-Befehls RECONFIGURE gegen die Lizenzierungsrichtlinien verstößt, wird eine Fehlermeldung an die Clientsitzung und an das SQL Server-Fehlerprotokoll gesendet. Der Datenbankadministrator muss dann die Affinitätsmaske neu konfigurieren. In diesem Fall wird kein RECONFIGURE WITH OVERRIDE-Befehl akzeptiert.

Zugehöriger Inhalt

• Ressourcennutzung überwachen (Leistungsüberwachung)
• RECONFIGURE (Transact-SQL)
• Server-Konfigurationsoptionen
• sp_configure (Transact-SQL)
• ALTER SERVER CONFIGURATION (Transact-SQL)
• Serverkonfiguration: Affinity64-Maske