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Azure Synapse Analytics 中的专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）体系结构

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Azure Synapse Analytics 是一种分析服务，它将企业数据仓库和大数据分析结合在一起。 它使你可以自由地根据你的条件查询数据。

Synapse SQL 体系结构组件

专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）利用横向扩展体系结构将数据的计算处理分布在多个节点上。 缩放单位是计算能力（称为数据仓库单位）的抽象概念。 计算与存储分离开来，以便用户能够独立于系统中的数据进行缩放计算。

Dedicated SQL pool (formerly SQL DW) architecture

专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）使用基于节点的体系结构。 应用程序连接到控制节点并将 T-SQL 命令发送到控制节点。 控制节点托管分布式查询引擎（用于优化并行处理查询），然后将操作传递给计算节点以完成并行工作。

计算节点将所有用户数据存储在 Azure 存储中并运行并行查询。 数据移动服务 (DMS) 是一项系统级内部服务，它根据需要在节点间移动数据以并行运行查询和返回准确的结果。

使用分离的存储和计算，用户可以在使用专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）时执行以下操作：

  • 无论存储需求如何，都可独立计算大小。
  • 在专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）中增加或减少计算能力，无需移动数据。
  • 在保持数据不受影响的情况下暂停计算容量，因此只需为存储付费。
  • 在操作期间恢复计算容量。

Azure 存储

专用 SQL 池 SQL（以前称为 SQL DW）利用 Azure 存储来保持用户数据安全。 由于数据通过 Azure 存储进行存储和管理，因此会对存储消耗单独收费。 将数据分片到“分布区”中来优化系统性能。 可选择在定义表时用于分布数据的分片模式。 支持以下分片模式：

  • 哈希
  • 轮循机制
  • 复制

控制节点

控制节点是体系结构的核心。 它是与所有应用程序和连接进行交互的前端。 分布式查询引擎在控制节点上运行，可优化和协调并行查询。 提交 T-SQL 查询时，控制节点会将其转换为可针对每个分布区并行运行的查询。

计算节点

计算节点提供计算能力。 分布区映射到计算节点以进行处理。 当你为更多计算资源付费时，分布区将重新映射到可用的计算节点。 计算节点数的范围是 1 到 60，它由 Synapse SQL 的服务级别确定。

每个计算节点均有一个节点 ID，该 ID 会显示在系统视图中。 在名称以 sys.pdw_nodes 开头的系统视图中找到 node_id 列即可查看计算节点 ID。 有关这些系统视图的列表，请参阅 Synapse SQL 系统视图。

数据移动服务

数据移动服务 (DMS) 是一项数据传输技术，它可协调计算节点间的数据移动。 某些查询需要移动数据以确保并行查询返回准确的结果。 需要移动数据时，DMS 可确保正确的数据到达正确的位置。

分发

分布区是存储和处理针对分布式数据运行的并行查询的基本单位。 Synapse SQL 运行查询时，工作会被分割成 60 个并行运行的小型查询。

每个小型查询各在一个数据分布区上运行。 每个计算节点管理其中一个或多个分布区。 具有最多计算资源的专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）的每个分布区占 1 个计算节点。 具有最小计算资源的专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）的所有分布区都在 1 个计算节点上。

哈希分布表

哈希分布表可为大型表上的联接和聚合提供最高查询性能。

为了将数据分片到哈希分布式表中，使用哈希函数明确将 1 个行分配到 1 个分布区。 在表定义中，可以将一个列指定为分布列。 哈希函数使用分布列中的值将 1 个行分配到 1 个分布区。

下图说明了如何将完整的非分布式表存储为哈希分布表。

Distributed table

  • 一个行属于一个分布区。
  • 通过确定性哈希算法将一个行分配到一个分布区。
  • 不同大小的表显示，每个分布区的表行的数目各不相同。

选择分布列时需考虑到性能，例如特异性、数据倾斜，以及在系统上运行的查询类型。

轮循分布表

轮循机制表是最简单的表，在被用作负载临时表时，它可创造和提供高速性能。

轮循机制分布表在表中均匀分布数据，但不会进行进一步优化。 首先随机选择一个分布区，然后将行的缓冲区按顺序分配给分布区。 将数据加载到轮循机制表速度很快，但就查询性能而言，哈希分布式表的性能更佳。 轮循机制表上的联接要求重新安排数据，这需要花费更多时间。

复制表

复制表为小型表提供最快查询性能。

复制表在每个计算节点上缓存表的完整副本。 因此复制表以后，无需在执行联接或聚合前在计算节点中间传输数据。 复制表尤为适用于小型表。 它需要额外存储并且在写入数据时会产生额外开销，因此不适用于大型表。

下图显示会在每个计算节点的第一个分布区上缓存复制表。

Replicated table

后续步骤

对 Azure Synapse 有了初步的认识后，请学习如何快速创建专用 SQL 池（以前称为 SQL DW）和加载示例数据。 如果不熟悉 Azure，遇到新术语时，Azure 词汇表 可以提供帮助。 或者，查看以下一些其他 Azure Synapse 资源。