SQL Server-Indizierung – Indexfragmentierung prüfen, entsprechende Berichte erstellen und korrigieren

Die Indexfragmentierung kann während des gesamten Lebenszyklus eines Index auftreten, in der Regel jedoch dann, wenn die Daten in einem Index geändert werden. Wenn es sich bei diesen Änderungen um Einfügungen, Löschungen oder Aktualisierungen handelt, kann dies zu einer Fragmentierung des Index führen.

Um die Indexfragmentierung zu verstehen, müssen Sie zuerst den Index selbst verstehen. Indizes werden für Spalten in Tabellen oder Ansichten erstellt. Deren übersichtliche Struktur soll Ihnen das Suchen und Finden der benötigten Daten auf Basis der Werte dieser Spalten erleichtern. 

Wenn Indexfragmentierung auftritt, kann dies das Abrufen von Daten, was für das Funktionieren der Datenbank wichtig ist, deutlich verlangsamen und weniger effizient machen. Der durch Indexfragmentierung verursachte Leistungsabfall kann sich auch erheblich auf Endbenutzer (Mitarbeiter oder Kunden) auswirken.

Zum Speichern der Indizes auf der Festplatte wird eine B-Baum-Struktur verwendet. Indizes sind Strukturen auf der Festplatte. Sie bestehen aus Schlüsseln, die auf eine oder mehrere Spalten in der Tabelle oder Ansicht verweisen. Wenn Sie einen Index für eine Spalte erstellen, können Sie auf Basis der Zahlen im Index nach der benötigten Zeile suchen. Der Server führt die Suche für Sie durch. Er sucht zuerst den benötigten Wert im Index und sucht dann anhand des Index selbst die erforderlichen Zeilendaten in der Datenbank. Ohne Index wäre dieser Vorgang viel langsamer, da der Server eine Tabelle vollständig durchsuchen müsste, um die benötigten Zeilendaten zu finden. Dieser Vorgang wäre wesentlich langsamer und würde erheblich mehr E/A erfordern.

Wenn von Indexfragmentierung in die Rede ist, ist in den meisten Fällen eine Fragmentierung in SQL Server gemeint.

Bei der SQL Server-Indexfragmentierung gibt es im Allgemeinen zwei Haupttypen:

1. Logische Fragmentierung/Externe Fragmentierung: Diese Form der SQL-Indexfragmentierung tritt auf, wenn sich Seiten nicht mehr in der richtigen Reihenfolge befinden, weil Daten im Laufe der Zeit eingefügt, gelöscht und geändert wurden. Dies kann z. B. durch einen Aktualisierungs- oder Einfügevorgang verursacht werden, durch den ein bestehender Datensatz länger wird. Wenn die Indexblattseite voll ist und mehr Speicherplatz benötigt wird, kann SQL Server einen Seitenteilungsvorgang durchführen, bei dem die Hälfte der Zeilen von der alten Seite zur neuen Seite verschoben werden. Die neue Seite schließt in der Regel allerdings nicht physisch an die ursprüngliche Seite an.
2. Fragmentierung aufgrund der Seitendichte/interne Fragmentierung: Die externe Fragmentierung tritt bei fehlendem Speicherplatz auf, während die interne Fragmentierung auf Seiten mit zu viel freiem Speicherplatz zurückzuführen ist. 

Eine Prüfung und Reduzierung der Indexfragmentierung kann Ihnen helfen, Indizes effizienter zu optimieren und so die Leistung von SQL Server zu verbessern. Ohne Einblicke in die Indexfragmentierung können Benutzer mit Datenbankverzögerungen konfrontiert sein. Zu anderen Problemen, die durch die Überwachung der Indexfragmentierung behoben werden können, zählen folgende:

• Abfrageverzögerungen: Selbst eine geringe Fragmentierung kann sich mit der Zeit akkumulieren, was Abfragen verlangsamt und Datenbank-Engpässe verursacht.
• Fehlende Einblicke: Ohne eine umfassende SQL Server-Indexanalyse ist es schwierig, die Ursachen von Engpässen und hohen Wartezeiten zu lokalisieren.
• Begrenzte Optimierung: Wenn sich die Optimierung auf Raterei stützt, ist es verlockend, Hardware hinzuzufügen, statt Fragmentierungsprobleme zu lösen. Dies kann jedoch zu höheren Kosten führen.

Leider kann die Indexfragmentierung nicht vollkommen vermieden werden, aber Sie können Schritte ergreifen, um die Indizierung zu optimieren. Eine Möglichkeit zur Optimierung der Indizierung besteht darin, Probleme bei der SQL Server-Indexfragmentierung und sonstige Probleme in Ihrer Datenbank proaktiv zu beheben.

Im Grunde gibt es zwei Wege zur Optimierung der SQL Server-Indexfragmentierung: eine Neuerstellung oder eine Umstrukturierung des Index. Im Folgenden werden die beiden Prozesse grob beschrieben:

1. Neuerstellung: Bei einer Neuerstellung des Index müssen Sie den alten Index verwerfen und ihn mit neuen Indexseiten wiederherstellen. Sie können den Index offline oder online ausführen, allerdings ist die Indextabelle erst wieder verfügbar, wenn die Neuerstellung des Index abgeschlossen ist.
2. Umstrukturierung: Bei einer Umstrukturierung des Index werden die Seiten des Index neu sortiert. Dazu wird ungenutzter oder freier Platz auf den einzelnen Seiten entfernt.

Nach Abschluss eines dieser Defragmentierungsprozesse sollte der Index wieder bereinigt sein, was einen effizienteren und schnelleren Zugriff ermöglicht.

Eine Möglichkeit, den Index einfacher zu optimieren, stellt der Einsatz eines Tools wie SolarWinds^® Database Performance Analyzer (DPA) dar. DPA überwacht die Datenbank kontinuierlich, sodass fragmentierte Indizes leichter ermittelt werden können. Darüber hinaus kann DPA Sie über Anomalien benachrichtigen und praktisch umsetzbare Ratschläge zur Lösung von Problemen und auch zur Optimierung von Indizes bereitstellen. 

DPA ist ein Tool zur Indexfragmentierung, mit dem die Fragmentierung von SQL Server- und anderen Datenbanken geprüft wird.

Als Lösung zur Optimierung der Datenbankleistung unterstützt das Tool den Einsatz von Best Practices für die SQL Server-Indexfragmentierung, die Optimierung von SQL Server-Abfragen und die Optimierung sonstiger Datenbanken. DPA bietet Ihnen eine leistungsstarke Lösung, mit der Sie Leistungsprobleme in Ihrem Index überwachen können. Dazu erhalten Sie Berichte und anpassbare Warnungen zur SQL Server-Indexfragmentierung sowie praktisch umsetzbare Ratschläge, damit Sie fundiertere Entscheidungen zur Optimierung der SQL Server-Indexfragmentierung und von SQL Server-Abfragen treffen können.

Database Performance Analyzer ermöglicht Ihnen im Zusammenhang mit der SQL Server-Indexfragmentierung Folgendes:

• Verlangsamungen verstehen: Das Feature zur Antwortzeit-Analyse in DPA misst schnell die Abfrageleistung und lokalisiert Fragmentierungsprobleme.
• Leistung optimieren: DPA bietet präzise Einblicke in die SQL-Abfrageleistung, damit Sie Abfragen und Indizes optimieren und die Endbenutzergeschwindigkeit verbessern können.
• Zugriff auf Tipps zur Tabellenoptimierung: Auf der Table Tuning Advisor-Seite in DPA wird eine Fragmentierungsanalyse angezeigt und ineffiziente Abfragen werden priorisiert. So wissen Sie, wo Sie bei der Fehlerbehebung und Optimierung ansetzen müssen. Sie können direkt auf dieser Seite problemlos einen Drilldown zu detaillierten Daten für das konkrete Problem durchführen, das Sie zu lösen versuchen. So erhalten Sie die erforderlichen Informationen, um Probleme im Zusammenhang mit der Indexfragmentierung auf Basis ihrer Priorität zu beheben.
• Automatische Warnungen anpassen: DPA bietet robuste Warnungen zur Indexfragmentierung, bei denen Sie datenbankspezifische Schwellenwerte auswählen können, um rund um die Uhr Benachrichtigungen zur Fragmentierung zu erhalten.
• Dashboard und Berichte anzeigen: Überwachen Sie die SQL Server-Fragmentierung mit einem intuitiven Dashboard und erhalten Sie anpassbare Berichte. Anhand dieser SQL Server-Fragmentierungsberichte behalten Sie den Überblick über Verlaufsdaten und aktuelle Probleme im Zusammenhang mit Ihrem Index. Diese Berichte können es Ihnen auch erleichtern, Kapazitätsbeschränkungen und Verlangsamungen aufgrund der Indexfragmentierung proaktiv anzugehen.