Plánování svazků v clusterech Azure Stack HCI a Windows Serveru

Platí pro: Azure Stack HCI, verze 22H2 a 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Tento článek obsahuje pokyny k plánování svazků clusteru tak, aby splňovaly požadavky na výkon a kapacitu vašich úloh, včetně výběru systému souborů, typu odolnosti a velikosti.

Poznámka:

Prostory úložiště s přímým přístupem nepodporuje souborový server pro obecné použití. Pokud potřebujete spustit souborový server nebo jiné obecné služby v prostoru úložiště s přímým přístupem, nakonfigurujte ho na virtuálních počítačích.

Kontrola: Co jsou svazky

Svazky jsou místem, kam umístíte soubory, které vaše úlohy potřebují, například soubory VHD nebo VHDX pro virtuální počítače Hyper-V. Svazky kombinují jednotky ve fondu úložiště a přinášejí výhody odolnosti proti chybám, škálovatelnosti a výkonu Prostory úložiště s přímým přístupem, softwarově definované technologie úložiště za Azure Stack HCI a Windows Serverem.

Poznámka:

Termín "svazek" používáme ke společnému odkazování na svazek a virtuální disk, včetně funkcí poskytovaných jinými integrovanými funkcemi Windows, jako jsou sdílené svazky clusteru (CSV) a ReFS. Pochopení těchto rozdílů na úrovni implementace není nezbytné k naplánování a nasazení Prostory úložiště s přímým přístupem úspěšně.

Všechny svazky jsou přístupné ze všech serverů v clusteru najednou. Po vytvoření se zobrazí ve složce C:\ClusterStorage\ na všech serverech.

Volba počtu svazků, které se mají vytvořit

Doporučujeme nastavit počet svazků na násobek počtu serverů v clusteru. Pokud máte například 4 servery, budete mít konzistentnější výkon se 4 celkovými svazky než s 3 nebo 5. Díky tomu může cluster rovnoměrně distribuovat vlastnictví svazku (jeden server zpracovává orchestraci metadat pro každý svazek).

Doporučujeme omezit celkový počet svazků na 64 svazků na cluster.

Výběr systému souborů

Pro Prostory úložiště s přímým přístupem doporučujeme používat nový odolný systém souborů (ReFS). Odolný systém souborů (ReFS) je prvotřídní systém souborů vytvořený pro virtualizaci a nabízí mnoho výhod, včetně výrazných zrychlení výkonu a integrované ochrany před poškozením dat. Podporuje téměř všechny klíčové funkce NTFS, včetně Odstranění duplicitních dat ve Windows Serveru verze 1709 a novější. Podrobnosti najdete v tabulce porovnání funkcí ReFS.

Pokud vaše úloha vyžaduje funkci, kterou odolný systém souborů (ReFS) zatím nepodporuje, můžete místo toho použít systém souborů NTFS.

Tip

Svazky s různými systémy souborů mohou existovat ve stejném clusteru.

Volba typu odolnosti

Svazky v Prostory úložiště s přímým přístupem poskytují odolnost proti problémům s hardwarem, jako jsou selhání jednotek nebo serverů, a umožňují nepřetržitou dostupnost během údržby serveru, jako jsou aktualizace softwaru.

Poznámka:

Typy odolnosti, které můžete zvolit, jsou nezávislé na typech jednotek, které máte.

Se dvěma servery

Se dvěma servery v clusteru můžete použít obousměrné zrcadlení nebo můžete použít vnořenou odolnost.

Dvoucestné zrcadlení uchovává dvě kopie všech dat, jednu kopii na jednotkách na každém serveru. Efektivita úložiště je 50 procent; k zápisu 1 TB dat potřebujete alespoň 2 TB fyzické kapacity úložiště ve fondu úložiště. Obousměrné zrcadlení může bezpečně tolerovat jedno selhání hardwaru najednou (jeden server nebo jednotka).

Vnořená odolnost poskytuje odolnost dat mezi servery s obousměrným zrcadlením a pak zvyšuje odolnost v rámci serveru s obousměrným zrcadlením nebo zrcadlenou paritou. Vnoření zajišťuje odolnost dat i v případě, že se jeden server restartuje nebo není k dispozici. Efektivita úložiště je 25 procent s vnořeným obousměrným zrcadlením a přibližně 35 až 40 procent pro vnořenou paritu akcelerovanou zrcadlenou. Vnořená odolnost může bezpečně tolerovat dvě selhání hardwaru najednou (dvě jednotky nebo server a jednotku na zbývajícím serveru). Kvůli této přidané odolnosti dat doporučujeme používat vnořenou odolnost v produkčních nasazeních clusterů se dvěma servery. Další informace najdete v tématu Vnořená odolnost.

Se třemi servery

Se třemi servery byste měli použít trojcestné zrcadlení pro lepší odolnost proti chybám a výkon. Třícestné zrcadlení uchovává tři kopie všech dat, jednu kopii na jednotkách na každém serveru. Efektivita úložiště je 33,3 % – k zápisu 1 TB dat potřebujete alespoň 3 TB fyzické kapacity úložiště ve fondu úložiště. Třícestné zrcadlení může bezpečně tolerovat alespoň dva hardwarové problémy (jednotku nebo server) najednou. Pokud se 2 uzly stanou nedostupnými, fond úložiště ztratí kvorum, protože 2/3 z disků nejsou dostupné a virtuální disky jsou nepřístupné. Uzel ale může být down a jeden nebo více disků na jiném uzlu může selhat a virtuální disky zůstanou online. Pokud například restartujete jeden server, když náhle selže jiná jednotka nebo server, všechna data zůstanou bezpečná a nepřetržitě přístupná.

Se čtyřmi nebo více servery

U čtyř nebo více serverů si můžete vybrat pro každý svazek, jestli chcete použít trojcestné zrcadlení, duální paritu (často označované jako kódování mazání), nebo je kombinovat se zrcadleně akcelerovanou paritou.

Duální parita poskytuje stejnou odolnost proti chybám jako trojcestné zrcadlení, ale s lepší efektivitou úložiště. U čtyř serverů je efektivita úložiště 50,0 %. k ukládání 2 TB dat potřebujete ve fondu úložiště 4 TB fyzické kapacity úložiště. Tím se zvyšuje efektivita úložiště na 66,7 % se sedmi servery a stále se zvyšuje až 80,0% efektivita úložiště. Nevýhodou je, že kódování parity je náročnější na výpočetní výkon, což může omezit jeho výkon.

Jaký typ odolnosti se má použít, závisí na potřebách vaší úlohy. Tady je tabulka, která shrnuje, které úlohy jsou vhodné pro každý typ odolnosti a výkon a efektivitu úložiště jednotlivých typů odolnosti.

Typ odolnosti	Efektivita kapacity	Rychlost	Úlohy
Zrcadlo	Třícestné zrcadlo: 33 % Dvoucestné zrcadlo: 50 %	Nejvyšší výkon	Virtualizované úlohy Databáze Další vysoce výkonné úlohy
Zrcadlově akcelerovaná parita	Závisí na poměru zrcadla a parity.	Mnohem pomalejší než zrcadlo, ale až dvakrát tak rychle jako duální parita Nejvhodnější pro velké sekvenční zápisy a čtení	Archivace a zálohování Virtualizovaná desktopová infrastruktura
Duální parita	4 servery: 50 % 16 serverů: až 80 %	Nejvyšší latence vstupně-výstupních operací a využití procesoru při zápisech Nejvhodnější pro velké sekvenční zápisy a čtení	Archivace a zálohování Virtualizovaná desktopová infrastruktura

Když je výkon nejdůležitější

Úlohy, které mají přísné požadavky na latenci nebo vyžadují velké množství smíšených náhodných vstupně-výstupních operací za sekundu, jako jsou databáze SQL Serveru nebo virtuální počítače Hyper-V citlivé na výkon, by měly běžet na svazcích, které používají zrcadlení k maximalizaci výkonu.

Tip

Zrcadlení je rychlejší než jakýkoli jiný typ odolnosti. Zrcadlení používáme pro téměř všechny naše příklady výkonu.

Když záleží na kapacitě nejvíce

Úlohy, které zapisují zřídka, jako jsou datové sklady nebo "studené" úložiště, by se měly spouštět na svazcích, které používají duální paritu, aby se maximalizovala efektivita úložiště. Některé jiné úlohy, jako je souborový server se škálováním na více systémů (SoFS), infrastruktura virtuálních klientských počítačů (VDI) nebo jiné, které nevytvrdí spoustu rychlého posunu náhodného vstupně-výstupního provozu nebo nevyžadují nejlepší výkon, můžou podle vašeho uvážení také využívat duální paritu. Parita v porovnání se zrcadlením nutně zvyšuje využití procesoru a latenci vstupně-výstupních operací, zejména u zápisů.

Při hromadném zápisu dat

Úlohy, které zapisují ve velkých sekvenčních průchodech, jako jsou archivní nebo zálohovací cíle, mají jinou možnost: jeden svazek může kombinovat zrcadlení a duální paritu. Zapisuje nejprve v zrcadlené části a postupně se přesunou do paritní části později. Tím se zrychlí příjem dat a sníží se využití prostředků při doručení velkých zápisů tím, že umožníte, aby se během delší doby stalo kódování parity náročné na výpočetní výkon. Při nastavování velikosti částí vezměte v úvahu, že množství zápisů, ke kterým dochází najednou (například jedna denní záloha), by se mělo pohodlně vejít do zrcadlové části. Pokud například ingestujete 100 GB jednou denně, zvažte použití zrcadlení pro 150 GB až 200 GB a duální paritu pro zbytek.

Výsledná efektivita úložiště závisí na poměrech, které zvolíte.

Tip

Pokud během příjmu dat zaznamenáte náhlé snížení výkonu zápisu, může to znamenat, že zrcadlová část není dostatečně velká nebo že zrcadlově akcelerovaná parita není vhodná pro váš případ použití. Pokud například výkon zápisu klesne z 400 MB/s na 40 MB/s, zvažte rozšíření zrcadlové části nebo přepnutí na trojcestné zrcadlení.

Nasazení pomocí NVMe, SSD a HDD

V nasazeních se dvěma typy jednotek poskytují rychlejší jednotky ukládání do mezipaměti, zatímco pomalejší jednotky poskytují kapacitu. K tomu dochází automaticky – další informace najdete v tématu Vysvětlení mezipaměti v Prostory úložiště s přímým přístupem. V takových nasazeních se všechny svazky nakonec nacházejí na stejném typu jednotek – kapacitních jednotkách.

V nasazeních se všemi třemi typy jednotek poskytují ukládání do mezipaměti pouze nejrychlejší jednotky (NVMe), takže dvě typy jednotek (SSD a HDD) poskytují kapacitu. U každého svazku můžete zvolit, jestli se nachází zcela na úrovni SSD, zcela na úrovni HDD nebo jestli se nachází na obou svazcích.

Důležité

Doporučujeme použít vrstvu SSD k umístění nejvýkonnějších úloh s citlivostí na výkon na all-flash.

Volba velikosti svazků

Doporučujeme omezit velikost jednotlivých svazků na 64 TB v Azure Stack HCI.

Tip

Pokud používáte řešení zálohování, které závisí na službě Stínová kopie svazku (VSS) a poskytovateli softwaru Volsnap , jak je běžné u úloh souborového serveru, omezení velikosti svazku na 10 TB zvýší výkon a spolehlivost. Řešení zálohování, která používají novější rozhraní API RCT technologie Hyper-V nebo klonování bloků ReFS nebo nativní rozhraní API pro zálohování SQL, fungují dobře až 32 TB a vyšší.

Stopa

Velikost svazku odkazuje na využitelnou kapacitu, množství dat, která může uložit. Tento parametr poskytuje parametr -Size rutiny New-Volume a pak se zobrazí ve vlastnosti Size při spuštění rutiny Get-Volume.

Velikost se liší od nároků svazku, celková fyzická kapacita úložiště, která zabírá ve fondu úložiště. Nároky závisí na typu odolnosti. Například svazky, které používají trojcestné zrcadlení, mají trojnásobnou velikost.

Nároky vašich svazků se musí vejít do fondu úložiště.

Záložní kapacita

Když necháte určitou kapacitu ve fondu úložiště nepřiřazenou, dají se svazkům místo na místě opravit po selhání jednotek, což zlepšuje bezpečnost a výkon dat. Pokud je dostatečná kapacita, okamžitá, místní paralelní oprava může obnovit svazky na plnou odolnost i před nahrazením neúspěšných jednotek. K tomu dochází automaticky.

Doporučujeme zarezervovat ekvivalent jedné úložné jednotky na server až 4 jednotky. Můžete si rezervovat více podle vlastního uvážení, ale toto minimální doporučení zaručuje okamžité, místní paralelní opravy může proběhnout úspěšně po selhání jakékoli jednotky.

Pokud máte například 2 servery a používáte 1TB kapacitní jednotky, vyhraďte jako rezervu 2 x 1 = 2 TB fondu. Pokud máte 3 servery a 1 TB kapacitní jednotky, vyhraďte si jako rezervu 3 x 1 = 3 TB. Pokud máte 4 nebo více serverů a 1 TB kapacitních jednotek, vyhraďte si rezervu 4 x 1 = 4 TB.

Poznámka:

Vclusterch

Příklad: Plánování kapacity

Zvažte jeden čtyřserverový cluster. Každý server má několik jednotek mezipaměti plus šestnáct 2 TB jednotek pro kapacitu.

4 servers x 16 drives each x 2 TB each = 128 TB

Z tohoto 128 TB ve fondu úložiště jsme vyhradili čtyři jednotky nebo 8 TB, aby místní opravy mohly proběhnout bez jakéhokoli spěchu na nahrazení jednotek po selhání. To ponechá ve fondu 120 TB fyzické kapacity úložiště, se kterou můžeme vytvářet svazky.

128 TB – (4 x 2 TB) = 120 TB

Předpokládejme, že potřebujeme naše nasazení k hostování některých vysoce aktivních virtuálních počítačů Hyper-V, ale máme také velké množství studeného úložiště – staré soubory a zálohy, které potřebujeme zachovat. Protože máme čtyři servery, vytvoříme čtyři svazky.

Pojďme umístit virtuální počítače na první dva svazky, svazek1 a svazek2. Jako systém souborů (pro rychlejší vytváření a kontrolní body) zvolíme Odolný systém souborů (pro rychlejší vytváření a kontrolní body) a trojcestné zrcadlení pro zajištění odolnosti za účelem maximalizace výkonu. Pojďme umístit studené úložiště na další dva svazky, svazek 3 a svazek 4. Jako systém souborů (pro odstranění duplicitních dat) zvolíme systém souborů NTFS a duální paritu, aby se maximalizovala kapacita.

Nepotřebujeme, aby všechny svazky byly stejné velikosti, ale pro jednoduchost – můžeme je například nastavit jako všechny o velikosti 12 TB.

Svazek 1 a Svazek2 zabírají 12 TB × 33,3% efektivitu = 36 TB fyzické kapacity úložiště.

Svazky 3 a Svazky4 zabírají 12 TB × 50,0% efektivitu = 24 TB fyzické úložné kapacity.

36 TB + 36 TB + 24 TB + 24 TB = 120 TB

Čtyři svazky přesně odpovídají fyzické kapacitě úložiště dostupné v našem fondu. Skvělé!

Tip

Nemusíte hned vytvářet všechny svazky. Svazky můžete kdykoli rozšířit nebo později vytvořit nové svazky.

Pro zjednodušení tento příklad používá desetinné (základní-10) jednotky v celém formátu, což znamená 1 TB = 1 000 000 000 000 bajtů. Množství úložiště ve Windows se však zobrazí v binárních jednotkách (base-2). Například každá jednotka o 2 TB by se ve Windows zobrazovala jako 1,82 TiB. Podobně by se fond úložiště 128 TB zobrazil jako 116,41 TiB. To se očekává.

Využití

Viz Vytváření svazků v Azure Stack HCI.

Další kroky

Další informace najdete také:

• Výběr jednotek pro Prostory úložiště s přímým přístupem
• Odolnost proti chybám a efektivita úložiště