Partager un disque managé Azure entre plusieurs machines virtuelles

S’applique à : ✔️ Machines virtuelles Linux ✔️ Machines virtuelles Windows ✔️ Ensembles de mise à l’échelle flexibles ✔️ Ensembles de mise à l’échelle uniformes

Les disques partagés Azure sont une fonctionnalité pour les disques managés Azure qui vous permet d’attacher simultanément un disque managé à plusieurs machines virtuelles. Cette fonctionnalité vous permet de déployer des applications en cluster existantes ou de les migrer vers Azure sans modifier votre architecture. Les disques partagés garantissent une haute disponibilité pour les applications en cluster, car les autres machines virtuelles du cluster conservent un accès total au disque en cas d’échec d’une machine virtuelle.

Les disques partagés requièrent un gestionnaire de cluster, comme le cluster de basculement Windows Server (WSFC) ou Pacemaker, qui gère la communication des nœuds de cluster ainsi que le verrouillage en écriture. Les disques managés partagés n’offrent pas en mode natif un système de fichiers entièrement géré accessible via SMB/NFS.

Fonctionnement

Les machines virtuelles du cluster peuvent lire ou écrire sur leur disque attaché en fonction de la réservation choisie par l’application en cluster. Les machines virtuelles qui utilisent un contrôleur de disque SCSI coordonnent l’accès à l’aide de réservations permanentes SCSI (SCSI PR). Les machines virtuelles qui utilisent un contrôleur de disque NVMe coordonnent l’accès à l’aide de réservations NVMe. Les deux protocoles permettent à une application en cluster d’inscrire chaque nœud, de réserver l’accès au disque et de déplacer la réservation vers un autre nœud pendant le basculement.

Les disques managés partagés offrent un stockage de blocs partagés auquel plusieurs machines virtuelles peuvent accéder. Un disque partagé est exposé en tant que numéro d’unité logique (LUN) aux machines virtuelles qui utilisent SCSI et en tant qu’espace de noms pour les machines virtuelles qui utilisent NVMe. Dans les deux cas, le disque apparaît en tant que stockage directement attaché (DAS) ou un lecteur local sur la machine virtuelle. Pour plus d’informations sur les interfaces de contrôleur, consultez la conversion SCSI vers NVMe.

Limites

Limitations générales

Les disques partagés ont des limites générales qui s’appliquent à tous les disques partagés, quel que soit leur type. Ils présentent aussi d’autres limites qui s’appliquent uniquement à des types spécifiques de disques partagés. La liste suivante répertorie les limites générales :

  • Actuellement, seuls les Disques Ultra, les SSD Premium v2, les SSD Premium et les SSD standard peuvent être utilisés comme un disque partagé
  • Des disques partagés peuvent être attachés à des Virtual Machine Scale Sets individuels, mais ne peuvent pas être définis dans les modèles de Virtual Machine Scale Set ou être déployés automatiquement
  • L’accélérateur d’écriture n’est pas pris en charge sur les disques partagés
  • La mise en cache de l’hôte n’est pas prise en charge sur les disques partagés

Chaque disque managé pour lequel la fonctionnalité Disques partagés est activée est également soumis aux limitations suivantes, organisées par type de disque :

Disques Ultra

Les disques Ultra ont leur propre liste de limitations distinctes, sans lien avec les disques partagés. Pour connaître les limitations relatives aux disques Ultra, reportez-vous à l’utilisation des disques Azure Ultra.

Lors du partage de disques Ultra, ils ont les limitations supplémentaires suivantes :

SSD Premium v2

Les disques managés SSD Premium v2 ont leur propre liste de limitations sans lien avec les disques partagés. Pour ces limitations, consultez Limitations des SSD Premium v2.

Quand vous partagez des disques SSD Premium v2, ils présentent les limitations supplémentaires suivantes :

SSD Premium

Disques SSD Standard

Configuration requise du SE

Les disques partagés prennent en charge plusieurs systèmes d’exploitation. Pour les systèmes d’exploitation pris en charge, consultez les sections Windows ou Linux.

Implications de facturation

Lorsque vous partagez un disque, votre facturation pourrait être affectée de deux façons, selon le type de disque.

Pour les disques SSD Premium partagés, en plus du coût du niveau du disque, il existe des frais supplémentaires qui augmentent avec chaque machine virtuelle sur laquelle le disque SSD est monté. Pour plus d’informations, consultez tarification des disques managés.

Les disques Ultra partagés et les disques SSD Premium v2 partagés n’ont pas de frais supplémentaires pour chaque machine virtuelle sur laquelle ils sont montés. Ils sont facturés sur le nombre total d’IOPS et de Mo/s pour lesquels le disque est configuré. Normalement, les disques Ultra et SSD Premium v2 ont deux limitations de performance qui déterminent leur nombre total d’IOPS/MB/s. Toutefois, lorsqu’il est configuré en tant que disque partagé, deux limitations de performances supplémentaires sont exposées, pour un total de quatre. Ces deux limitations supplémentaires permettent d’augmenter les niveaux de performance moyennant un coût supplémentaire, et chaque compteur a une valeur par défaut qui augmente le niveau de performance et le coût du disque.

Les quatre limitations de performances d’un disque Ultra partagé et d’un SSD Premium partagé v2 sont diskIOPSReadWrite, diskMBpsReadWrite, diskIOPSReadOnlyet .diskMBpsReadOnly Chaque limitation des performances peut être configurée pour modifier les performances de votre disque. Les performances des disques Ultra partagés et des disques SSD Premium v2 sont calculées de la manière suivante : nombre total d’IOPS provisionnés (diskIOPSReadWrite + diskIOPSReadOnly) et débit provisionné total en Mo/s ().diskMBpsReadWrite + diskMBpsReadOnly

Une fois que vous avez déterminé votre nombre total d’IOPS provisionnés et le débit provisionné total, vous pouvez les utiliser dans la calculatrice de prix pour déterminer le coût d’un disque partagé Ultra ou d’un disque partagé SSD Premium v2.

Tailles du disque

Pour l’instant, seuls les disques Ultra, SSD Premium v2, SSD Premium et SSD Standard peuvent activer les disques partagés. Des tailles de disque différentes peuvent avoir une limite maxShares différente, que vous ne pouvez pas dépasser lors de la définition de la valeur maxShares.

Pour chaque disque, vous pouvez définir une valeur de maxShares qui représente le nombre maximal de nœuds pouvant partager simultanément le disque. Par exemple, si vous envisagez de configurer un cluster de basculement à deux nœuds, vous devez définir maxShares=2. La valeur maximale est une limite supérieure. Les nœuds peuvent rejoindre ou quitter le cluster (monter ou démonter le disque) tant que le nombre de nœuds est inférieur à la valeur maxShares spécifiée.

Remarque

La valeur maxShares peut être définie ou modifiée uniquement lorsque le disque est détaché de tous les nœuds.

Plages des disques SSD Premium

Le tableau suivant illustre les valeurs maximales autorisées pour les tailles de SSD Premium maxShares.

Tailles du disque Limite maxShares
P1, P2, P3, P4, P6, P10, P15, P20 3
P30, P40, P50 5
P60, P70, P80 10

Les limites d’IOPS et de bande passante pour un disque ne sont pas concernées par la valeur maxShares. Par exemple, le nombre maximal d’IOPS d’un disque P15 est de 1100 indépendamment du fait que maxShares = 1 ou maxShares > 1.

Plages de SSD Standard

Le tableau suivant illustre, par tailles SSD Standard, les valeurs maximales autorisées pour maxShares.

Tailles du disque Limite maxShares
E1, E2, E3, E4, E6, E10, E15, E20 3
E30, E40, E50 5
E60, E70, E80 10

Les limites d’IOPS et de bande passante pour un disque ne sont pas concernées par la valeur maxShares. Par exemple, le nombre maximal d’IOPS d’un disque E15 est de 500 indépendamment du fait que maxShares = 1 ou maxShares > 1.

Gammes de disque Ultra

La valeur maxShares minimale est 1, alors que la valeur maxShares maximale est 15. Il n’existe aucune restriction de taille sur les disques Ultra, toute taille de disque Ultra peut utiliser n’importe quelle valeur pour maxShares, jusqu’à et y compris la valeur maximale.

Plages de SSD Premium v2

La valeur maxShares minimale est 1, alors que la valeur maxShares maximale est 15. Il n’existe aucune restriction de taille sur ssd Premium v2, toute taille de SSD Premium v2 peut utiliser n’importe quelle valeur pour maxShares, jusqu’à et y compris la valeur maximale.

Exemples de charges de travail de disque partagé Windows

Les disques partagés Azure sont pris en charge sur Windows Server 2008 et versions ultérieures. Le clustering basé sur Windows repose essentiellement sur WSFC, qui gère toute l’infrastructure principale pour la communication des nœuds de cluster, ce qui permet à vos applications de tirer parti des modèles d’accès parallèle. WSFC active les volumes partagés de cluster (CSV) et les options non csv en fonction de votre version de Windows Server. Pour plus d’informations, consultez Créer un cluster de basculement.

Voici quelques exemples d’applications bien connues qui s’exécutent sur WSFC :

Exemples de charges de travail de disque partagé Linux

Les disques partagés Azure sont pris en charge sur :

Les clusters Linux peuvent utiliser des gestionnaires de cluster comme Pacemaker. Pacemaker repose sur Corosync, ce qui autorise la communication de cluster pour les applications déployées dans des environnements hautement disponibles. Parmi les systèmes de fichiers en cluster courants figurent ocfs2 et gfs2. Vous pouvez utiliser des modèles de clustering basés sur une réservation permanente SCSI (SCSI PR) et STONITH Block Device (SBD) pour arbitrer l’accès au disque. Lorsque vous utilisez les réservations persistantes SCSI, vous pouvez gérer les réservations et les enregistrements à l’aide d’utilitaires comme fence_scsi et sg_persist.

Flux de réservation persistante

Les diagrammes suivants illustrent les modèles de réservation courants pour les applications clusterisées. Le même flux s’applique si les machines virtuelles utilisent des réservations persistantes SCSI ou des réservations NVMe. Le contrôleur de disque détermine quel protocole et quelles commandes l’application en cluster utilise.

Le diagramme suivant illustre un exemple d’application de base de données en cluster à deux nœuds qui utilise des réservations pour permettre le basculement d’un nœud à l’autre.

Diagramme d’un cluster de machines virtuelles Azure à deux nœuds partageant un disque de données, montrant l’inscription, la réservation exclusive, la préemption et le basculement de base de données de VM1 vers VM2.

Voici comment se déroule l’opération :

  1. L’application en cluster s’exécutant sur Azure VM1 et Azure VM2 inscrit son intention de lire ou d’écrire sur le disque.
  2. L’instance d’application sur VM1 prend ensuite une réservation exclusive pour écrire sur le disque.
  3. Cette réservation est appliquée sur votre disque Azure et la base de données peut dès lors écrire exclusivement sur le disque. Les écritures éventuelles provenant de l’instance d’application sur VM2 échoueront.
  4. Si l’instance d’application sur VM1 cesse de fonctionner, l’instance sur VM2 peut alors lancer un basculement de base de données et prendre le contrôle du disque.
  5. Cette réservation est dès lors appliquée sur le disque Azure et celui-ci n’accepte plus les écritures en provenance de VM1. Il accepte uniquement les écritures de VM2.
  6. L’application en cluster peut mener à bien le basculement de base de données et traiter les demandes de VM2.

Le diagramme suivant illustre une autre charge de travail en cluster courante dans laquelle plusieurs nœuds lisent les données du disque de façon pour des processus parallèles en cours d’exécution, comme l’entraînement de modèles Machine Learning.

Diagramme de quatre machines virtuelles Azure partageant un disque de données, avec toutes les machines virtuelles inscrites et lues pendant que VM1 réserve l’accès en écriture.

Voici comment se déroule l’opération :

  1. L’application en cluster s’exécutant sur toutes les machines virtuelles inscrit l’intention de lire ou d’écrire sur le disque.
  2. L’instance d’application sur VM1 prend une réservation exclusive pour écrire sur le disque tout en permettant aux autres machines virtuelles de lire sur le disque.
  3. Cette réservation est appliquée sur votre disque Azure.
  4. Tous les nœuds du cluster peuvent dès lors lire sur le disque. Un seul nœud écrit en retour les résultats sur le disque pour le compte de tous les nœuds du cluster.

Flux de réservation persistante SCSI

Pour les machines virtuelles utilisant un contrôleur de disque SCSI, l’application en cluster exécute les opérations décrites précédemment à l’aide des commandes SCSI PR d’enregistrement, de réservation, de préemption et de libération sur l’unité logique (LUN) du disque partagé.

Flux de réservation persistante NVMe

Les réservations NVMe fournissent le même modèle de coordination d’accès pour les disques managés partagés attachés aux machines virtuelles via un contrôleur NVMe. NVMe utilise des espaces de noms au lieu des unités logiques SCSI (LUN) et s’appuie sur les commandes Reservation Register, Reservation Acquire, Reservation Release et Reservation Report pour gérer les enregistrements et les réservations.

Le flux suivant illustre le basculement pour une application en cluster à deux nœuds :

  1. L’application en cluster sur VM1 et VM2 enregistre une clé de réservation unique pour chaque machine virtuelle à l’aide de la commande Reservation Register.
  2. L’application sur VM1 acquiert la réservation avec le type de réservation requis à l’aide de la commande Reservation Acquire.
  3. Le disque partagé impose la réservation. L’accès à partir de VM2 est limité par le type de réservation sélectionné.
  4. Si l’application sur VM1 tombe en panne, l’application sur VM2 lance le basculement. VM2 utilise la commande Reservation Acquire avec l’action de préemption pour remplacer la réservation de VM1.
  5. Le disque partagé applique la nouvelle réservation et rejette les accès conflictuels provenant de VM1.
  6. L’application en cluster effectue le basculement et répond aux demandes de VM2. Lorsqu’une réservation n’est plus nécessaire, le titulaire la supprime à l’aide de la commande de libération de réservation.

Flux de réservation Disque Ultra et SSD Premium v2

Les disques Ultra et les disques gérés SSD Premium v2 offrent deux seuils de limitation supplémentaires, ce qui leur donne un total de quatre seuils de limitation. Par conséquent, le flux de réservation peut utiliser des réservations persistantes SCSI ou des réservations NVMe pour coordonner l’accès au disque entre les machines virtuelles en cluster, comme décrit dans Flux de réservation persistante, ou utiliser les quatre limitations pour distribuer les E/S par seconde et le débit plus granulairement.

Tableau montrant l’accès en lecture seule et en lecture/écriture pour le titulaire de la réservation, les nœuds inscrits et les autres nœuds pour chaque type de réservation persistant.

Limitations des performances des disques SSD Premium

Avec ssd Premium, les IOPS de disque et le débit sont fixes, par exemple, les IOPS d’un P30 sont 5000. Cette valeur reste la même que le disque soit partagé entre deux ou cinq machines virtuelles. Les limites de disque peuvent être atteintes à partir d’une seule machine virtuelle ou réparties sur plusieurs machines virtuelles.

Limitations de performances Disque Ultra et SSD Premium v2

Les Disques Ultra et les disques managés SSD Premium v2 ont la capacité unique de vous permettre de définir vos performances en exposant des attributs modifiables et en vous autorisant à les modifier. Par défaut, il n’y a que deux attributs modifiables, mais les Disques Ultra partagés et les disques managés SSD Premium V2 partagés ont deux attributs supplémentaires. Disques Ultra et SSD Premium v2 répartissent ces attributs à travers chaque machine virtuelle attachée. Pour obtenir des exemples sur le fonctionnement de cette distribution de la capacité, des E/S par seconde et du débit, consultez la section Exemples.

Attribut Descriptif
diskIOPSReadWrite (IOPS de disque en lecture/écriture) Nombre total d’opérations d’IOPS autorisées sur toutes les machines virtuelles montant le disque partagé avec accès en écriture.
diskMBpsReadWrite (Débit de disque en lecture/écriture) Débit total (Mo/s) autorisé sur toutes les machines virtuelles montant le disque partagé avec accès en écriture.
diskIOPSReadOnly* (IOPS de disque en lecture seule) Nombre total d’opérations d’IOPS autorisées sur toutes les machines virtuelles montant le disque partagé ReadOnly.
diskMBpsReadOnly* (Débit de disque en lecture seule) Débit total (Mo/s) autorisé sur toutes les machines virtuelles montant le disque partagé ReadOnly.

* S’applique aux Disques Ultra partagés et aux disques managés SSD Premium v2 partagés uniquement

Les formules suivantes expliquent comment définir les attributs de performance, car l’utilisateur peut les modifier :

  • diskIOPSReadWrite (IOPS de disque en lecture/écriture) :
    • A un minimum d’E/S par seconde de base de 100, pour les disques de 100 Gio et moins.
      • Pour les disques de plus de 100 Gio, le minimum d’IOPS de base que vous pouvez définir augmente de 1 par Gio. Ainsi, la valeur minimale que vous pouvez définir pour diskIOPSReadWrite un disque de 101 Gio est de 101 IOPS.
    • Le maximum pour lequel vous pouvez définir cet attribut est déterminé par la taille de votre disque, la formule est de 300 * Gio, jusqu’à un maximum de 400 000.
  • diskMBpsReadWrite (Débit de disque en lecture/écriture)
    • Le débit minimum (Mo/s) de cet attribut est déterminé par vos IOPS : la formule est de 4 Kio par seconde par IOPS. Donc si vous aviez 101 IOPS, le minimum de Mo/s que vous pouvez définir est de 1.
    • Le nombre maximal pour lequel vous pouvez définir cet attribut est déterminé par la quantité d’E/S par seconde que vous définissez, la formule est de 256 Kio par seconde par IOPS, jusqu’à un maximum de 10 000 Mo/s.
  • diskIOPSReadOnly (IOPS de disque en lecture seule)
    • Le nombre minimal d’E/S par seconde de référence pour cet attribut est de 100. Pour diskIOPSReadOnly, la base de référence n’augmente pas avec la taille du disque.
    • Le maximum pour lequel vous pouvez définir cet attribut est déterminé par la taille de votre disque, la formule est de 300 * Gio, jusqu’à un maximum de 400 000.
  • diskMBpsReadOnly (Débit de disque en lecture seule)
    • Le débit minimal (Mo/s) de cet attribut est 1. Pour diskMBpsReadOnly, la base de référence n’augmente pas avec les IOPS.
    • Le nombre maximal pour lequel vous pouvez définir cet attribut est déterminé par la quantité d’E/S par seconde que vous définissez, la formule est de 256 Kio par seconde par IOPS, jusqu’à un maximum de 10 000 Mo/s.

Exemples

Les exemples suivants illustrent quelques scénarios montrant comment la limitation du débit peut fonctionner, en particulier avec des disques Ultra partagés.

Cluster à deux nœuds avec volumes partagés du cluster

Voici un exemple de cluster WSFC à 2 nœuds utilisant des volumes partagés en cluster. Dans cette configuration, les deux machines virtuelles disposent d’un accès en écriture simultané au disque, ce qui entraîne la répartition de la limitation ReadWrite entre les deux machines virtuelles et la non-utilisation de la limitation ReadOnly.

Diagramme d’un cluster à deux nœuds Windows à l’aide de volumes partagés de cluster, avec des E/S par seconde en lecture/écriture et un débit divisés de manière égale entre les deux machines virtuelles.

Cluster à deux nœuds sans volumes partagés de cluster

Voici un exemple de cluster WSFC à 2 nœuds qui n’utilise pas de volumes partagés de cluster. Dans cette configuration, une seule machine virtuelle dispose d’un accès en écriture au disque. Cela entraîne l’utilisation exclusive de la limitation ReadWrite pour la machine virtuelle principale et l’utilisation de la limitation ReadOnly uniquement par la machine virtuelle secondaire.

Schéma d’un cluster de basculement Windows à deux nœuds sans Volumes partagés de cluster, avec VM1 utilisant les limitations en lecture/écriture et VM2 utilisant les limitations en lecture seule.

Cluster Linux à quatre nœuds

Voici un exemple de cluster Linux à quatre nœuds avec un seul enregistreur et trois lecteurs en parallèle. Dans cette configuration, une seule machine virtuelle dispose d’un accès en écriture au disque. Cela entraîne ReadWrite l’utilisation exclusive de la limitation pour la machine virtuelle principale et l’utilisation de la limitation ReadOnly uniquement par la machine virtuelle secondaire.

Schéma d’un cluster Linux à quatre nœuds, où VM1 utilise les limitations de débit en lecture/écriture et où les limitations de débit en lecture seule sont réparties entre VM2, VM3 et VM4.

Tarification des Disques Ultra partagés et SSD Premium v2

Les disques Ultra partagés et les disques managés SSD Premium v2 partagés sont facturés en fonction de la capacité approvisionnée, du nombre total d’E/S par seconde approvisionnés (diskIOPSReadWrite + diskIOPSReadOnly) et du débit provisionné total en Mo/s ().diskMBpsReadWrite + diskMBpsReadOnly Il n’y a pas de frais additionnels pour chaque montage de machine virtuelle supplémentaire. Par exemple, un disque Ultra partagé avec la configuration suivante (diskSizeGB : 1024, diskIOPSReadWrite: 10000, diskMBpsReadWrite: 600, diskIOPSReadOnly: 100, diskMBpsReadOnly: 1) est facturé avec 1 024 Gio, 10100 IOPS et 601 Mo/s, qu’il soit monté sur deux machines virtuelles ou cinq machines virtuelles.

Étapes suivantes

Si vous souhaitez activer et utiliser les disques partagés pour vos disques managés, consultez l’article Activer la fonctionnalité Disques partagés.

Si vous avez plus de questions, consultez la section disques partagés du FAQ.

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