A tárolókészlet gyorsítótárának ismertetése

A következőkre vonatkozik: Azure Stack HCI, 22H2 és 21H2 verzió; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Közvetlen tárolóhelyek, az Azure Stack HCI és a Windows Server mögött található alapszintű tárolóvirtualizálási technológia beépített kiszolgálóoldali gyorsítótárral maximalizálja a tárolási teljesítményt, miközben csökkenti a költségeket. Ez egy nagy, állandó, valós idejű olvasási és írási gyorsítótár, amely automatikusan konfigurálva van az üzembe helyezéskor. A legtöbb esetben nincs szükség manuális felügyeletre. A gyorsítótár működése a jelen lévő meghajtók típusától függ.

Meghajtótípusok és üzembehelyezési lehetőségek

Közvetlen tárolóhelyek jelenleg négyféle meghajtóval működik:

Meghajtó típusa	Description
	A PMem állandó memóriára utal, amely egy új típusú kis késésű, nagy teljesítményű tároló.
	Az NVMe (nem felejtő memória expressz) olyan szilárdtest-meghajtókra utal, amelyek közvetlenül a PCIe buszon ülnek. A gyakori formatényezők a 2,5"-es U.2, a PCIe bővítménykártya (AIC) és az M.2. Az NVMe nagyobb IOPS- és I/O-átviteli sebességet kínál, alacsonyabb késéssel, mint bármely más, ma támogatott meghajtótípus, kivéve a PMem-et.
	Az SSD olyan SSD-meghajtókra utal, amelyek hagyományos SATA vagy SAS használatával csatlakoznak.
	A HDD a rotációs, mágneses merevlemez-meghajtókra utal, amelyek nagy tárkapacitást kínálnak alacsony költséggel.

Ezek különböző módokon kombinálhatók, amelyek két kategóriába sorolhatók: "all-flash" és "hybrid". Az összes HDD-vel rendelkező üzemelő példányok nem támogatottak.

Megjegyzés

Ez a cikk az NVMe, az SSD és a HDD gyorsítótár-konfigurációit ismerteti. Az állandó memória gyorsítótárként való használatával kapcsolatos információkért lásd: Az állandó memória ismertetése és üzembe helyezése.

Teljes körű üzembe helyezési lehetőségek

A minden flash-alapú üzemelő példányok célja a tárolási teljesítmény maximalizálása, és nem tartalmazzák a HDD-t.

Hibrid üzembehelyezési lehetőségek

A hibrid üzemelő példányok célja a teljesítmény és a kapacitás kiegyensúlyozása, illetve a kapacitás maximalizálása, és a HDD is.

Megjegyzés

A hibrid üzembe helyezés nem támogatott egyetlen kiszolgálókonfigurációban. Egyetlen kiszolgáló esetében az összes egytárolós típusú konfiguráció (például az all-NVMe vagy az all-SSD) az egyetlen támogatott tárolási típus.

A gyorsítótár-meghajtók automatikusan ki vannak jelölve

A több típusú meghajtóval rendelkező üzemelő példányokban Közvetlen tárolóhelyek automatikusan a leggyorsabb típusú összes meghajtót használja a gyorsítótárazáshoz. A fennmaradó meghajtók szolgálnak a tárolókapacitás biztosítására.

A "leggyorsabb" típust a következő hierarchia határozza meg.

Ha például NVMe- és SSD-kkel rendelkezik, az NVMe gyorsítótárazza az SSD-ket.

Ha rendelkezik SSD-vel és HDD-vel, az SSD-k gyorsítótárazva lesznek a HDD-khez.

Megjegyzés

A gyorsítótár-meghajtók nem járulnak hozzá a fürt használható tárolási kapacitásához. A gyorsítótárban tárolt összes adat máshol is tárolódik, vagy a fázisok megszüntetése után lesznek tárolva. Ez azt jelenti, hogy a fürt teljes nyers tárolási kapacitása csak a kapacitásmeghajtók összege.

Ha minden meghajtó azonos típusú, a rendszer nem konfigurálja automatikusan a gyorsítótárat. Lehetősége van a magasabb teljesítményű meghajtók manuális konfigurálására az azonos típusú alacsonyabb teljesítményű meghajtók gyorsítótárazásához – ennek módjáról a Manuális konfiguráció című szakaszban olvashat.

Tipp

Bizonyos esetekben a tárolókészlet gyorsítótárának használata nem logikus. Például a teljes NVMe- vagy teljes SSD-üzemelő példányokban, különösen nagyon kis léptékben, mivel a gyorsítótárra nem "költött" meghajtók javíthatják a tárolási hatékonyságot és maximalizálhatják a teljesítményt. Hasonlóképpen előfordulhat, hogy a kis méretű távoli vagy fiókirodai üzemelő példányoknak korlátozott helyük van a gyorsítótár-meghajtók számára.

A gyorsítótár működése automatikusan be van állítva

A gyorsítótár viselkedését a rendszer automatikusan határozza meg a gyorsítótárazott meghajtók típusa(i) alapján. Flash meghajtók gyorsítótárazásakor (például az SSD-k NVMe-gyorsítótárazásakor) csak az írások lesznek gyorsítótárazva. Forgó lemezmeghajtók gyorsítótárazásakor (például SSD-k gyorsítótárazása HDD-k esetén) az olvasás és az írás is gyorsítótárazva lesz.

Írásvédett gyorsítótárazás minden flash üzemelő példányhoz

A gyorsítótárazás egy teljesen villámgyors forgatókönyvben használható, például az NVMe gyorsítótárként való használata az SSD-k teljesítményének felgyorsításához. A minden flash-alapú üzemelő példányok gyorsítótárazásakor csak az írások lesznek gyorsítótárazva. Ez csökkenti a kapacitásmeghajtók kopását, mivel sok írás és újraírás a gyorsítótárban elhasználható, majd csak szükség esetén megszüntethető, csökkentve a kapacitásmeghajtók összesített forgalmát, és meghosszabbíthatja élettartamukat. Ezért javasoljuk, hogy válasszon magasabb szintű, írásra optimalizált meghajtókat a gyorsítótárhoz. A kapacitásmeghajtóknak ésszerűen alacsonyabb írási állóképességük lehet.

Mivel az olvasások nem befolyásolják jelentősen a flash élettartamát, és mivel az SSD-k általánosan alacsony olvasási késést kínálnak, az olvasások nem lesznek gyorsítótárazva: közvetlenül a kapacitásmeghajtókból lesznek kiszolgálva (kivéve, ha az adatok olyan közelmúltban lettek megírva, hogy még nem lettek előkészítve). Ez lehetővé teszi, hogy a gyorsítótár teljes mértékben írásra legyen dedikált, maximalizálva annak hatékonyságát.

Ez olyan írási jellemzőket eredményez, mint az írási késés, amelyet a gyorsítótár-meghajtók diktálnak, míg az olvasási jellemzőket a kapacitásmeghajtók határozzák meg. Mindkettő konzisztens, kiszámítható és egységes.

Olvasási/írási gyorsítótárazás hibrid üzemelő példányokhoz

A HDD gyorsítótárazásakor az olvasás és az írás is gyorsítótárazva van, hogy flash-szerű késést biztosítson (gyakran ~10x jobb) mindkettőhöz. Az olvasási gyorsítótár a gyors hozzáférés és a HDD-k véletlenszerű forgalmának minimalizálása érdekében tárolja a közelmúltban és gyakran beolvasott adatokat. (A keresési és a rotációs késések miatt a HDD-hez való véletlenszerű hozzáféréssel járó késés és elveszett idő jelentős.) Az írások gyorsítótárazva vannak, hogy elnyelje az adatcsúcsokat, és a korábbiakhoz hasonlóan az írásokat és újraírásokat, és minimalizálja a kapacitásmeghajtók összesített forgalmát.

Közvetlen tárolóhelyek implementál egy algoritmust, amely de-randomizálja az írásokat az előkészítés megszüntetése előtt, hogy olyan I/O-mintát emuláljon a lemezre, amely szekvenciálisnak tűnik még akkor is, ha a számítási feladatból (például virtuális gépekből) származó tényleges I/O véletlenszerű. Ez maximalizálja az IOPS-t és a HDD-k átviteli sebességét.

Gyorsítótárazás NVMe, SSD és HDD használatával üzemelő példányokban

Ha mindhárom típusú meghajtó megtalálható, az NVMe-meghajtók gyorsítótárazást biztosítanak mind az SSD-k, mind a HDD-k számára. A viselkedés a fent leírtak szerint történik: csak az írások lesznek gyorsítótárazva az SSD-khez, és az olvasások és az írások is gyorsítótárazva vannak a HDD-khez. A HDD-k gyorsítótárazási terhelése egyenletesen oszlik el a gyorsítótár-meghajtók között.

Összefoglalás

Ez a táblázat összefoglalja a gyorsítótárazáshoz használt meghajtókat, a kapacitáshoz használt meghajtókat, valamint azt, hogy az egyes üzembehelyezési lehetőségekhez milyen gyorsítótárazási viselkedés szükséges.

Üzembe helyezés	Gyorsítótár-meghajtók	Kapacitásmeghajtók	Gyorsítótár viselkedése (alapértelmezett)
Minden NVMe	Nincs (nem kötelező: manuális konfigurálás)	NVMe	Írásvédett (ha konfigurálva van)
Minden SSD	Nincs (nem kötelező: manuális konfigurálás)	SSD	Írásvédett (ha konfigurálva van)
NVMe + SSD	NVMe	SSD	Írásvédett
NVMe + HDD	NVMe	HDD	Olvasás és írás
SSD + HDD	SSD	HDD	Olvasás és írás
NVMe + SSD + HDD	NVMe	SSD + HDD	Read + Write for HDD, Write-only for SSD

Kiszolgálóoldali architektúra

A gyorsítótár a meghajtó szintjén van implementálva: az egyes gyorsítótár-meghajtók egy kiszolgálón belül egy vagy több kapacitásmeghajtóhoz vannak kötve ugyanazon a kiszolgálón belül.

Mivel a gyorsítótár a Windows szoftveresen definiált tárolókészlete alatt található, nem rendelkezik és nem is szükséges az olyan fogalmak ismerete, mint a Tárolóhelyek vagy a hibatűrés. Úgy is gondolhatja, hogy "hibrid" (részben flash, részben lemez) meghajtókat hoz létre, amelyek aztán megjelennek az operációs rendszer számára. A tényleges hibrid meghajtókhoz hasonlóan a meleg és hideg adatok valós idejű mozgása a fizikai adathordozó gyorsabb és lassabb részei között szinte láthatatlan kívülről.

Tekintettel arra, hogy a Közvetlen tárolóhelyek rugalmassága legalább kiszolgálószintű (vagyis az adatmásolatok mindig különböző kiszolgálókra vannak írva, kiszolgálónként legfeljebb egy példányra), a gyorsítótárban lévő adatok ugyanolyan rugalmasságot élveznek, mint a gyorsítótárban lévő adatok.

Ha például háromutas tükrözést használ, az adatok három példánya különböző kiszolgálókra lesz írva, ahol a gyorsítótárba kerülnek. Függetlenül attól, hogy később lesznek-e fázismentesek vagy sem, három példány mindig létezik.

A meghajtókötések dinamikusak

A gyorsítótár és a kapacitásmeghajtók közötti kötés bármilyen arányú lehet, 1:1-től 1:12-ig és azon túl. Dinamikusan módosítja a meghajtók hozzáadásakor vagy eltávolításakor, például a felskálázáskor vagy a hibák után. Ez azt jelenti, hogy igény szerint egymástól függetlenül adhat hozzá gyorsítótár-meghajtókat vagy kapacitásmeghajtókat.

A szimmetria érdekében javasoljuk, hogy a kapacitásmeghajtók számát a gyorsítótár-meghajtók számának többszörösére tegye. Ha például 4 gyorsítótáras meghajtóval rendelkezik, 8 kapacitásmeghajtóval (1:2 arány) egyenletesebb teljesítményt fog tapasztalni, mint a 7 vagy 9 esetében.

Gyorsítótár-meghajtó hibáinak kezelése

Ha egy gyorsítótár-meghajtó meghibásodik, a még nem előkészített írások elvesznek a helyi kiszolgálóra, ami azt jelenti, hogy csak a többi példányon (más kiszolgálókon) vannak. Csakúgy, mint bármely más meghajtóhiba után, Tárolóhelyek automatikusan helyreállhat a túlélő példányokkal konzultálva.

Rövid ideig az elveszett gyorsítótár-meghajtóhoz kötött kapacitásmeghajtók állapota nem megfelelő. Ha a gyorsítótár-újrakötés megtörtént (automatikus), és az adatjavítás befejeződött (automatikus), a rendszer kifogástalan állapotúként jelenik meg.

Ez a forgatókönyv az oka annak, hogy kiszolgálónként legalább két gyorsítótár-meghajtóra van szükség a teljesítmény megőrzése érdekében.

Ezután a gyorsítótár-meghajtót ugyanúgy lecserélheti, mint bármely más meghajtócserét.

Megjegyzés

Előfordulhat, hogy le kell váltania a Add-In card (AIC) vagy M.2 formátumú NVMe biztonságos cseréjéhez.

Kapcsolat más gyorsítótárakhoz

A Windows szoftveresen definiált tárolókészletében számos más, nem kapcsolódó gyorsítótár található. Ilyen például a Tárolóhelyek visszaíró gyorsítótár és a fürt megosztott kötete (CSV) memóriabeli olvasási gyorsítótára.

Az Azure Stack HCI-vel a Tárolóhelyek visszaíró gyorsítótár nem módosítható az alapértelmezett működésből. Például az olyan paramétereket, mint a -WriteCacheSize a New-Volume parancsmagon, nem szabad használni.

Dönthet úgy, hogy a CSV-gyorsítótárat használja, vagy nem – ez Önre van állítva. Alapértelmezés szerint be van kapcsolva az Azure Stack HCI-ben, de semmilyen módon nem ütközik az ebben a témakörben ismertetett gyorsítótárral. Bizonyos esetekben értékes teljesítménynövekedést biztosíthat. További információ: A CSV memórián belüli olvasási gyorsítótár használata az Azure Stack HCI-vel.

Manuális konfigurálás

A legtöbb üzembe helyezéshez nincs szükség manuális konfigurálásra. Ha mégis szüksége van rá, tekintse meg az alábbi szakaszokat.

Ha a beállítás után módosítania kell a gyorsítótár-eszköz modelljét, szerkessze az Állapotfigyelő szolgáltatás támogatási összetevőit ismertető dokumentumot az Állapotfigyelő szolgáltatás áttekintése című szakaszban leírtak szerint.

Gyorsítótár-meghajtó modelljének megadása

Azokban az üzemelő példányokban, ahol az összes meghajtó azonos típusú, például all-NVMe vagy all-SSD üzemelő példány, nincs gyorsítótár konfigurálva, mert a Windows nem tudja megkülönböztetni az olyan jellemzőket, mint az írási állóképesség automatikusan az azonos típusú meghajtók között.

Ha magasabb szintű meghajtókat szeretne használni az azonos típusú alacsonyabb szintű meghajtók gyorsítótárazásához, megadhatja, hogy melyik meghajtómodellt használja az Enable-ClusterS2D parancsmag -CacheDeviceModel paraméterével. A rendszer a modell összes meghajtóját használja a gyorsítótárazáshoz.

Tipp

Ügyeljen arra, hogy pontosan úgy egyezzen a modellsztringgel, ahogyan a Get-PhysicalDisk kimenetében látható.

Példa

Először kérje le a fizikai lemezek listáját:

Get-PhysicalDisk | Group Model -NoElement

Íme néhány példa a kimenetre:

Count Name
----- ----
    8 FABRIKAM NVME-1710
   16 CONTOSO NVME-1520

Ezután adja meg a következő parancsot, és adja meg a gyorsítótár-eszköz modelljét:

Enable-ClusterS2D -CacheDeviceModel "FABRIKAM NVME-1710"

A Get-PhysicalDisk PowerShellben való futtatásával ellenőrizheti, hogy a kívánt meghajtók gyorsítótárazásra vannak-e használva, és ellenőrizheti, hogy a Usage tulajdonságuk "Napló" feliratú-e.

Manuális üzembe helyezési lehetőségek

A manuális konfiguráció a következő üzembehelyezési lehetőségeket teszi lehetővé:

Gyorsítótár viselkedésének beállítása

Felülbírálhatja a gyorsítótár alapértelmezett viselkedését. Beállíthatja például úgy, hogy gyorsítótárazza az olvasásokat még egy teljesen villámgyors üzembe helyezés esetén is. Nem javasoljuk a viselkedés módosítását, hacsak nem biztos abban, hogy az alapértelmezett beállítás nem felel meg a számítási feladatnak.

A viselkedés felülbírálásához használja a Set-ClusterStorageSpacesDirect parancsmagot és annak -CacheModeSSD és -CacheModeHDD paramétereit. A CacheModeSSD paraméter beállítja a gyorsítótár viselkedését az SSD gyorsítótárazásakor. A CacheModeHDD paraméter beállítja a gyorsítótár viselkedését a HDD gyorsítótárazásakor.

A Get-ClusterStorageSpacesDirect használatával ellenőrizheti, hogy a viselkedés be van-e állítva.

Példa

Először kérje le a Közvetlen tárolóhelyek beállításait:

Get-ClusterStorageSpacesDirect

Íme néhány példa a kimenetre:

CacheModeHDD : ReadWrite
CacheModeSSD : WriteOnly

Ezután tegye a következőket:

Set-ClusterStorageSpacesDirect -CacheModeSSD ReadWrite

Get-ClusterS2D

Íme néhány példa a kimenetre:

CacheModeHDD : ReadWrite
CacheModeSSD : ReadWrite

A gyorsítótár méretezése

A gyorsítótárat úgy kell méretezni, hogy megfeleljen az alkalmazások és számítási feladatok munkakészletének (az adatoknak, amelyek aktívan olvashatók vagy írhatók bármely adott időpontban).

Ez különösen fontos a merevlemez-meghajtókkal rendelkező hibrid üzemelő példányok esetében. Ha az aktív munkakészlet meghaladja a gyorsítótár méretét, vagy ha az aktív munkakészlet túl gyorsan sodródik, az olvasási gyorsítótár-hibák növekedni fognak, és az írásokat agresszívabban kell szakaszolni, ami rontja az általános teljesítményt.

A Windows beépített Teljesítményfigyelő (PerfMon.exe) segédprogramja segítségével megvizsgálhatja a gyorsítótárhibák arányát. Pontosabban összehasonlíthatja a fürttároló hibrid lemez számlálójának gyorsítótárazási hiányzó olvasási másodpercenkénti értékét az üzemelő példány általános olvasási IOPS-ával. Minden "hibrid lemez" egy kapacitásmeghajtónak felel meg.

A 4 kapacitásmeghajtóhoz kötött 2 gyorsítótár-meghajtó például kiszolgálónként 4 "hibrid lemez" objektumpéldányt eredményez.

Nincs univerzális szabály, de ha túl sok olvasás hiányzik a gyorsítótárból, előfordulhat, hogy alulméretezett, és érdemes gyorsítótár-meghajtókat hozzáadni a gyorsítótár kibontásához. Igény szerint egymástól függetlenül adhat hozzá gyorsítótár-meghajtókat vagy kapacitásmeghajtókat.

Következő lépések

További tárolási ismeretekért lásd még:

• Hibatűrés és tárolási hatékonyság
• Fürt és készlet kvóruma