Wybieranie dysków dla klastrów usługi Azure Stack HCI i systemu Windows Server

  • Artykuł

Dotyczy: Azure Stack HCI, wersje 22H2 i 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Ten artykuł zawiera wskazówki dotyczące sposobu wybierania dysków w celu spełnienia wymagań dotyczących wydajności i pojemności.

Typy dysków

Bezpośrednie miejsca do magazynowania podstawowa technologia wirtualizacji magazynu, która stoi za rozwiązaniem Azure Stack HCI i windows Server, obecnie współpracuje z czterema typami dysków:

Typ dysku Opis
PMem PMem odnosi się do pamięci trwałej, nowego typu magazynu o małych opóźnieniach i wysokiej wydajności.
Nvme NvMe (Non-Volatile Memory Express) odnosi się do dysków półprzewodnikowych, które znajdują się bezpośrednio w magistrali PCIe. Typowe formy to 2,5" U.2, PCIe Add-In-Card (AIC) i M.2. NvMe oferuje wyższą przepływność operacji we/wy i operacji we/wy z mniejszym opóźnieniem niż jakikolwiek inny typ dysku, który obecnie obsługujemy z wyjątkiem PMem.
SSD SSD odnosi się do dysków półprzewodnikowych, które łączą się za pośrednictwem konwencjonalnych dysków SATA lub SAS.
HDD Hdd odnosi się do obrotowych, magnetycznych dysków twardych, które oferują ogromną pojemność magazynu.

Uwaga

W tym artykule opisano wybieranie konfiguracji dysków z dyskami NVMe, SSD i HDD. Aby uzyskać więcej informacji na temat rozwiązania PMem, zobacz Omówienie i wdrażanie pamięci trwałej.

Uwaga

Pamięć podręczna warstwy magistrali magazynu (SBL) nie jest obsługiwana w konfiguracji pojedynczego serwera. Wszystkie płaskie konfiguracje typu pojedynczego magazynu (na przykład all-NVMe lub all-SSD) są jedynym obsługiwanym typem magazynu dla pojedynczego serwera.

Wbudowana pamięć podręczna

Bezpośrednie miejsca do magazynowania zawiera wbudowaną pamięć podręczną po stronie serwera. Jest to duża, trwała, w czasie rzeczywistym pamięć podręczna odczytu i zapisu. W przypadku wdrożeń z wieloma typami dysków jest on konfigurowany automatycznie do używania wszystkich dysków typu "najszybszy". Pozostałe dyski są używane jako magazyn.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Omówienie pamięci podręcznej puli magazynów.

Opcja 1 — maksymalizacja wydajności

Aby osiągnąć przewidywalne i jednolite opóźnienie podmilisekund w losowych odczytach i zapisach do dowolnych danych lub osiągnąć bardzo wysoką operację we/wy na sekundę (wykonaliśmy ponad 13 milionów!) lub przepływność operacji we/wy (wykonaliśmy ponad 500 GB/s operacji odczytu), należy przejść "all-flash".

Istnieje wiele sposobów, aby to zrobić:

Diagram przedstawia opcje wdrażania, w tym wszystkie nvme dla pojemności, NVMe dla pamięci podręcznej z dyskami SSD dla pojemności i wszystkie dyski SSD dla pojemności.

  1. Wszystkie nvme. Użycie wszystkich urządzeń NVMe zapewnia niezrównaną wydajność, w tym najbardziej przewidywalne małe opóźnienie. Jeśli wszystkie dyski są tym samym modelem, nie ma pamięci podręcznej. Można również mieszać modele NVMe o większej wytrzymałości i mniejszej wytrzymałości, a następnie skonfigurować te pierwsze do buforowania zapisów dla tego ostatniego (wymaga skonfigurowania).

  2. NVMe + SSD. Dzięki dyskom NVMe wraz z dyskami SSD urządzenie NVMe automatycznie buforuje zapisy na dyskach SSD. Dzięki temu zapisy łączą się w pamięci podręcznej i są usuwane tylko w razie potrzeby, aby zmniejszyć zużycie dysków SSD. Zapewnia to cechy zapisu podobne do NVMe, podczas gdy odczyty są obsługiwane bezpośrednio z również szybkich dysków SSD.

  3. Wszystkie dyski SSD. Podobnie jak w przypadku funkcji All-NVMe, nie ma pamięci podręcznej, jeśli wszystkie dyski są tym samym modelem. Jeśli mieszasz modele o większej wytrzymałości i mniejszej wytrzymałości, możesz skonfigurować te pierwsze do buforowania zapisów dla tego ostatniego (wymaga skonfigurowania).

    Uwaga

    Zaletą korzystania z funkcji all-NVMe lub all-SSD bez pamięci podręcznej jest uzyskanie użytecznej pojemności magazynu z każdego dysku. Nie ma pojemności "wydanej" na buforowanie, co może być atrakcyjne na mniejszą skalę.

Opcja 2 — równoważenie wydajności i pojemności

W przypadku środowisk z różnymi aplikacjami i obciążeniami niektóre z rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi wydajności, a inne wymagające znacznej pojemności magazynu, należy wybrać "hybrydową" pamięć podręczną NVMe lub SSD dla większych dysków HDD.

Diagram przedstawia możliwości wdrażania, w tym NVMe dla pamięci podręcznej z dyskami twardymi dla pojemności, ssd dla pamięci podręcznej z dyskami twardymi dla pojemności oraz nvme dla pamięci podręcznej z mieszanymi dyskami SSD i HDD na potrzeby pojemności.

  1. NVMe + HDD. Dyski NVMe przyspieszają odczyty i zapisy przez buforowanie obu tych dysków. Buforowanie odczytów umożliwia dyskom HDD skoncentrowanie się na zapisach. Buforowanie zapisów pochłania wzrosty i umożliwia łączenie zapisów i ich deeprodukcję tylko w razie potrzeby, w sposób sztucznie serializowany, który maksymalizuje przepływność operacji we/wy dysku twardego i operacji we/wy. Zapewnia to charakterystykę zapisu przypominającą NVMe, a także dla często lub ostatnio odczytywanych danych, charakterystyki odczytu podobne do NVMe.

  2. SSD + HDD. Podobnie jak powyżej, dyski SSD przyspieszą odczyty i zapisy, buforując oba te dyski. Zapewnia to cechy zapisu podobne do dysków SSD oraz cechy odczytu podobne do dysków SSD dla często lub ostatnio odczytywanych danych.

    Istnieje jedna dodatkowa, raczej egzotyczna opcja: do używania dysków wszystkich trzech typów.

  3. NVMe + SSD + HDD. Dyski wszystkich trzech typów pamięci podręcznej dysków NVMe dla dysków SSD i HDD. Odwołanie polega na tym, że można tworzyć woluminy na dyskach SSD, a woluminy na dyskach HDD, obok siebie w tym samym klastrze, wszystkie przyspieszone przez NVMe. Te pierwsze są dokładnie tak samo jak we wdrożeniu "all-flash", a drugie są dokładnie tak samo jak w przypadku wdrożeń hybrydowych opisanych powyżej. Jest to koncepcyjnie podobne do dwóch pul, z w dużej mierze niezależnym zarządzaniem pojemnością, cyklami awarii i naprawy itd.

    Ważne

    Zalecamy używanie warstwy SSD do umieszczania najbardziej wrażliwych na wydajność obciążeń na wszystkich dyskach flash.

Opcja 3 — maksymalizacja pojemności

W przypadku obciążeń wymagających ogromnej pojemności i częstego zapisu, takich jak archiwizacja, obiekty docelowe kopii zapasowych, magazyny danych lub "zimny" magazyn, należy połączyć kilka dysków SSD na potrzeby buforowania z wieloma większymi dyskami HDD na potrzeby pojemności.

Opcje wdrażania służące do maksymalizacji pojemności.

  1. SSD + HDD. Dyski SSD buforują odczyty i zapisy, aby wychwycić wzrosty i zapewnić wydajność zapisu przypominającego dyski SSD, z zoptymalizowanym de-przemieszczaniem później do dysków HDD.

Ważne

Konfiguracja wyłącznie z dyskami twardymi nie jest obsługiwana. Nie zaleca się buforowania dysków SSD o wysokiej wydajności za pomocą dysków SSD o niskiej wydajności.

Zagadnienia dotyczące określania rozmiaru

Pamięć podręczna

Każdy serwer musi mieć co najmniej dwa dyski pamięci podręcznej (jest to minimum wymagane do zapewnienia nadmiarowości). Zalecamy, aby liczba dysków pojemności stanowiła wielokrotność liczby dysków pamięci podręcznej. Jeśli na przykład masz 4 dyski pamięci podręcznej, wydajność będzie bardziej spójna po zainstalowaniu 8 dysków pojemności (stosunek 1:2) niż 7 lub 9.

Rozmiar pamięci podręcznej powinien być dostosowany do roboczego zestawu aplikacji i obciążeń, czyli wszystkich danych, które aktywnie odczytują i zapisują w danym momencie. Nie jest wymagane wymaganie dotyczące rozmiaru pamięci podręcznej poza tym. W przypadku wdrożeń z dyskami HDD sprawiedliwe miejsce wyjścia to 10 procent pojemności — na przykład jeśli każdy serwer ma 4 x 4 TB hdd = 16 TB pojemności, to 2 x 800 GB SSD = 1,6 TB pamięci podręcznej na serwer. W przypadku wdrożeń wszystkich dysków flash, szczególnie w przypadku dysków SSD o bardzo wysokiej wytrzymałości , można zacząć bliżej 5 procent pojemności — na przykład jeśli każdy serwer ma dysk SSD o pojemności 24 x 1,2 TB = 28,8 TB pojemności, to 2 x 750 GB NVMe = 1,5 TB pamięci podręcznej na serwer. Zawsze można później dodawać lub usuwać dyski pamięci podręcznej.

Ogólne

Zalecamy ograniczenie całkowitej pojemności magazynu na serwer do około 400 terabajtów (TB). Większa pojemność magazynu na serwer, tym dłuższy czas potrzebny do ponownej synchronizacji danych po przestoju lub ponownym uruchomieniu, na przykład podczas stosowania aktualizacji oprogramowania. Bieżący maksymalny rozmiar puli magazynów to 4 petabajty (PB) (4000 TB) (1 PB dla Windows Server 2016).

Następne kroki

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz również: