Como funciona o desempenho quando as máquinas virtuais são conectadas a volumes do Elastic SAN

Este artigo esclarece como o desempenho do Elastic SAN funciona e como a combinação de limites do Elastic SAN e limites de VM (máquinas virtuais) pode afetar o desempenho de suas cargas de trabalho.

Como funciona o desempenho

As VMs do Azure têm operações de entrada/saída por segundo (IOPS) e limites de desempenho de taxa de transferência com base no tipo e tamanho da máquina virtual. Um Elastic SAN tem um pool de desempenho que aloca a cada um de seus volumes. Os volumes do Elastic SAN podem ser anexados a VMs e cada volume tem seus próprios limites de IOPS e taxa de transferência.

O desempenho do seu aplicativo é limitado quando ele solicita mais IOPS ou taxa de transferência do que o alocado para a VM ou volumes anexados. Quando limitado, o aplicativo tem um desempenho inferior e pode sofrer consequências negativas, como maior latência. Um dos principais benefícios de um Elastic SAN é sua capacidade de fornecer IOPS automaticamente, com base na demanda. O IOPS de SAN é compartilhado entre todos os seus volumes, portanto, quando a carga de trabalho atingir um pico, isso pode ser tratado sem limitação ou custo extra. Este artigo mostra como esse provisionamento funciona.

Desempenho do Elastic SAN

Um Elastic SAN tem três atributos que determinam o desempenho dele: capacidade total, IOPS e taxa de transferência. Para obter o melhor desempenho possível, a rede SAN deve estar na mesma zona em que a VM que você está provisionando.

Capacity

A capacidade total da SAN elástica é determinada por duas capacidades diferentes: a capacidade base e a capacidade adicional. O aumento da capacidade base também aumenta a IOPS e a taxa de transferência da SAN, porém, é mais caro do que o aumento da capacidade adicional. O aumento da capacidade adicional não aumenta a IOPS nem a taxa de transferência.

IOPS

A IOPS de uma SAN elástica aumenta em 5.000 por TiB base. Portanto, se você tiver uma SAN elástica com 6 TiB de capacidade base, essa SAN ainda poderá fornecer até 30.000 IOPS. Essa mesma SAN ainda fornecerá 30.000 IOPS se tiver 50 TiB de capacidade adicional ou 500 TiB de capacidade adicional, pois o desempenho da SAN só é determinado pela capacidade base. A IOPS de uma SAN elástica é distribuído entre todos os respectivos volumes.

Produtividade

A taxa de transferência de uma SAN elástica aumenta em 200 MB/s por TiB base. Portanto, se você tiver uma SAN elástica com 6 TiB de capacidade base, essa SAN ainda poderá fornecer até 1200 MB/s. Essa mesma SAN forneceria uma taxa de transferência de 1200 MB/s se ela tivesse 50 TiB de capacidade adicional ou 500 TiB de capacidade adicional, uma vez que o desempenho da SAN é determinado apenas pela capacidade base. A taxa de transferência de uma SAN elástica é distribuída entre todos os respectivos volumes.

Volumes do Elastic SAN

O desempenho de um volume individual é determinado pela respectiva capacidade. O IOPS máximo de um aumento de volume em 750 por GiB, até um máximo de 80.000 IOPS. A taxa de transferência máxima aumenta em 60 MB/s por GiB, até um máximo de 1.024 MB/s. Um volume precisa de pelo menos 107 GiB para ser capaz de usar 80.000 IOPS. Um volume precisa de pelo menos 22 GiB para poder usar o máximo de 1.280 MB/s. A IOPS combinada e a taxa de transferência de todos os volumes não podem exceder a IOPS e a taxa de transferência da sua SAN.

Configuração de exemplo

Cada um dos cenários de exemplo neste artigo usa a seguinte configuração para o Elastic SAN:

Recurso	Capacity	IOPS
Elastic SAN	27 TiB	135.000 (provisionado)
Volume do AKS SAN	3 TiB	Até 80.000
Volume de SAN da carga de trabalho 1	10 TiB	Até 80.000
Volume de SAN da carga de trabalho 2	4 TiB	Até 80.000
Volume de SAN da carga de trabalho 3	2 TiB	Até 80.000

Cenários de exemplo

Os cenários de exemplo a seguir descrevem como o Elastic SAN trata da alocação de desempenho. Para obter o melhor desempenho, as VMs e a rede SAN precisam estar na mesma zona.

Carga de trabalho típica

Carga de trabalho	IOPS solicitado	IOPS fornecido
Carga de trabalho do AKS	3\.000	3.000
Carga de trabalho 1	10.000	10.000
Carga de trabalho 2	8,000	8,000
Carga de trabalho 3	20,000	20,000

Nesse cenário, nenhuma limitação ocorre no nível da VM ou da SAN. A própria SAN tem 135.000 IOPS, cada volume é grande o suficiente para atender até 80.000 IOPS, IOPS suficientes estão disponíveis na SAN, nenhum dos limites de IOPS da VM foi ultrapassado e o total de IOPS solicitado é de 41.000. Portanto, todas as cargas de trabalho são executadas sem limitação.

Pico único de carga de trabalho

Carga de trabalho	IOPS solicitado	IOPS fornecido	Hora do pico
Carga de trabalho do AKS	2\.000	2.000	N/D
Carga de trabalho 1	10.000	10.000	N/D
Carga de trabalho 2	10.000	10.000	N/D
Carga de trabalho 3	80.000	80.000	9:00 am

Nesse cenário, não ocorre limitação. A carga de trabalho 3 atingiu o pico às 9h, solicitando 80.000 IOPS. Nenhuma das outras cargas de trabalho chegou ao pico e a SAN tinha IOPS livre suficiente para distribuir para a carga de trabalho, portanto, não houve limitação.

Geralmente, essa é a configuração ideal para cargas de trabalho de compartilhamento de SAN. É melhor ter desempenho suficiente para tratar das operações normais de carga de trabalho e picos ocasionais.

Pico de todas as cargas de trabalho

Carga de trabalho	IOPS solicitado	IOPS fornecido	Hora do pico
Carga de trabalho do AKS	5\.000	5\.000	9:00 am
Carga de trabalho 1	40.000	21,000	9h01
Carga de trabalho 2	45,000	45,000	9:00 am
Carga de trabalho 3	64.000	64.000	9:00 am

É importante conhecer o comportamento de uma SAN no pior cenário, em que todas as cargas de trabalho atingem o pico ao mesmo tempo.

Nesse cenário, todas as cargas de trabalho atingem o pico quase ao mesmo tempo. Neste ponto, o total de IOPS exigido por todas as cargas de trabalho combinadas (64.000 + 45.000 + 40.000 + 5.000) é maior do que o IOPS provisionado no nível de SAN (135.000). Portanto, as cargas de trabalho são limitadas. A limitação ocorre por ordem de chegada, ou seja, qualquer carga de trabalho que solicitar IOPS depois que a capacidade máxima for atingida não obterá mais desempenho. Nesse caso, a carga de trabalho 1 solicitou 40.000 IOPS após as outras cargas de trabalho. A SAN já havia alocado a maior parte de seu IOPS disponível, portanto, somente o IOPS restante foi fornecido.

Próximas etapas

Implantar um Elastic SAN.