Escolher unidades para clusters do Azure Stack HCI e do Windows Server

Artigo
02/21/2024

Aplica-se a: Azure Stack HCI, versões 22H2 e 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Este artigo fornece orientações sobre como escolher unidades para cumprir os seus requisitos de desempenho e capacidade.

Tipos de unidades

Espaços de Armazenamento Direto, a tecnologia de virtualização de armazenamento subjacente por trás do Azure Stack HCI e do Windows Server funciona atualmente com quatro tipos de unidades:

Tipo de unidade	Description
	PMem refere-se à memória persistente, um novo tipo de baixa latência, armazenamento de alto desempenho.
	NVMe (Express de Memória Não Volátil) refere-se a unidades de estado sólido que se sentam diretamente no barramento PCIe. Os fatores de forma comuns são 2,5" U.2, PcIe Add-In-Card (AIC) e M.2. O NVMe oferece débito de E/S e IOPS mais elevados com latência inferior a qualquer outro tipo de unidade que suportamos atualmente, exceto PMem.
	SSD refere-se a unidades de estado sólido, que se ligam através de SATA ou SAS convencionais.
	HDD refere-se a discos rígidos magnéticos rotativos, que oferecem uma vasta capacidade de armazenamento.

Nota

Este artigo aborda a escolha de configurações de unidades com NVMe, SSD e HDD. Para obter mais informações sobre o PMem, veja Compreender e implementar memória persistente.

Nota

A cache SBL (Storage Bus Layer) não é suportada na configuração de servidor único. Todas as configurações de tipo de armazenamento único simples (por exemplo, all-NVMe ou all-SSD) são o único tipo de armazenamento suportado para um único servidor.

Cache incorporada

Espaços de Armazenamento Direto apresenta uma cache incorporada do lado do servidor. É uma cache de leitura e escrita grande, persistente e em tempo real. Em implementações com vários tipos de unidades, é configurado automaticamente para utilizar todas as unidades do tipo "mais rápido". As restantes unidades são utilizadas para capacidade.

Para obter mais informações, consulte Compreender a cache do agrupamento de armazenamento.

Opção 1 – Maximizar o desempenho

Para alcançar latência de submilissegundos previsível e uniforme em leituras e escritas aleatórias em quaisquer dados, ou para obter IOPS extremamente elevada (fizemos mais de 13 milhões!) ou débito de E/S (já fizemos mais de 500 GB/seg de leituras), deve ir "tudo flash".

Existem várias formas de o fazer:

Todos os NVMe. A utilização de todos os NVMe proporciona um desempenho sem correspondência, incluindo a latência baixa mais previsível. Se todas as unidades forem o mesmo modelo, não existe cache. Também pode misturar modelos NVMe de resistência superior e de baixa resistência e configurar os primeiros para colocar em cache escritas para este último (requer configuração).
NVMe + SSD. Com o NVMe juntamente com os SSDs, o NVMe colocará automaticamente em cache as escritas nos SSDs. Isto permite que as escritas se fundam em cache e sejam desprotegidas apenas conforme necessário, para reduzir o desgaste nos SSDs. Isto fornece características de escrita semelhantes a NVMe, enquanto as leituras são servidas diretamente a partir dos SSDs também rápidos.
Todos os SSD. Tal como acontece com o All-NVMe, não existe cache se todas as unidades forem o mesmo modelo. Se misturar modelos de resistência superior e de resistência inferior, pode configurar os primeiros para colocar em cache escritas para este último (requer configuração).

Nota

Uma vantagem de utilizar o all-NVMe ou o all-SSD sem cache é que obtém capacidade de armazenamento utilizável a partir de cada unidade. Não existe capacidade "gasta" na colocação em cache, o que pode ser apelativo em menor escala.

Opção 2 – Equilibrar o desempenho e a capacidade

Para ambientes com uma variedade de aplicações e cargas de trabalho, alguns com requisitos de desempenho rigorosos e outros que necessitam de uma capacidade de armazenamento considerável, deve utilizar a colocação em cache de NVMe ou SSDs para HDDs maiores.

NVMe + HDD. As unidades NVMe acelerarão as leituras e as escritas ao colocar em cache ambas. As leituras de colocação em cache permitem que os HDDs se concentrem nas escritas. A colocação em cache de escrita absorve rajadas e permite que as escritas se fundam e sejam desprotegidas apenas conforme necessário, de forma serializada artificialmente que maximize o débito de E/S e IOPS HDD. Isto fornece características de escrita semelhantes a NVMe e, para dados de leitura frequente ou recentemente, também são características de leitura semelhantes a NVMe.
SSD + HDD. Semelhante ao acima, os SSDs acelerarão as leituras e as escritas ao colocar em cache ambos. Isto fornece características de escrita semelhantes a SSD e características de leitura semelhantes a SSD para dados de leitura frequente ou recente.

Existe uma opção adicional, bastante exótica: utilizar unidades dos três tipos.
NVMe + SSD + HDD. Com unidades dos três tipos, o NVMe conduz a cache para os SSDs e HDDs. O apelo é que pode criar volumes nos SSDs e volumes nos HDDs, lado a lado no mesmo cluster, todos acelerados pelo NVMe. Os primeiros são exatamente como numa implementação "all-flash" e estes últimos são exatamente como nas implementações "híbridas" descritas acima. Isto é conceptualmente como ter dois conjuntos, com gestão de capacidade em grande parte independente, ciclos de falha e reparação, etc.

Importante

Recomendamos a utilização do escalão SSD para colocar as cargas de trabalho mais sensíveis ao desempenho em todos os instantes.

Opção 3 – Maximizar a capacidade

Para cargas de trabalho que requerem uma grande capacidade e escrita com pouca frequência, como arquivo, destinos de cópia de segurança, armazéns de dados ou armazenamento "frio", deve combinar alguns SSDs para colocação em cache com muitos HDDs maiores para capacidade.

SSD + HDD. Os SSDs colocarão em cache leituras e escritas, para absorver rajadas e fornecer desempenho de escrita semelhante a SSD, com desaplicação otimizada mais tarde para os HDDs.

Importante

A configuração apenas com HDDs não é suportada. Não é aconselhável uma colocação em cache de SSDs de alta resistência em SSDs de baixa resistência.

Considerações sobre o dimensionamento

Cache

Cada servidor tem de ter, pelo menos, duas unidades de cache (o mínimo necessário para redundância). Recomendamos que o número de unidades de capacidade conduza a um múltiplo do número de unidades de cache. Por exemplo, se tiver 4 unidades de cache, obterá um desempenho mais consistente com 8 unidades de capacidade (rácio 1:2) do que com 7 ou 9.

A cache deve ser dimensionada para acomodar o conjunto de trabalho das suas aplicações e cargas de trabalho, ou seja, todos os dados que estão a ler e escrever ativamente a qualquer momento. Não existe nenhum requisito de tamanho da cache para além disso. Para implementações com HDDs, um ponto de partida justo é de 10 por cento da capacidade , por exemplo, se cada servidor tiver 4 x 4 TB HDD = 16 TB de capacidade, então 2 x 800 GB SSD = 1,6 TB de cache por servidor. Para implementações com todas as flashs, especialmente com SSDs de alta resistência , pode ser justo começar mais perto de 5% da capacidade – por exemplo, se cada servidor tiver 24 x 1,2 TB SSD = 28,8 TB de capacidade, então 2 x 750 GB NVMe = 1,5 TB de cache por servidor. Pode sempre adicionar ou remover unidades de cache mais tarde para ajustar.

Geral

Recomendamos que limite a capacidade total de armazenamento por servidor a aproximadamente 400 terabytes (TB). Quanto maior for a capacidade de armazenamento por servidor, maior será o tempo necessário para ressincronizar dados após o período de inatividade ou reinício, como ao aplicar atualizações de software. O tamanho máximo atual por agrupamento de armazenamento é de 4 petabytes (PB) (4000 TB) (1 PB para Windows Server 2016).

Passos seguintes

Para obter mais informações, consulte também:

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