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Auswählen von Laufwerken für Azure Stack HCI- und Windows Server-Cluster

Gilt für: Azure Stack HCI, Versionen 22H2 und 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Dieser Artikel enthält Anleitungen zum Auswählen von Laufwerken, um Ihre Anforderungen an Leistung und Kapazität zu erfüllen.

Laufwerkstypen

Direkte Speicherplätze, die zugrunde liegende Speichervirtualisierungstechnologie hinter Azure Stack HCI und Windows Server funktioniert derzeit mit vier Laufwerktypen:

Laufwerkstyp Beschreibung
PMem PMem- bezieht sich auf beständigen Speicher, einen neuen Typ von geringer Latenz und hochleistungsfähigem Speicher.
NVMe- NVMe (Non-Volatile Memory Express) bezieht sich auf Festkörperlaufwerke, die sich direkt auf dem PCIe-Bus befinden. Häufige Formfaktoren sind 2,5 Zoll U.2, PCIe Add-In-Card (AIC) und M.2. NVMe bietet einen höheren IOPS- und E/A-Durchsatz mit geringerer Latenz als jede andere Art von Laufwerk, die wir heute außer PMem unterstützen.
SSD SSD- bezieht sich auf Festkörperlaufwerke, die über herkömmliche SATA oder SAS verbunden sind.
HDD HDD- bezieht sich auf rotationale, magnetische Festplattenlaufwerke, die große Speicherkapazität bieten.

Anmerkung

Dieser Artikel behandelt die Auswahl von Laufwerkkonfigurationen mit NVMe, SSD und HDD. Weitere Informationen zu PMem finden Sie unter Verstehen und Bereitstellen von Persistentem Speicher.

Anmerkung

Der SBL-Cache (Storage Bus Layer) wird in der Konfiguration mit nur einem Server nicht unterstützt. Alle einheitlichen Speichertypkonfigurationen (z. B. nur-NVMe oder nur-SSD) sind der einzige unterstützte Speichertyp für einen einzelnen Server.

Integrierter Cache

Storage Spaces Direct verfügt über einen integrierten serverseitigen Cache. Es ist ein großer, persistenter, Echtzeit-Lese- und Schreibcache. In Bereitstellungen mit mehreren Typen von Laufwerken wird sie automatisch so konfiguriert, dass alle Laufwerke des "schnellsten" Typs verwendet werden. Die verbleibenden Laufwerke werden zur Erhöhung der Kapazität genutzt.

Weitere Informationen finden Sie unter Grundlegendes zum Speicherpoolcache.

Option 1 – Maximierung der Leistung

Um vorhersehbare und einheitliche Submillisekundenlatenz bei zufälligen Lese- und Schreibvorgängen in Daten zu erzielen oder extrem hohe IOPS zu erreichen (wir haben über 13 Millionenerreicht!) oder einen extrem hohen E/A-Durchsatz (wir haben über 500 GB/Sek. Lesegeschwindigkeit erzielt), sollten Sie auf eine All-Flash-Lösung setzen.

Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten:

Diagramm zeigt Bereitstellungsoptionen, einschließlich aller NVMe für Kapazität, NVMe für Cache mit SSD für Kapazität und alle SSD für Kapazität.

  1. Alle NVMe. Die Nutzung von NVMe bietet eine unvergleichliche Leistung, einschließlich der vorhersehbar niedrigen Latenz. Wenn alle Ihre Laufwerke dasselbe Modell sind, gibt es keinen Cache. Sie können auch NVMe-Modelle mit höherer Belastbarkeit und geringerer Belastbarkeit kombinieren und die ersten so konfigurieren, dass sie Schreibvorgänge für die letzteren zwischenspeichern (erfordert die Einrichtung).

  2. NVMe + SSD. Wenn NVMe zusammen mit SSDs verwendet wird, werden Speicher-Schreibvorgänge automatisch in die SSDs zwischengespeichert. Dadurch können Schreibvorgänge im Cache zusammengeführt und nur nach Bedarf ausgelagert werden, um den Verschleiß der SSDs zu reduzieren. Dadurch werden NVMe-ähnliche Schreibeigenschaften bereitgestellt, während Lesevorgänge direkt über die ebenfalls schnellen SSDs bereitgestellt werden.

  3. Alle SSD. Wie bei All-NVMe gibt es keinen Cache, wenn alle Ihre Laufwerke dasselbe Modell sind. Wenn Sie Modelle mit höherer Langlebigkeit und niedrigerer Langlebigkeit kombinieren, können Sie die Geräte mit höherer Langlebigkeit so konfigurieren, dass sie Schreibvorgänge für die Geräte mit niedrigerer Langlebigkeit zwischenspeichern (benötigt die Konfiguration).

    Anmerkung

    Ein Vorteil bei der Verwendung von all-NVMe oder all-SSD ohne Cache besteht darin, dass Sie verwendbare Speicherkapazität von jedem Laufwerk erhalten. Es wird keine Kapazität für die Zwischenspeicherung verwendet, was in kleinerem Maßstab vorteilhaft sein kann.

Option 2 – Ausgleich der Leistung und Kapazität

Für Umgebungen mit einer Vielzahl von Anwendungen und Workloads, bei denen einige strenge Leistungsanforderungen haben und andere erhebliche Speicherkapazitäten erfordern, sollten Sie auf eine "hybride" Lösung mit entweder NVMe- oder SSD-Caching für größere HDDs setzen.

Diagramm zeigt Bereitstellungsmöglichkeiten, einschließlich NVMe für Cache mit HDD für Kapazität, SSD für Cache mit HDD für Kapazität und NVMe für Cache mit gemischter SSD und HDD für Kapazität.

  1. NVMe + HDD. Die NVMe-Laufwerke beschleunigen Lese- und Schreibvorgänge, indem beide zwischengespeichert werden. Das Zwischenspeichern von Lesevorgängen ermöglicht es den HDDs, sich auf Schreibvorgänge zu konzentrieren. Das Zwischenspeichern von Schreibvorgängen nimmt Schreibspitzen auf und ermöglicht es, dass Schreibvorgänge zusammengeführt und nur bei Bedarf zurückgeschrieben werden, in einer künstlich serialisierten Weise, die HDD-IOPS und I/O-Durchsatz maximiert. Dies bietet NVMe-ähnliche Schreibeigenschaften und auch für häufig oder kürzlich gelesene Daten NVMe-ähnliche Leseeigenschaften.

  2. SSD + HDD. Ähnlich wie oben beschleunigen die SSDs Lese- und Schreibvorgänge, indem beide zwischengespeichert werden. Dies bietet SSD-ähnliche Schreibeigenschaften und SSD-ähnliche Leseeigenschaften für häufig oder kürzlich gelesene Daten.

    Es gibt eine weitere, eher exotische Option: Laufwerke der aller drei Typen zu verwenden.

  3. NVMe + SSD + HDD. Bei Laufwerken aller drei Typen cachen die NVMe-Laufwerke sowohl die SSDs als auch die HDDs. Die Attraktivität besteht darin, dass Sie Volumes auf den SSDs und Volumes auf den HDDs nebeneinander im selben Cluster erstellen können, die von NVMe beschleunigt werden. Die erste sind genau wie in einer "All-Flash"-Bereitstellung, und letztere sind genau wie in den oben beschriebenen "Hybridbereitstellungen". Dies ist konzeptionell so, als hätten sie zwei Pools, mit weitgehend unabhängigen Kapazitätsverwaltungs-, Ausfall- und Reparaturzyklen usw.

    Wichtig

    Es wird empfohlen, die SSD-Ebene zu verwenden, um Ihre leistungsempfindlichsten Workloads auf all-Flash zu platzieren.

Option 3 – Maximale Kapazität

Bei Workloads, die große Kapazität erfordern und selten schreiben, z. B. Archivierungs-, Sicherungsziele, Data Warehouses oder "kalter" Speicher, sollten Sie einige SSDs für die Zwischenspeicherung mit vielen größeren HDDs für die Kapazität kombinieren.

Bereitstellungsoptionen zur Maximierung der Kapazität.

  1. SSD + HDD. Die SSDs speichern Lese- und Schreibvorgänge, um Datenstöße aufzufangen und eine SSD-ähnliche Schreibleistung bereitzustellen. Später erfolgt die optimierte Verlagerung auf die HDDs.

Wichtig

Die Konfiguration mit HDDs wird nur nicht unterstützt. Das Zwischenspeichern von High-Endurance-SSDs auf Low-Endurance-SSDs wird nicht empfohlen.

Überlegungen zur Größe

Cache

Jeder Server muss über mindestens zwei Cachelaufwerke verfügen (mindestens erforderlich für Redundanz). Es wird empfohlen, die Anzahl der Kapazitätslaufwerke zu einem Vielfachen der Anzahl der Cachelaufwerke zu machen. Wenn Sie beispielsweise über 4 Cachelaufwerke verfügen, erzielen Sie mit 8 Kapazitätslaufwerken (Verhältnis 1:2) eine gleichmäßigere Leistung als mit 7 oder 9.

Der Cache sollte so angepasst werden, dass er den Arbeitssatz Ihrer Anwendungen und Workloads, d. h. alle Daten, die sie zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv lesen und schreiben, aufnehmen kann. Darüber hinaus ist keine Cachegrößenanforderung erforderlich. Bei Bereitstellungen mit HDDs beträgt ein fairer Startplatz 10 Prozent der Kapazität – z. B. wenn jeder Server 4 x 4 TB HDD = 16 TB Kapazität hat, dann 2 x 800 GB SSD = 1,6 TB Cache pro Server. Bei All-Flash-Bereitstellungen, insbesondere bei hohen Ausdauer- SSDs, kann es sinnvoll sein, etwa bei 5 Prozent der Kapazität zu beginnen, z. B. wenn jeder Server 24 x 1,2 TB SSD = 28,8 TB Kapazität hat, dann 2 x 750 GB NVMe = 1,5 TB Cache pro Server. Sie können Cache-Laufwerke jederzeit später hinzufügen oder entfernen, um Anpassungen vorzunehmen.

Allgemein

Es wird empfohlen, die Gesamtspeicherkapazität pro Server auf ca. 400 Terabyte (TB) zu beschränken. Je mehr Speicherkapazität pro Server, desto länger die Zeit, die zum Erneuten Synchronisieren von Daten nach Ausfallzeiten oder Neustarts erforderlich ist, z. B. beim Anwenden von Softwareupdates. Die aktuelle maximale Größe pro Speicherpool beträgt 4 Petabyte (PB) (4.000 TB) (1 PB für Windows Server 2016).

Nächste Schritte

Weitere Informationen finden Sie auch unter: