Azure Portal을 사용하여 Azure VM 디스크 캐시 사용 및 구성
디스크 성능을 예측하기 위해 선택할 수 있는 설정과 속성을 확인했습니다. 이제 캐싱을 통해 이를 개선하는 방법을 살펴보겠습니다.
디스크 캐싱
캐시는 일반적으로 더 빠르게 액세스할 수 있도록 메모리에 데이터를 저장하는 특화된 구성 요소입니다. 캐시의 데이터는 이전에 읽은 데이터 또는 이전 계산에서 생성된 데이터인 경우가 많습니다. 목표는 디스크에서 데이터를 가져오는 것보다 더 빠르게 데이터에 액세스하는 것입니다.
캐싱은 영구 스토리지보다 더 빠른 읽기 및 쓰기 성능을 갖춘 전문적이고 때로는 비용이 많이 드는 임시 스토리지를 사용합니다. 캐시 스토리지가 제한되는 경우가 많기 때문에 캐싱을 통해 가장 많은 이점을 얻을 수 있는 데이터 작업을 결정해야 합니다. 그러나 Azure와 같이 캐시를 광범위하게 사용할 수 있는 경우에도 사용할 캐시 유형을 결정하기 전에 각 디스크의 워크로드 패턴을 파악하는 것이 여전히 중요합니다.
읽기 캐싱은 데이터 검색 속도를 높입니다. 데이터를 영구 스토리지에서 읽는 대신 더 빠른 캐시에서 읽습니다. 데이터 읽기는 다음 조건에서 캐시에 도달합니다.
- 이전에 데이터를 읽었으며 캐시에 있습니다.
- 캐시 크기는 모든 데이터를 저장하기에 충분합니다.
읽기 캐싱은 순차 읽기 세트와 같이 읽기 큐에 대한 일부 예측 가능성이 있을 때 유용합니다. 액세스하는 데이터가 스토리지에 분산되어 있는 임의 I/O의 경우 캐싱은 거의 또는 전혀 이점이 없으며 디스크 성능을 저하시킬 수도 있습니다.
쓰기 캐싱은 영구 스토리지에 데이터를 쓰는 속도를 높입니다. 앱에서 쓰기 캐시를 사용하는 경우 데이터를 저장할 것으로 간주할 수 있습니다. 실제로 데이터는 디스크에 쓰여지기를 기다리면서 캐시에서 큐 대기 중입니다. 상상할 수 있듯이 캐시된 데이터가 작성되기 전에 시스템이 종료되는 경우 이 메커니즘은 잠재적인 실패 지점이 될 수 있습니다. SQL Server와 같은 일부 시스템은 쓰기 캐시된 데이터를 영구 디스크 스토리지 자체로 처리합니다.
Azure 디스크 캐싱
디스크 스토리지와 관련된 두 가지 유형의 디스크 캐싱이 있습니다.
- Azure 스토리지 캐싱
- Azure VM(가상 머신) 디스크 캐싱
Azure 스토리지 캐싱은 Azure의 Blob 스토리지, Azure Files 및 다른 콘텐츠에 대한 캐시 서비스를 제공합니다. 이러한 유형의 캐시 구성은 이 모듈의 범위를 벗어납니다.
Azure 가상 머신 디스크 캐싱은 Azure VM에 연결된 VHD(가상 하드 디스크) 파일에 대한 읽기 및 쓰기 액세스를 최적화합니다. 이 모듈에서는 디스크 캐싱에 집중합니다.
디스크 캐싱은 Ultra Disks 또는 Premium SSD v2에서 지원되지 않지만, 디스크 캐싱과 동일한 핵심 문제 중 일부를 해결하는 짧은 대기 시간의 이점을 이미 활용할 수 있습니다.
Azure 가상 머신 디스크 유형
Azure VM에 사용되는 세 가지 유형의 디스크가 있습니다.
OS 디스크: Azure VM이 만들어지면 Azure에서 OS(운영 체제)용 VHD를 자동으로 연결합니다.
임시 디스크: Azure VM이 만들어지면 Azure에서 임시 디스크를 자동으로 추가합니다. 이 디스크는 페이지 및 스왑 파일과 같은 데이터에 사용됩니다. 이 디스크의 데이터는 기본 또는 VM 다시 배포 중에 손실될 수 있습니다. 데이터베이스 파일이나 트랜잭션 로그와 같은 영구 데이터를 저장하는 데 해당 데이터를 사용하지 마세요.
데이터 디스크: 데이터 디스크는 보관해야 하는 애플리케이션 데이터 또는 기타 데이터를 저장하기 위해 가상 머신에 연결된 VHD입니다.
OS 디스크 및 데이터 디스크는 Azure VM 디스크 캐싱을 활용합니다. VM 디스크의 캐시 크기는 VM 인스턴스 크기 및 VM에 탑재된 디스크의 수에 따라 다릅니다. 캐싱은 최대 4TiB 크기 디스크에 대해서만 사용할 수 있습니다.
Azure VM에 대한 캐시 옵션
VM 디스크 캐싱에는 일반적으로 세 가지 옵션이 있습니다.
- 읽기/쓰기 – 캐시를 쓰기 저장합니다. 필요할 때 애플리케이션에서 쓰기 캐시된 데이터를 영구 디스크로 올바르게 처리하는 경우에만 이 옵션을 사용합니다.
- 읽기 전용 - 캐시에서 읽기를 수행합니다.
- 없음 - 캐시가 없습니다. 이 옵션은 쓰기 전용 및 쓰기 집약적 디스크에 대해 선택합니다. 로그 파일은 쓰기 집약적 작업이므로 적합한 후보가 됩니다.
각 디스크 유형에 대해 모든 캐싱 옵션을 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 다음 표에는 각 디스크 유형에 대한 캐싱 옵션이 나와 있습니다.
| 읽기 전용 | 읽기/쓰기 | 없음 | |
|---|---|---|---|
| OS 디스크 | 예 | 예(기본값) | 예 |
| 데이터 디스크 | 예(기본값) | 예 | 예 |
| 임시 디스크 | 아니요 | 아니요 | no |
참고
L 시리즈 및 B-시리즈 가상 머신에 대한 디스크 캐싱 옵션은 변경할 수 없습니다.
Azure VM 디스크 캐싱 성능에 대한 고려 사항
그렇다면 캐시 설정이 Azure VM에서 실행되는 워크로드의 성능에 미치는 영향은 어떨까요?
OS 디스크
VM OS 디스크의 기본 동작은 읽기/쓰기 모드에서 캐시를 사용하는 것입니다. 따라서 OS 디스크에 데이터 파일을 저장하고 데이터 파일에 대한 임의 읽기/쓰기 작업을 많이 수행하는 애플리케이션이 있는 경우 이러한 파일을 캐싱이 꺼진 데이터 디스크로 이동하는 것이 좋습니다. 왜 그럴까요? 읽기 큐에 순차적 읽기가 포함되지 않은 경우 캐싱은 거의 또는 전혀 도움이 되지 않습니다. 데이터를 순차적으로 유지하는 것처럼 캐시를 유지 관리하는 오버헤드는 디스크 성능을 떨어뜨릴 수 있습니다.
데이터 디스크
성능에 민감한 애플리케이션의 경우 OS 디스크 대신 데이터 디스크를 사용해야 합니다. 별도의 디스크를 사용하면 각 디스크에 적절한 캐시 설정을 구성할 수 있습니다.
예를 들어 SQL Server를 실행하는 Azure VM에서 데이터 디스크(일반 및 TempDB 데이터용)에 대해 읽기 전용 캐싱을 사용하도록 설정하면 성능이 크게 향상될 수 있습니다. 반면에, 로그 파일은 캐싱이 없는 데이터 디스크에 적합한 후보입니다.
경고
Azure 디스크의 캐시 설정이 변경되면 대상 디스크를 분리한 이후 다시 연결합니다. 운영 체제 디스크인 경우 VM이 다시 시작됩니다. 디스크 캐시 설정을 변경하기 전에 이 중단의 영향을 받을 수 있는 모든 애플리케이션/서비스를 중지합니다.
다음 도구 중 하나를 사용하여 가상 머신 디스크 캐시 설정을 구성할 수 있습니다.
- Azure Portal
- Azure CLI
- Azure PowerShell
- 리소스 관리자 템플릿
Azure Portal을 사용하여 캐싱 구성
Azure Portal을 사용하여 새 VM을 프로비전하는 경우 먼저 VM을 배포한 후에 OS 디스크에 대한 기본 캐싱 구성을 읽기/쓰기에서 변경할 수 있습니다.
기존 VM에 데이터 디스크를 추가하는 경우에는 캐시 옵션을 구성한 후에 디스크를 VM에 배포할 수 있습니다.
다음으로, Azure Portal을 사용하여 VM을 만들고 캐시 설정을 변경해 보겠습니다.