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

Artigo
11/23/2024

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

Importante

O Azure Stack HCI agora faz parte do Azure Local. A renomeação da documentação do produto está em andamento. No entanto, as versões mais antigas do Azure Stack HCI, por exemplo 22H2, continuarão a fazer referência ao Azure Stack HCI e não refletirão a alteração de nome. Mais informações.

Este artigo fornece orientação sobre como escolher unidades para atender aos seus requisitos de desempenho e capacidade.

Tipos de unidades

O Storage Spaces Direct, a tecnologia de virtualização de armazenamento subjacente por trás do Azure Stack HCI e do Windows Server, atualmente funciona com quatro tipos de unidades:

Tipo de acionamento	Description
	PMem refere-se à memória persistente, um novo tipo de armazenamento de baixa latência e alto desempenho.
	NVMe (Non-Volatile Memory Express) refere-se a unidades de estado sólido que ficam diretamente no barramento PCIe. Os fatores de forma comuns são U.2 de 2,5", PCIe Add-In-Card (AIC) e M.2. O NVMe oferece IOPS e taxa de transferência de E/S mais altas com latência mais baixa do que qualquer outro tipo de unidade que suportamos atualmente, exceto PMem.
	SSD refere-se a unidades de estado sólido, que se conectam via SATA ou SAS convencional.
	HDD refere-se a unidades de disco rígido rotativas e magnéticas, que oferecem uma vasta capacidade de armazenamento.

Nota

Este artigo aborda a escolha de configurações de unidade com NVMe, SSD e HDD. Para obter mais informações sobre PMem, consulte Compreender e implantar memória persistente.

Nota

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

Cache integrado

O Storage Spaces Direct possui um cache integrado do lado do servidor. É um cache de leitura e gravação grande, persistente e em tempo real. Em implantações com vários tipos de unidades, ele é configurado automaticamente para usar todas as unidades do tipo "mais rápido". As unidades restantes são usadas para a capacidade.

Para obter mais informações, consulte Noções básicas sobre o cache do pool de armazenamento.

Opção 1 – Maximizar o desempenho

Para alcançar uma latência de submilissegundos previsível e uniforme em leituras e gravações aleatórias em quaisquer dados, ou para alcançar IOPS extremamente alta (fizemos mais de 13 milhões!) ou taxa de transferência de E/S (fizemos mais de 500 GB/seg de leitura), você deve ir "all-flash".

Existem várias formas de o fazer:

Todos os NVMe. O uso de todos os NVMe oferece um desempenho incomparável, incluindo a baixa latência mais previsível. Se todas as unidades forem do mesmo modelo, não haverá cache. Você também pode misturar modelos NVMe de maior e menor resistência e configurar o primeiro para armazenar gravações em cache para o segundo (requer configuração).
NVMe + SSD. Usando o NVMe em conjunto com SSDs, o NVMe armazenará automaticamente gravações em cache nos SSDs. Isso permite que as gravações se aglutinem no cache e sejam despreparadas apenas conforme necessário, para reduzir o desgaste dos SSDs. Isso fornece características de gravação semelhantes ao NVMe, enquanto as leituras são servidas diretamente dos SSDs também rápidos.
Tudo SSD. Tal como acontece com All-NVMe, não há cache se todas as suas unidades forem do mesmo modelo. Se você misturar modelos de maior e menor resistência, poderá configurar o primeiro para armazenar gravações em cache para o segundo (requer configuração).

Nota

Uma vantagem de usar totalmente NVMe ou SSD sem cache é que você obtém capacidade de armazenamento utilizável de cada unidade. Não há capacidade "gasta" em cache, o que pode ser atraente 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 exigem uma capacidade de armazenamento considerável, deve optar por uma opção "híbrida" com a colocação em cache de NVMe ou SSD para HDD maiores.

NVMe + HDD. As unidades NVMe acelerarão as leituras e gravações armazenando em cache ambas. O cache de leituras permite que os HDDs se concentrem nas gravações. As gravações em cache absorvem picos e permitem que as gravações se aglutinem e sejam despreparadas apenas conforme necessário, de uma maneira serializada artificialmente que maximiza a taxa de transferência de IOPS e E/S do HDD. Isso fornece características de gravação semelhantes a NVMe e, para dados lidos com frequência ou recentemente, características de leitura semelhantes a NVMe também.
SSD + HDD. Semelhante ao acima, os SSDs acelerarão leituras e gravações armazenando em cache ambos. Isso fornece características de gravação semelhantes a SSD e características de leitura semelhantes a SSD para dados lidos com frequência ou recentemente.

Há uma opção adicional, bastante exótica: usar unidades dos três tipos.
NVMe + SSD + HDD. Com unidades dos três tipos, as unidades NVMe armazenam em cache SSDs e HDDs. O apelo é que você pode criar volumes nos SSDs e volumes nos HDDs, lado a lado no mesmo cluster, todos acelerados por NVMe. Os primeiros são exatamente como em uma implantação "all-flash", e os segundos são exatamente como nas implantações "híbridas" descritas acima. Isso é conceitualmente como ter dois pools, com gerenciamento de capacidade amplamente independente, ciclos de falha e reparo, e assim por diante.

Importante

Recomendamos usar a camada SSD para colocar suas cargas de trabalho mais sensíveis ao desempenho em all-flash.

Opção 3 – Maximizar a capacidade

Para cargas de trabalho que exigem grande capacidade e escrevem com pouca frequência, como arquivamento, alvos de backup, armazéns de dados ou armazenamento "frio", você deve combinar alguns SSDs para armazenamento em cache com muitos HDDs maiores para capacidade.

SSD + HDD. As SSD armazenam leituras e gravações em cache, para absorver picos e proporcionar um desempenho de escrita semelhante ao SSD, com uma eliminação otimizada posterior para as HDD.

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 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.

O cache deve ser dimensionado para acomodar o conjunto de trabalho de seus aplicativos e cargas de trabalho, ou seja, todos os dados que eles estão lendo e gravando ativamente a qualquer momento. Não há nenhum requisito de tamanho de cache além disso. Para implementações com HDD, um ponto de partida justo é 10 por cento da capacidade – por exemplo, se cada servidor tiver 4 HDD de 4 TB = 16 TB de capacidade, então 2 x 800 GB SSD = 1,6 TB de cache por servidor. Para implantações totalmente flash, especialmente com SSDs de resistência muito alta, pode ser justo começar mais perto de 5% da capacidade – por exemplo, se cada servidor tiver 24 x SSD de 1,2 TB = 28,8 TB de capacidade, então 2 x 750 GB NVMe = 1,5 TB de cache por servidor. Você sempre pode adicionar ou remover unidades de cache mais tarde para ajustar.

Geral

Recomendamos limitar a capacidade total de armazenamento por servidor a aproximadamente 400 terabytes (TB). Quanto mais capacidade de armazenamento por servidor, maior o tempo necessário para ressincronizar dados após o tempo de inatividade ou reinicialização, como ao aplicar atualizações de software. O tamanho máximo atual por pool de armazenamento é de 4 petabytes (PB) (4.000 TB) (1 PB para Windows Server 2016).

Próximos passos

Para obter mais informações, consulte também:

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