Поделиться через

Выбор дисков для кластеров Azure Stack HCI и Windows Server

Область применения: Azure Stack HCI, версии 22H2 и 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

В этой статье приводятся рекомендации по выбору дисков в соответствии с требованиями к производительности и емкости.

Типы дисков

Storage Spaces Direct, базовая технология виртуализации хранилища для Azure Stack HCI и Windows Server, в настоящее время работает с четырьмя типами дисков:

Тип диска Описание
PMem PMem относится к постоянной памяти, новому типу низкой задержки, высокопроизводительного хранилища.
NVMe NVMe (Неизменяемая память Express) относится к твердотельным накопителям, которые сидят непосредственно на шине PCIe. Распространенные форм-факторы: 2.5" U.2, PCIe Add-In-Card (AIC) и M.2. NVMe предлагает более высокое количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS) и более высокую пропускную способность ввода-вывода с меньшей задержкой, чем любой другой тип диска, который мы поддерживаем сегодня, кроме PMem.
SSD SSD относится к твердотельным накопителям, которые подключаются через обычный SATA или SAS.
HDD HDD относится к поворотным, магнитным жестким дискам, которые обеспечивают огромную емкость хранилища.

Заметка

В этой статье описывается выбор конфигураций дисков с NVMe, SSD и HDD. Дополнительные сведения о PMem см. в разделе Изучите и развернитепостоянную память.

Заметка

Кэш уровня шины хранилища (SBL) не поддерживается в конфигурации с одним сервером. Все конфигурации типа одноуровневого хранилища (например, all-NVMe или all-SSD) являются единственным поддерживаемым типом хранилища для одного сервера.

Встроенный кэш

Функция "Storage Spaces Direct" поддерживает встроенный кэш на стороне сервера. Это большой, постоянный кэш чтения и записи в режиме реального времени. В развертываниях с несколькими типами дисков она настраивается автоматически для использования всех дисков типа "быстрый". Остальные диски используются для увеличения емкости.

Дополнительные сведения см. в Понимание кэша пула хранения.

Вариант 1. Максимизация производительности

Чтобы достичь прогнозируемой и равномерной подмиллисекундной задержки между случайными чтениями и записями в любых данных, или для достижения чрезвычайно высокой производительности IOPS (мы добились более 13 миллионов!) или пропускной способности ввода-вывода (мы обеспечили более 500 ГБ/с операций чтения), следует использовать полную флэш-память.

Это можно сделать несколькими способами.

на схеме показаны параметры развертывания, включая все NVMe для хранения, NVMe для кэша с SSD для хранения, и все SSD для хранения.

  1. Все NVMe. Использование всех NVMe обеспечивает несопоставленную производительность, включая самую предсказуемую низкую задержку. Если все ваши диски одинаковы, кэш отсутствует. Вы также можете комбинировать модели NVMe с более высокой и более низкой выносливостью, настроив более выносливые для кэширования записей для менее выносливых (необходима установка).

  2. NVMe + SSD. Используя NVMe совместно с SSD, NVMe автоматически кэшируют записи на SSD. Это позволяет записывать данные в кэш и удалять их только по мере необходимости, чтобы уменьшить нагрузку на диски SSD. Это обеспечивает характеристики записи, сходные с NVMe, в то время как операции чтения выполняются непосредственно с высокопроизводительных SSD.

  3. Все твердотельные накопители (SSD). Как и при использовании All-NVMe, кэш не существует, если все ваши диски одинаковы. Если вы смешиваете модели с более высокой выносливостью и более низкой выносливостью, можно настроить первый для кэширования записей для последнего (требуется настройка).

    Заметка

    Преимущество использования all-NVMe или all-SSD без кэша заключается в том, что вы получаете используемую емкость хранилища с каждого диска. На кэширование не тратится емкость, которая может оказаться привлекательной при меньшем масштабе.

Вариант 2. Балансировка производительности и емкости

Для сред с различными приложениями и рабочими нагрузками, некоторые из которых имеют жесткие требования к производительности и другие, требующие значительной емкости хранилища, следует использовать гибридный режим с кэшированием NVMe или SSD для более крупных жестких дисков.

на схеме показаны возможности развертывания, включая NVMe для кэша с HDD для емкости, SSD для кэша с HDD для емкости и NVMe для кэша с смешанным SSD и HDD для емкости.

  1. NVMe + HDD. Диски NVMe ускоряют чтение и запись благодаря кэшированию обоих процессов. Кэширование операций чтения позволяет жестким дискам сосредоточиться на записи. Кэширование операций записи принимает на себя резкие повышения нагрузки и позволяет объединять и перемещать записи на постоянное хранение только по мере необходимости, в искусственно сериализованном режиме, который обеспечивает максимальную производительность операций ввода-вывода в секунду (IOPS) и пропускную способность ввода-вывода для жестких дисков. Это обеспечивает характеристики записи, схожие с NVMe, а также характеристики чтения, схожие с NVMe, для часто или недавно считываемых данных.

  2. SSD + HDD. Как и в приведенном выше примере, диски SSD ускоряют чтение и запись путем кэширования обоих. Это обеспечивает характеристики записи, такие как SSD, и характеристики чтения SSD для часто или недавно считываемых данных.

    Существует еще один, довольно экзотический вариант: использовать диски всех трех типов.

  3. NVMe + SSD + HDD. При использовании всех трех типов дисков, NVMe-диски кэшируют данные как для SSD, так и для HDD. Привлекательность этого решения состоит в том, что вы можете создавать тома на дисках SSD и жестких дисках параллельно в одном кластере, при этом все они ускоряются с помощью NVMe. Первые точно так же, как и в развертывании "all-flash", а вторые — точно так же, как в описанных выше развертываниях "гибридных". Это концептуально похоже на наличие двух пулов, в значительной степени независимое управление емкостью, циклы сбоя и восстановления и т. д.

    Важный

    Мы рекомендуем использовать уровень SSD для размещения наиболее чувствительных к производительности рабочих нагрузок во всех флэш-памяти.

Вариант 3. Максимизация емкости

Для рабочих нагрузок, требующих большой емкости и редкой записи, таких как архивирование, цели резервного копирования, хранилища данных или "холодные" хранилища, следует объединить несколько дисков SSD для кэширования с многими жесткими дисками для увеличения емкости.

варианты развертывания для максимизации емкости.

  1. SSD + HDD. SSD кэшируют операции чтения и записи, чтобы сгладить всплески и обеспечить производительность записи на уровне SSD, с последующим оптимизированным перемещением данных на жесткие диски.

Важный

Конфигурация только с HDD не поддерживается. Кэширование данных с SSD с высокой выносливостью на SSD с низкой выносливостью не рекомендуется.

Рекомендации по размеру

Тайник

Каждый сервер должен иметь как минимум два кэш-диска (минимально необходимых для избыточности). Мы рекомендуем сделать количество емкостных дисков кратным количеству дисков кэша. Например, если у вас есть 4 диска кэша, вы будете иметь более согласованную производительность с 8 дисками емкости (соотношение 1:2), чем с 7 или 9.

Кэш должен быть размером, чтобы вместить рабочий набор приложений и рабочих нагрузок, то есть все данные, которые они активно считывают и записывают в любое время. За пределами этого не требуется размер кэша. Для развертываний с жесткими дисками справедливое начальное место составляет 10 процентов емкости, например если каждый сервер имеет 4 x 4 ТБ HDD = 16 ТБ емкости, то 2 x 800 ГБ SSD = 1,6 ТБ кэша на сервер. Для всех развертываний флэш-памяти, особенно с высокой стойкостью SSD, может быть справедливо начать ближе к 5 процентам емкости, например, если каждый сервер имеет 24 x 1,2 ТБ SSD = 28,8 ТБ емкости, то 2 x 750 ГБ NVMe = 1,5 ТБ кэша на сервер. Вы всегда можете добавлять или удалять диски кэша позже для настройки.

Общее

Рекомендуется ограничить общую емкость хранилища на сервер примерно 400 терабайт (ТБ). Чем больше емкости хранилища на сервере, тем больше времени, необходимого для повторной синхронизации данных после простоя или перезагрузки, например при применении обновлений программного обеспечения. Текущий максимальный размер пула носителей составляет 4 петабайта (ТС) (4000 ТБ) (1 PB для Windows Server 2016).

Дальнейшие действия

Дополнительные сведения см. также: