Выбор дисков для кластеров Azure Stack HCI и Windows Server

Статья
11/23/2024

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

Внимание

Azure Stack HCI теперь является частью Azure Local. Выполняется переименование документации по продукту. Однако старые версии Azure Stack HCI, например 22H2, будут продолжать ссылаться на Azure Stack HCI и не отражают изменение имени. Подробнее.

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

Типы дисков

Локальные дисковые пространства базовая технология виртуализации хранилища azure Stack HCI и Windows Server в настоящее время работает с четырьмя типами дисков:

Тип диска	Description
	PMem относится к постоянной памяти, новому типу низкой задержки, высокопроизводительного хранилища.
	NVMe (Non-Volatile Memory Express) — твердотельные накопители, подключаемые непосредственно к шине PCIe. Распространенные форм-факторы: 2,5" U.2, PCIe-in-Card (AIC) и M.2. NVMe предлагает более высокую пропускную способность ввода-вывода и пропускную способность ввода-вывода с меньшей задержкой, чем любой другой тип диска, который мы поддерживаем сегодня, кроме PMem.
	SSD — твердотельные накопители, которые подключаются через традиционную технологию SATA или SAS.
	HDD — жесткие диски с вращающимися магнитными пластинами, которые обеспечивают большой объем хранилища.

Примечание.

В этой статье описывается выбор конфигураций дисков с NVMe, SSD и HDD. Дополнительные сведения о PMem см. в статье "Общие сведения о постоянной памяти и развертывании".

Примечание.

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

Встроенный кэш

Локальные дисковые пространства содержат встроенный серверный кэш. Это большой и сохраняемый кэш для операций чтения и записи в режиме реального времени. В развертываниях с одним или несколькими типами дисков он автоматически использует все диски самого "быстрого" типа. Остальные диски используются для емкости.

Дополнительные сведения см. в описании кэша пула носителей.

Вариант 1. Максимизация производительности

Чтобы достичь прогнозируемой и единой задержки подмиллисекунда между случайными считываниями и записью в любые данные, или для достижения чрезвычайно высокого уровня операций ввода-вывода (мы сделали более 13 миллионов!) или пропускной способности ввода-вывода (мы сделали более 500 ГБ/с чтения), вы должны перейти к "all-flash".

Это можно сделать несколькими способами.

Только NVMe. Использование только NVMe обеспечивает непревзойденную производительность, в том числе наиболее предсказуемую низкую задержку. Если выбраны диски только одной модели, кэш отсутствует. Вы также можете сочетать разные модели NVMe с разной устойчивостью к износу, и настроить кэш операций записи на дисках с большей устойчивостью (требует настройки).
NVMe и SSD. Если выбраны диски NVMe вместе с SSD, NVMe автоматически назначаются для кэширования операций записи на SSD. Это позволяет накапливать операции записи в кэше и синхронизировать их по мере необходимости, чтобы снизить износ дисков SSD. Это позволяет сохранить характеристики записи на уровне NVMe, обслуживая операции чтения напрямую с SSD, которые не намного медленнее.
Только SSD. Как и для дисков NVMe, если выбраны диски только одной модели, кэш отсутствует. Можно сочетать разные модели с разной устойчивостью к износу, и настроить кэш операций записи на дисках с большей устойчивостью (требует настройки).

Примечание.

Использование только NVMe или SSD без выделенного кэша удобно тем, что хранилище использует полезную емкость каждого диска. Никакая часть емкости не "тратится" на кэш, что иногда очень выгодно в системах небольшого размера.

Вариант 2. Баланс производительности и емкости

Для сред с несколькими разными приложениями и рабочими нагрузками, часть из которых очень чувствительны к производительности, а другим нужен значительный объема хранилища, можно применить "гибридный" подход, сочетая диски кэширования NVMe или SSDs с жесткими дисками большего объема.

NVMe и HDD. Диски NVMe будут ускорять операции чтения и записи путем кэширования. Кэширование операций чтения позволяет сориентировать использование жестких дисков для операций записи. Кэширование операций записи поглощает пики нагрузки и позволяет выполнять операции объединенными блоками, синхронизируя по мере необходимости, принудительно создавая последовательные пакеты записи, максимально повышающие пропускную способность и скорость операций ввода-вывода в секунду. Это позволяет сохранить характеристики, как у дисков NVMe, для всех операций записи и операций чтения часто используемых или недавно прочитанных данных.
SSD и HDD. Как и в варианте выше, диски SSD будут ускорять операции чтения и записи путем кэширования. Это позволяет сохранить характеристики, как у дисков SSD, для всех операций записи и чтения часто используемых или недавно прочитанных данных.

Есть и еще один, нетривиальный вариант: использовать диски всех трех типов.
NVMe, SSD и HDD. Если в развертывании присутствуют диски всех трех типов, диски NVMe выполняют роль кэша для дисков SSD и дисков HDD. Призыв заключается в том, что вы можете создавать тома на дисках SSD и тома на жестких дисках, параллельно в одном кластере, все ускоряемые NVMe. В первом из этих сочетаний все работает точно так же, как в развертывании "только флэш-диски", а во втором — как в "гибридных" развертываниях, описанных выше. Такая архитектура почти аналогична двум пулам с раздельным управлением емкостью, циклами сбоев и восстановления и т. д.

Внимание

Мы рекомендуем размещать наиболее чувствительные к производительности рабочие нагрузки только на дисках SSD.

Вариант 3. Максимизация емкости

Для рабочих нагрузок, требующих большой емкости с нечастыми операциями записи, например для хранения архивов, резервного копирования, использования хранилища данных или автономного неструктурированного защищенного хранилища, можно объединить несколько твердотельных накопителей для кэширования с большим количеством больших жестких дисков для емкости.

SSD и HDD. Диски SSD кэшируют операции чтения и записи, чтобы сгладить пиковые нагрузки и предоставить высокие характеристики записи, как у твердотельных накопителей, оптимизируя отложенную синхронизацию с жесткими дисками.

Внимание

Конфигурация только с дисками HDD не поддерживается. Конфигурация SSD, в которой диски с меньшей устойчивостью к износу выполняют роль кэша для дисков с большей устойчивостью к износу, не рекомендуется к использованию.

Замечания о выборе размера

Cache

У каждого сервера должно быть по крайней мере два диска кэша (это минимум, необходимый для обеспечения избыточности). Рекомендуем делать число накопителей-хранилищ кратным числу кэш-накопителей. Например, если вы используете четыре диска кэша, производительность кластера с восемью дисками емкости (соотношение "1 к 2") будет более равномерной, чем с семью или девятью.

Размер кэша следует подбирать так, чтобы он соответствовал объему рабочих данных ваших приложений и рабочих нагрузок, то есть объему активно считываемых или записываемых данных в конкретный момент. Других требований к размеру кэша не существует. Для развертываний с жестких дисками можно взять за основу кэш размером 10 % от емкости пула. Например, если на каждом сервере есть четыре диска HDD по 4 ТБ = 16 ТБ емкости, то для кэша настройте два диска SSD по 800 ГБ = 1,6 ТБ. Для развертываний только на флэш-дисках, особенно если это диски SSD с очень высокой устойчивостью к износу, можно взять за основу кэш размером 5 % от емкости пула. Например, если на каждом сервере есть 24 диска HDD по 1,2 ТБ = 28,8 ТБ емкости, то для кэша настройте 2 диска SSD по 750 ГБ = 1,5 ТБ. Вы всегда сможете добавить или удалить диски кэша позже.

Общие

Мы рекомендуем использовать для каждого сервера не более 400 ТБ общей емкости пула. Чем больше емкость хранилища для одного сервера, тем больше времени нужно для синхронизации данных после любого простоя или перезагрузки, например после установки обновлений программного обеспечения. Текущий максимальный размер пула носителей составляет 4 петабайта (ТС) (4000 ТБ) (1 PB для Windows Server 2016).

Следующие шаги

Дополнительные сведения см. также в следующих разделах:

Поделиться через