تمكين ذاكرة التخزين المؤقت لقرص Azure VM وتكوينها باستخدام مدخل Azure
شاهدنا الإعدادات والخصائص التي يمكنك تحديدها للتنبؤ بأداء القرص. لنتعرف الآن على بعض الطرق لتحسين ذلك من خلال التخزين المؤقت.
التخزين المؤقت على الأقراص
تعد ذاكرة التخزين المؤقت مكوناً متخصصاً تتمثل وظيفته في تخزين البيانات في الذاكرة عادةً بحيث يمكن الوصول إليها بسرعة أكبر. غالبا ما تكون البيانات الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت عبارة عن بيانات تمت قراءتها مسبقا، أو البيانات الناتجة عن عملية حسابية سابقة. والهدف من ذلك هو الوصول إلى البيانات بسرعة أكبر من الحصول عليها من القرص.
ويستخدم التخزين المؤقت مخزناً مؤقتاً متخصصاً وأحياناً مكلفاً ويتمتع بأداء أسرع في القراءة والكتابة من التخزين الدائم. نظرا لأن تخزين ذاكرة التخزين المؤقت غالبا ما يكون محدودا، فأنت بحاجة إلى اتخاذ قرارات بشأن عمليات البيانات الأكثر استفادة من التخزين المؤقت. لكن حتى في حالة توفر ذاكرة التخزين المؤقت على نطاق واسع، كما هو الحال في Azure، ما يزال من المهم معرفة أنماط حمل العمل لكل قرص قبل تحديد نوع التخزين المؤقت الذي سيتم استخدامه.
يحاول التخزين المؤقت للقراءة تسريع استردادالبيانات. فبدلاً من القراءة من المخزن الدائم، تتم قراءة البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت أسرع. تصل عمليات قراءة البيانات إلى ذاكرة التخزين المؤقت بالشروط التالية:
- تمت قراءة البيانات مسبقا وتوجد في ذاكرة التخزين المؤقت.
- ذاكرة التخزين المؤقت كبيرة بما يكفي للاحتفاظ بجميع البيانات.
من المهم ملاحظة أن التخزين المؤقت للقراءة يساعد عندما يكون هناك بعض قابلية التنبؤ لقائمة انتظار القراءة، مثل مجموعة من القراءات المتسلسلة. بالنسبة للإدخار/الإخراج العشوائي، حيث تنتشر البيانات التي تصل إليها عبر التخزين، يكون التخزين المؤقت ضئيلا أو معدوم الفائدة، ويمكن أن يقلل حتى من أداء القرص.
يحاول التخزين المؤقت للكتابة تسريع كتابة البيانات في المخزن الثابت. عندما يستخدم أحد التطبيقات ذاكرة تخزين مؤقت للكتابة، يمكنه مراعاة البيانات المراد حفظها. في الواقع، يتم إدراج البيانات بقائمة الانتظار في ذاكرة التخزين المؤقت، في انتظار كتابتها في قرص. ولك أن تتخيل أن هذه الآلية يمكن أن تكون نقطة فشل محتملة، مثل إيقاف تشغيل نظام قبل كتابة البيانات المخزنة مؤقتاً. تعالج بعض الأنظمة، مثل SQL Server، كتابة البيانات المخزنة مؤقتاً في مخزن بالأقراص الثابتة بنفسها.
التخزين المؤقت على الأقراص في Azure
هناك نوعان من التخزين المؤقت على الأقراص التي تتعلق بمخزن القرص:
- التخزين المؤقت بمخزن في Azure
- التخزين المؤقت على الأقراص في جهاز Azure الظاهري (VM)
يوفر التخزين المؤقت بمخزن في Azure خدمات ذاكرة تخزين مؤقت لكل من مخزن Azure Blob وAzure Files ومحتويات أخرى في Azure. لا تتناول هذه الوحدة تكوين هذه الأنواع من ذاكرة التخزين المؤقت.
يتعلق التخزين المؤقت على الأقراص في جهاز Azure الظاهري بتحسين الوصول للقراءة والكتابة إلى ملفات القرص الثابت الظاهري (VHD) المرفقة بأجهزة Azure الظاهرية. في هذه الوحدة النمطية، نركز على التخزين المؤقت للقرص.
التخزين المؤقت للقرص غير مدعوم ل Ultra Disks أو Premium SSD v2، ولكنهما يستفيدان بالفعل من زمن انتقال أقل، والذي يعالج بعض المشكلات الأساسية نفسها مثل التخزين المؤقت للقرص.
أنواع الأقراص في جهاز Azure الظاهري
هناك ثلاثة أنواع من الأقراص المستخدمة مع أجهزة Azure VM الظاهرية:
OS disk: عند إنشاء Azure VM، تُرفِق خدمة Azure قرصاً ثابتاً ظاهرياً لنظام التشغيل (OS) تلقائياً.
Temporary disk: عند إنشاء Azure VM، تضيف خدمة Azure قرصاً مؤقتاً تلقائياً. يتم استخدام هذا القرص للبيانات، مثل ملفات الصفحة وملفات الذاكرة الظاهرية. قد تفقد البيانات الموجودة على هذا القرص أثناء الصيانة أو إعادة توزيع الجهاز الظاهري. لا تستخدمه لتخزين البيانات الدائمة، مثل ملفات قاعدة البيانات أو سجلات العمليات.
أقراص البيانات: قرص البيانات هو قرص VHD مرفق بجهاز ظاهري لتخزين بيانات التطبيق أو البيانات الأخرى التي تحتاج إلى الاحتفاظ بها.
تستفيد أقراص نظام التشغيل وأقراص البيانات من التخزين المؤقت على الأقراص في Azure VM. يعتمد حجم ذاكرة التخزين المؤقت لقرص الجهاز الظاهري على حجم مثيل الجهاز الظاهري وعدد الأقراص المثبتة بالجهاز. يمكنك تمكين التخزين المؤقت للأقراص بحجم 4 تيبيبايت فقط.
خيارات ذاكرة التخزين المؤقت لأجهزة Azure VM الظاهرية
هناك ثلاثة خيارات شائعة للتخزين المؤقت على أقراص الأجهزة الظاهرية:
- القراءة/الكتابة: ذاكرة التخزين المؤقت لإعادة الكتابة. استخدم هذا الخيار فقط إذا كان تطبيقك يعالج بشكل صحيح كتابة البيانات المخزنة مؤقتاً في الأقراص الثابتة عند الحاجة.
- القراءة فقط: يتم إجراء عمليات القراءة من ذاكرة التخزين المؤقت.
- بلا: لا توجد ذاكرة تخزين مؤقت. حدد هذا الخيار لأقراص الكتابة فقط والأقراص كثيفة الكتابة. وتكون ملفات السجل مفيدة في ذلك لأنها عمليات كثيفة الكتابة.
لا يتوفر كل خيار تخزين مؤقت لكل نوع من أنواع الأقراص. يعرض الجدول التالي خيارات التخزين المؤقت لكل نوع من أنواع الأقراص:
| Read-only | Read/write | بلا | |
|---|---|---|---|
| قرص نظام التشغيل | yes | نعم (افتراضي) | yes |
| قرص البيانات | نعم (افتراضي) | yes | yes |
| قرص مؤقت | no | no | no |
إشعار
لا يمكنك تغيير خيارات التخزين المؤقت للأقراص للأجهزة الظاهرية l-series وb-series.
اعتبارات الأداء للتخزين المؤقت على أقراص Azure VM
لذلك، كيف يمكن أن تؤثر إعدادات ذاكرة التخزين المؤقت على أداء أحمال العمل التي تعمل على أجهزة Azure VM الظاهرية؟
قرص نظام التشغيل
السلوك الافتراضي لقرص نظام تشغيل الجهاز الظاهري هو استخدام ذاكرة التخزين المؤقت في وضع القراءة/الكتابة. لذلك، إذا كان لديك تطبيقات تخزن ملفات البيانات على قرص نظام التشغيل وتنفذ الكثير من عمليات القراءة/الكتابة العشوائية إلى ملفات البيانات. ضع في اعتبارك نقل هذه الملفات إلى قرص بيانات تم إيقاف تشغيل التخزين المؤقت فيه. ما سبب ذلك؟ حسنا، إذا كانت قائمة انتظار القراءة لا تحتوي على قراءات متتالية، فإن التخزين المؤقت ليس له فائدة تذكر أو لا فائدة. يمكن أن يؤدي حمل صيانة ذاكرة التخزين المؤقت الزائد عن الحد إلى تقليل أداء القرص، كما لو كانت البيانات متتالية.
أقراص البيانات
بالنسبة للتطبيقات الحساسة للأداء، يجب استخدام أقراص البيانات بدلاً من قرص نظام التشغيل. يسمح لك استخدام أقراص منفصلة بتكوين إعدادات ذاكرة التخزين المؤقت المناسبة لكل قرص.
على سبيل المثال، في أجهزة Azure VM الظاهرية التي تعمل على SQL Server، قد ينتج عن تمكين التخزين المؤقت Read-only على أقراص البيانات (للبيانات العادية وبيانات TempDB) تحسينات مهمة في الأداء. من ناحية أخرى، تكون ملفات السجل مفيدة لأقراص البيانات التي لا يتم التخزين المؤقت عليها.
تحذير
يؤدي تغيير إعداد ذاكرة التخزين المؤقت لقرص Azure إلى فصل القرص الهدف ثم إعادة إرفاقه. إذا كان القرص هو قرص نظام التشغيل، سيتم إعادة تشغيل الجهاز الظاهري. قم بإيقاف جميع التطبيقات/الخدمات التي قد تتأثر بهذا التعطل قبل تغيير إعداد ذاكرة التخزين المؤقت للقرص.
يمكنك تكوين إعدادات ذاكرة التخزين المؤقت لأقراص الأجهزة الظاهرية مع أي من الأدوات التالية:
- مدخل Azure
- Azure CLI
- Azure PowerShell
- قوالب Azure Resource Manager
استخدام مدخل Microsoft Azure لتكوين التخزين المؤقت
عند توفير جهاز ظاهري جديد باستخدام مدخل Azure، لا يمكنك تغيير تكوين التخزين المؤقت الافتراضي لقرص نظام التشغيل من القراءة/الكتابة حتى يتم توزيع الجهاز الظاهري.
عند إضافة قرص بيانات إلى جهاز ظاهري موجود، يمكنك تكوين خيار ذاكرة التخزين المؤقت قبل توزيع القرص إلى الجهاز الظاهري.
بعد ذلك، لننشئ جهازاً ظاهرياً ونغير إعدادات ذاكرة التخزين المؤقت من خلال مدخل Azure.