Plánování svazků v clusterech Azure Stack HCI a Windows Server

Platí pro: Azure Stack HCI, verze 21H2 a 20H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Tento článek obsahuje pokyny k plánování svazků clusteru tak, aby splňovaly požadavky na výkon a kapacitu vašich úloh, včetně výběru jejich systému souborů, typu odolnosti a velikosti.

Kontrola: Co jsou svazky

Svazky jsou místo, kam dáte soubory, které vaše úlohy potřebují, například soubory VHD nebo VHDX pro virtuální počítače Hyper-V. Svazky kombinují jednotky ve fondu úložiště a přináší tak odolnost proti chybám, škálovatelnost a výkonové výhody technologie softwarovědefinovaného úložiště Prostory úložiště Direct za Azure Stack HCI.

Poznámka

Termín "svazek" používáme k odkazování společně na svazek a virtuální disk pod tímto svazkem, včetně funkcí poskytovaných jinými integrovanými funkcemi Windows, jako jsou sdílené svazky clusteru (CSV) a ReFS. Pochopení těchto rozdílů na úrovni implementace není nezbytné k úspěšnému plánování a Prostory úložiště Direct.

Diagram shows three folders labeled as volumes each associated with a virtual disk labeled as volumes, all associated with a common storage pool of disks.

Všechny svazky jsou přístupné pro všechny servery v clusteru současně. Po vytvoření se na všech serverech zobrazí ve složce C:\ClusterStorage\.

Screen capture shows a file explorer window titled ClusterStorage that contains volumes named Volume1, Volume2, and Volume3.

Volba, kolik svazků se má vytvořit

Počet svazků doporučujeme nastavit jako násobek počtu serverů ve vašem clusteru. Pokud máte například 4 servery, budete mít konzistentnější výkon se 4 celkovými svazky než se 3 nebo 5. Díky tomu může cluster distribuovat svazek "vlastnictví" (jeden server zpracovává orchestraci metadat pro každý svazek) rovnoměrně mezi servery.

Doporučujeme omezit celkový počet svazků na 64 svazků na cluster.

Volba systému souborů

Pro Prostory úložiště Direct doporučujeme použít nový odolný systém souborů (ReFS). ReFS je přední systém souborů pro virtualizaci, který nabízí řadu výhod, včetně výrazného zrychlení výkonu a integrované ochrany před poškozením dat. Podporuje téměř všechny klíčové funkce NTFS, včetně odstranění duplicitních dat v Windows Serveru verze 1709 a novější. Podrobnosti najdete v tabulce porovnání funkcí ReFS.

Pokud vaše úloha vyžaduje funkci, kterou ReFS ještě nepodporuje, můžete místo toho použít NTFS.

Tip

Svazky s různými systémy souborů mohou existovat současně ve stejném clusteru.

Výběr typu odolnosti

Svazky ve službě Prostory úložiště Direct poskytují odolnost proti problémům s hardwarem, jako jsou selhání disku nebo serveru, a umožňují nepřetržitou dostupnost během celé údržby serveru, jako jsou aktualizace softwaru.

Poznámka

Typy odolnosti, které můžete zvolit, nezávisí na tom, jaké typy jednotek máte.

Se dvěma servery

Se dvěma servery v clusteru můžete použít dvouse zrcadlení nebo můžete použít vnořenou odolnost.

Dvousměnné zrcadlení uchovává dvě kopie všech dat, jednu kopii na jednotkách na každém serveru. Jeho efektivita úložiště je 50 procent. Pokud chcete zapsat 1 TB dat, potřebujete ve fondu úložiště alespoň 2 TB fyzické kapacity úložiště. Dvousměnné zrcadlení dokáže bezpečně tolerovat jedno selhání hardwaru najednou (jeden server nebo jednotku).

Diagram shows volumes labeled data and copy connected by circular arrows and both volumes are associated with a bank of disks in servers.

Vnořená odolnost zajišťuje odolnost dat mezi servery s dvouse zrcadlením a pak přidává odolnost v rámci serveru s dvousměnným zrcadlením nebo paritou akcelerované zrcadlením. Vnoření zajišťuje odolnost dat i v případě, že se jeden server restartuje nebo je nedostupný. Jeho efektivita úložiště je 25 procent s vnořeným dvouse zrcadlením a přibližně 35–40 % pro vnořenou paritu zrychlenou zrcadlením. Vnořená odolnost může bezpečně tolerovat dvě selhání hardwaru najednou (dvě jednotky nebo server a jednotku na zbývajícím serveru). Vzhledem k této přidané odolnosti dat doporučujeme používat vnořenou odolnost v produkčních nasazeních clusterů se dvěma servery. Další informace najdete v tématu Vnořená odolnost proti chybám.

Diagram shows nested mirror accelerated parity with two-way mirror between servers associated with a two-way mirror within each server corresponding to a parity layer within each server.

Se třemi servery

Se třemi servery byste měli používat trojrozměrné zrcadlení, které zlepší odolnost proti chybám a výkon. Trojrozměrné zrcadlení uchovává tři kopie všech dat, jednu kopii na jednotkách na každém serveru. Efektivita úložiště je 33,3 % – k zápisu 1 TB dat potřebujete ve fondu úložiště alespoň 3 TB fyzické kapacity úložiště. Trojrozměrné zrcadlení dokáže bezpečně tolerovat aspoň dva problémy s hardwarem (jednotkanebo server) najednou . Pokud se stanou nedostupnými 2 uzly, fond úložiště ztratí kvorum, protože 2/3 disků nejsou k dispozici a virtuální disky budou nedostupné. Uzel ale může být neschován a jeden nebo více disků na jiném uzlu může selhat a virtuální disky zůstanou online. Pokud například restartujete jeden server, když najednou selže jiná jednotka nebo server, všechna data zůstanou v bezpečí a nepřetržitě přístupná.

Diagram shows a volume labeled data and two labeled copy connected by circular arrows with each volume associated with a server containing physical disks.

Se čtyřmi nebo více servery

U čtyř nebo více serverů si můžete pro každý svazek vybrat, jestli se má použít trojrozměrné zrcadlení, duální parita (často nazývaná "kódování mazání"), nebo je kombinovat s paritou zrychlenou zrcadlením.

Duální parita poskytuje stejnou odolnost proti chybám jako trojrozměrné zrcadlení, ale s lepší efektivitou úložiště. U čtyř serverů je efektivita úložiště 50,0 %. K uložení 2 TB dat potřebujete ve fondu úložiště 4 TB fyzické kapacity úložiště. Tím se zvýší efektivita úložiště na 66,7 % u sedmi serverů a až 80,0% efektivita úložiště. Kompromis je v tom, že kódování parity je náročnější na výpočetní prostředky, což může omezit jeho výkon.

Diagram shows two volumes labeled data and two labeled parity connected by circular arrows with each volume associated with a server containing physical disks.

Typ odolnosti, který se má použít, závisí na potřebách vaší úlohy. Tady je tabulka, která shrnuje, které úlohy jsou vhodné pro jednotlivé typy odolnosti, a také efektivitu výkonu a úložiště jednotlivých typů odolnosti.

Typ odolnosti Efektivita kapacity Rychlost Úlohy
Zrcadlo Storage efficiency showing 33%
Trojrozměrné zrcadlení: 33 %
Dvousměnné zrcadlení: 50 %
Performance showing 100%
Nejvyšší výkon
Virtualizované úlohy
Databáze
Další vysoce výkonné úlohy
Parita se zrcadlením a akcelerované Storage efficiency showing around 50%
Závisí na poměru zrcadlení a parity.
Performance showing around 20%
Mnohem pomalejší než zrcadlení, ale až dvakrát rychlejší než duální parita
Nejlepší pro velké sekvenční zápisy a čtení
Archivace a zálohování
Infrastruktura virtualizovaných desktopů
Duální parita Storage efficiency showing around 80%
4 servery: 50 %
16 serverů: až 80 %
Performance showing around 10%
Nejvyšší latence V/V procesoru & při zápisu
Nejlepší pro velké sekvenční zápisy a čtení
Archivace a zálohování
Infrastruktura virtualizovaných desktopů

Když je výkon nejdůležitější

Úlohy, které mají přísné požadavky na latenci nebo které potřebují velké množství smíšených náhodných IOPS, jako jsou databáze SQL Server nebo virtuální počítače Hyper-V citlivé na výkon, by se měly spouštět na svazcích, které používají zrcadlení, aby se maximalizoval výkon.

Tip

Zrcadlení je rychlejší než jakýkoli jiný typ odolnosti. Zrcadlení používáme pro téměř všechny naše příklady výkonu.

Když na kapacitě záleží nejvíce

Úlohy, které píšou zřídka, jako jsou datové sklady nebo "studené" úložiště, by se měly spouštět na svazcích, které používají duální paritu, aby se maximalizovala efektivita úložiště. Některé další úlohy, jako jsou tradiční souborové servery, infrastruktura virtuálních desktopů (VDI) nebo jiné, které nevytvářejí velké množství rychle se posunutých náhodných V/V přenosů nebo nevyžadují nejlepší výkon, mohou podle vašeho uvážení také používat duální paritu. Parita nevyhnutelně zvyšuje využití procesoru a latenci V/V, zejména u zápisů, v porovnání se zrcadlením.

Při hromadném zápisu dat

Úlohy, které zapisují velké sekvenční průchody, jako jsou cíle archivace nebo zálohování, mají další možnost: jeden svazek může kombinovat zrcadlení a duální paritu. Zápisy se nejprve přemístí do zrcadlené části a později se postupně přesunou do paritní části. Tím se zrychlí příjem dat a sníží se využití prostředků při doručení velkých zápisů tím, že umožníte, aby kódování parity náročné na výpočetní výkon prošly delší dobu. Při nastavení velikosti částí vezměte v úvahu, že množství zápisů, ke které dochází najednou (například jedna denní záloha), by se mělo v zrcadlené části přizpůsobit. Pokud například ingestovat 100 GB jednou denně, zvažte použití zrcadlení pro 150 AŽ 200 GB a duální paritu pro zbytek.

Výsledná efektivita úložiště závisí na poměrech, které zvolíte. Příklady najdete v této ukázce.

Tip

Pokud během příjmu dat pozorujete náhlé snížení výkonu zápisu, může to značit, že zrcadlová část není dostatečně velká nebo že parita se zrcadlením zrychleného zpracování není pro váš případ použití příliš dobrá. Pokud například výkon zápisu klesá z 400 MB/s na 40 MB/s, zvažte rozšíření zrcadlové části nebo přepnutí na Třícestný zrcadlový svazek.

O nasazeních pomocí NVMe, SSD a HDD

V nasazení se dvěma typy jednotek poskytují rychlejší jednotky ukládání do mezipaměti, zatímco pomalejší jednotky poskytují kapacitu. k tomu dochází automaticky – další informace najdete v tématu principy mezipaměti v Prostory úložiště Direct. V takových nasazeních se všechny svazky nakonec nacházejí na stejném typu jednotek – kapacitní jednotky.

V nasazeních se všemi třemi typy jednotek poskytuje mezipaměť pouze nejrychlejší jednotky (NVMe) a zajišťují tak kapacitu dvěma typy jednotek (SSD a HDD). U každého svazku můžete zvolit, zda se nachází výhradně na úrovni SSD, výhradně na úrovni HDD, nebo na to, jestli se tyto dva rozsahy nacházejí.

Důležité

K umístění většiny úloh citlivých na výkon na všech bliknutích doporučujeme použít vrstvu SSD.

Výběr velikosti svazků

v Windows serveru 2019 doporučujeme omezit velikost každého svazku na 64 TB.

Tip

Pokud používáte řešení zálohování, které spoléhá na službu Stínová kopie svazku (VSS) a poskytovatele softwaru Volsnap, jak je běžné pro úlohy souborového serveru – omezení velikosti svazku na 10 TB zvýší výkon a spolehlivost. řešení pro zálohování, která používají novější rozšíření Hyper-V RCT api a/nebo nativní SQL rozhraní api pro zálohování, fungují až do 32 TB a i později.

Nároky

Velikost svazku odkazuje na jeho použitelnou kapacitu, na množství dat, která může ukládat. K tomu slouží parametr -Size rutiny New-Volume a pak se při spuštění rutiny Get-Volume zobrazí ve vlastnosti Size .

Velikost se liší od kapacity svazku , cožje celková kapacita fyzického úložiště, kterou zabírá fond úložiště. Nároky závisí na typu odolnosti. Například svazky, které používají trojrozměrné zrcadlení, mají třikrát větší nároky na velikost.

Nároky na vaše svazky se musí vejít do fondu úložiště.

Diagram shows a 2 TB volume compared to a 6 TB footprint in the storage pool with a multiplier of three specified.

Rezervní kapacita

Když se v nepřidělené kapacitě fondu úložiště zachová nějaká kapacita, připraví se na ně místo na disku, aby se zvýšila bezpečnost a výkon dat. Pokud je k dispozici dostatečná kapacita, okamžitá a místní oprava může obnovit svazky do plné odolnosti, dokonce i před tím, než se neúspěšné jednotky nahradí. K tomu dojde automaticky.

Doporučujeme, abyste zavedli ekvivalent jedné jednotky kapacity na server, až 4 jednotky. Můžete si vyhradit Další informace podle vašeho uvážení, ale toto minimální doporučení zaručuje okamžitou a místní opravu, může po selhání jakékoli jednotky být úspěšné.

Diagram shows a volume associated with several disks in a storage pool and unassociated disks marked as reserve.

Například pokud máte 2 servery a používáte 1 TB kapacitních jednotek, nastavte vyhrazené množství 2 × 1 = 2 TB fondu jako rezerva. Pokud máte 3 servery a 1 TB kapacitních jednotek, nastavte rezervovat 3 x 1 = 3 TB. Pokud máte minimálně 4 servery a kapacitu na 1 TB, nastavte rezervu na 4 x 1 = 4 TB.

Poznámka

V clusterech s jednotkami všech tří typů (NVMe + SSD + HDD) doporučujeme rezervovat ekvivalent jedné jednotky SSD Plus jeden pevný disk na server, a to až na 4 jednotky každého.

Příklad: plánování kapacity

Zvažte 1 4-serverový cluster. Každý server má pro kapacitu několik jednotek mezipaměti a 16 2 TB jednotek.

4 servers x 16 drives each x 2 TB each = 128 TB

Od tohoto 128 TB ve fondu úložiště jsme nastavili nevyužité čtyři jednotky nebo 8 TB, aby k nim na pracovišti docházelo bez nespěcháte, aby se jednotky po selhání nahradily. Tím se ve fondu vytvoří 120 TB fyzické kapacity úložiště, se kterou můžeme vytvářet svazky.

128 TB – (4 x 2 TB) = 120 TB

Předpokládejme, že naše nasazení potřebuje hostovat některé vysoce aktivní virtuální počítače Hyper-V, ale máme spoustu studeného úložiště – staré soubory a zálohy musíme zachovat. Vzhledem k tomu, že máme čtyři servery, vytvoříme čtyři svazky.

Pojďme virtuální počítače umístit na první dva svazky, Volume1 a Volume2. Pro zajištění odolnosti proti chybám vybíráme jako systém souborů ReFS (pro rychlejší vytváření a kontrolní body) a trojrozměrné zrcadlení. Podíváme se do chladírny na dalších dvou svazcích, na svazcích 3 a na svazcích 4. Jako systém souborů zvolíme NTFS (pro odstranění duplicitních dat) a duální parita odolnosti proti chybám, aby bylo možné maximalizovat kapacitu.

Nepotřebujeme, aby měly všechny svazky stejnou velikost, ale pro jednoduchost, ale můžeme je udělat na všech 12 TB.

Volume1 a Volume2 budou mít 12 tb × 33,3% 36 efektivitu kapacity fyzického úložiště.

Volume3 a Volume4 budou mít 12 TB × 50,0% efektivitu = 24 TB kapacity fyzického úložiště.

36 TB + 36 TB + 24 TB + 24 TB = 120 TB

Čtyři svazky přesně vyhovují kapacitě fyzického úložiště, která je k dispozici ve vašem fondu. Skvělé!

Diagram shows two 12 TB three-way mirror volumes each associated with 36 TB of storage and two 12 TB dual parity volumes each associated with 24 TB, all taking up 120 TB in a storage pool.

Tip

Nemusíte vytvářet všechny svazky hned. Svazky můžete kdykoli roztáhnout nebo vytvořit nové svazky později.

V zájmu jednoduchosti tento příklad používá desítkové jednotky (Base-10) v průběhu, což znamená 1 TB = 1 000 000 000 000 bajtů. množství úložiště v Windows se ale zobrazí v binárních jednotkách (2). Například každá jednotka 2 TB by se zobrazila jako 1,82 TiB v Windows. Podobně se fond úložiště 128 TB zobrazí jako 116,41 TiB. To se očekává.

Využití

Viz vytváření svazků v Azure Stack HCI.

Další kroky

Další informace najdete v tématu také: