A tárolókészlet gyorsítótárának ismertetése

A következőkre vonatkozik: Azure Stack HCI, 21H2 és 20H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019

Tárolóhelyek Direct, az Azure Stack HCI alapalapi tároló-virtualizálási technológiája beépített kiszolgálóoldali gyorsítótárat biztosít a tárolási teljesítmény maximalizálása és a költségek csökkentése érdekében. Ez egy nagy méretű, állandó, valós idejű olvasási és írási gyorsítótár, amely az üzembe helyezéskor automatikusan van konfigurálva. A legtöbb esetben nincs szükség manuális felügyeletre. A gyorsítótár működése a jelen lévő meghajtók típusától függ.

Meghajtótípusok és telepítési lehetőségek

Tárolóhelyek Direct jelenleg négy típusú meghajtóval működik:

Meghajtó típusa Leírás
PMem A PMem az állandó memóriára, egy új típusú alacsony késésű, nagy teljesítményű tárolóra vonatkozik.
NVMe Az NVMe (nem felejtő memória Express) olyan SSD-meghajtókra utal, amelyek közvetlenül a PCIe-buszon találhatóak. A leggyakoribb űrlaptényezők a 2,5" U.2, a PCIe add-in-Card (AIC) és az M.2. Az NVMe magasabb IOPS- és I/O-teljesítményt biztosít, alacsonyabb késéssel, mint bármely más, jelenleg támogatott meghajtótípus, kivéve a PMem-et.
SSD Az SSD az SSD-meghajtókra vonatkozik, amelyek hagyományos SATA-n vagy SAS-en keresztül csatlakoznak.
HDD A HDD a forgó, mágneses merevlemez-meghajtókra vonatkozik, amelyek hatalmas tárkapacitást kínálnak alacsony költségek mellett.

Ezek különböző módokon kombinálhatók, amelyeket két kategóriába csoportosítunk: "all-flash" és "hibrid". Az összes HDD-val üzemelő példányok nem támogatottak.

Megjegyzés

Ez a cikk az NVMe, SSD és HDD gyorsítótár-konfigurációit tartalmazza. További információ az állandó memória gyorsítótárként való használatával kapcsolatban: Állandó memória használata és telepítése.

A minden flash környezetben való üzembe helyezés lehetőségei

A minden flash környezet célja a tárolási teljesítmény maximalizálása, és a HDD nélkül.

Diagram shows all-flash deployments, including NVMe for capacity, NVMe for cache with SSD for capacity, and SSD for capacity.

Hibrid üzembe helyezési lehetőségek

A hibrid üzemelő példányok célja a teljesítmény és a kapacitás kiegyensúlyozása vagy a kapacitás maximalizálása, és a HDD használata.

Diagram shows hybrid deployments, including NVMe for cache with HDD for capacity, SSD for cache with HDD for capacity, and NVMe for cache with HDD plus SSD for capacity.

A gyorsítótár-meghajtók automatikusan ki vannak választva

A több típusú meghajtóval rendelkező üzemelő példányok esetében a Tárolóhelyek Direct automatikusan a leggyorsabb típusú összes meghajtót használja a gyorsítótárazáshoz. A fennmaradó meghajtók szolgálnak a tárolókapacitás biztosítására.

A "leggyorsabb" típust az alábbi hierarchia határozza meg.

Diagram shows disk types arranged faster to slower in the order NVMe, SSD, unlabeled disk representing HDD.

Ha például NVMe és SSD-k vannak, az NVMe az SSD-k gyorsítótárazása lesz.

Ha vannak SSD-k és HDD-k, az HDD-k gyorsítótárazva lesznek a HDD-k számára.

Megjegyzés

A gyorsítótár-meghajtók nem járulnak hozzá a fürt használható tárolókapacitásával. A gyorsítótárban tárolt összes adat máshová is el lesz tárolva, vagy a szakaszának törlése után lesznek tárolva. Ez azt jelenti, hogy a fürt teljes nyers tárolási kapacitása csak a kapacitásmeghajtók összege.

Ha minden meghajtó azonos típusú, a rendszer nem konfigurálja automatikusan a gyorsítótárat. Manuálisan is konfigurálhatja a magasabb szintű meghajtókat az azonos típusú, alsóbb szintű meghajtók gyorsítótárazása érdekében – ennek mikéntjért lásd a Manuális konfigurálás szakaszt.

Tipp

Bizonyos esetekben a tárolókészlet gyorsítótárának használata nem logikus. Például az összes NVMe vagy minden SSD környezetben, különösen nagyon kis léptékben, a gyorsítótárra "elköltött" meghajtók nélkül javíthatja a tároló hatékonyságát, és maximalizálhatja a teljesítményt. Hasonlóképpen, a kis méretű távoli vagy fiókirodai üzemelő példányok számára korlátozott hely áll rendelkezésre a gyorsítótármeghajtók számára.

A gyorsítótár viselkedése automatikusan be van állítva

A gyorsítótár viselkedését a gyorsítótárazott meghajtók típusa(i) alapján határozza meg automatikusan a rendszer. Flash meghajtók gyorsítótárazásakor (például AZ NVMe-gyorsítótárazás az SSD-k esetében) csak az írások vannak gyorsítótárazva. Lemezmeghajtók (például HDD-khez való SSD-gyorsítótárazás) gyorsítótárazása esetén az olvasások és az írások is gyorsítótárazva vannak.

Diagram comparing caching for all-flash, where writes are cached and reads are not, with hybrid, where both reads and writes are cached.

Csak írási gyorsítótárazás minden flash környezetben

Caching használhatók minden flash forgatókönyvben, például az NVMe gyorsítótárként való használata az SSD-k teljesítményének felgyorsítására. Az összes flash telepítés gyorsítótárazása esetén csak az írások vannak gyorsítótárazva. Ez csökkenti a kapacitásmeghajtók elhasználódását, mivel számos írási és újraírási folyamat egyesítve lehet a gyorsítótárban, majd csak szükség esetén lehet a fázisokat visszaveszni, csökkentve a kapacitásmeghajtókra irányuló kumulatív forgalmat, és meghosszabbítva azok élettartamát. Ezért javasoljuk, hogy a gyorsítótárhoz nagyobb szintű, írásra optimalizált meghajtókat válasszon. A kapacitásmeghajtók írási kapacitása ésszerűen alacsonyabb lehet.

Mivel az olvasások nem befolyásolják jelentősen a flash folyamat élettartamát, és mivel az SSD-k univerzálisan alacsony olvasási késést kínálnak, az olvasások nincsenek gyorsítótárazva: közvetlenül a kapacitásmeghajtókról szolgálják ki őket (kivéve, ha az adatok olyan nemrég lett megírva, hogy még nem lett meg az adatszakasz-szakasz bontása). Ez lehetővé teszi, hogy a gyorsítótár teljes mértékben az írásra legyen kivatva, így maximalizálva annak hatékonyságát.

Ennek eredménye az írási jellemzők, például az írási késés, amelyet a gyorsítótármeghajtók szabnak meg, míg az olvasási jellemzőket a kapacitásmeghajtók határozzák meg. Mindkettő konzisztens, kiszámítható és egységes.

Olvasási/írási gyorsítótárazás hibrid üzemelő példányok esetén

A HDD-k gyorsítótárazásakor az olvasások és az írások is gyorsítótárazva vannak, hogy flash-hez hasonló késést (gyakran ~10x jobb) biztosítanak mindkettő számára. Az olvasási gyorsítótár a közelmúltban és gyakran olvas adatokat a gyors hozzáférés és a HDD-k véletlenszerű forgalmának minimalizálása érdekében. (A keresés és a rotáció késése miatt a HDD-khez való véletlenszerű hozzáférés késése és az időük is jelentős.) Az írások úgy vannak gyorsítótárazva, hogy befogadják az adatlökéseket, és ahogy korábban, az írások és az újraírások egyesülése, valamint a kapacitásmeghajtókra való kumulatív forgalom minimalizálása érdekében.

A Tárolóhelyek Direct egy olyan algoritmust implementál, amely az előkészítésük bontása előtt dedukálja az írásokat, hogy egy I/O-mintát emuláljon a lemezre, amely akkor is szekvenciálisnak tűnik, ha a számítási feladatból (például a virtuális gépekből) érkező tényleges I/O véletlenszerű. Ez maximalizálja az IOPS-t és az átviteli sebességet a HDD-k számára.

Caching NVMe, SSD és HDD környezetben

Ha mindhárom típusú meghajtó jelen van, az NVMe-meghajtók az SSD-khez és a HDD-khez is gyorsítótárazást biztosítanak. A viselkedés a fent leírtak szerint van leírva: csak az írások vannak gyorsítótárazva az SSD-k számára, az olvasások és az írások pedig a HDD-k számára. A HDD-k gyorsítótárazása a gyorsítótárazási terheket egyenlően osztja el a gyorsítótár-meghajtók között.

Összefoglalás

Ez a táblázat összefoglalja, hogy mely meghajtókat használják a gyorsítótárazáshoz, melyek a kapacitáshoz használatosak, és hogy milyen gyorsítótárazási viselkedést jelent az egyes üzembehelyezések esetén.

Üzembe helyezés Gyorsítótár-meghajtók Kapacitásmeghajtók Gyorsítótár viselkedése (alapértelmezett)
Minden NVMe Nincs (nem kötelező: manuális konfigurálás) NVMe Csak írási (ha konfigurálva van)
Minden SSD Nincs (nem kötelező: manuális konfigurálás) SSD Csak írási (ha konfigurálva van)
NVMe + SSD NVMe SSD Csak írási
NVMe + HDD NVMe HDD Olvasás és írás
SSD + HDD SSD HDD Olvasás és írás
NVMe + SSD + HDD NVMe SSD + HDD Olvasás + Írás HDD-hez, csak írási SSD-hez

Kiszolgálóoldali architektúra

A gyorsítótár a meghajtó szintjén van megvalósítva: az egyes gyorsítótármeghajtók egy kiszolgálón belül egy vagy több kapacitásmeghajtóhoz vannak kötve.

Mivel a gyorsítótár a szoftveres Windows többi része alatt található, nem rendelkezik és nem is kell olyan fogalmakat ismertetni, mint a Tárolóhelyek hibatűrés. Gondoljon rá úgy, mint "hibrid" (részben flash, részlemez) meghajtók létrehozására, amelyek aztán az operációs rendszer számára jelennek meg. Mint a tényleges hibrid meghajtó esetében, a fizikai adathordozó gyorsabb és lassabb részei között a meleg és a hideg adatok valós idejű mozgása kívülről szinte láthatatlan.

Mivel a Tárolóhelyek Direct rugalmassága legalább kiszolgálószintű (vagyis az adatmásolatok mindig különböző kiszolgálókra vannak írva; kiszolgálónként legalább egy példányra), a gyorsítótárban lévő adatok ugyanolyan rugalmasságot kapnak, mint a gyorsítótárban lévő adatok.

Diagram represents three servers joined by a three-way mirror in a Storage Space layer, which accesses a cache layer of NVMe drives which access unlabeled capacity drives.

Három tükrözés használata esetén például az adatok három példánya íródott a különböző kiszolgálókra, amelyek a gyorsítótárba vannak beírva. Függetlenül attól, hogy később szakaszosak-e vagy sem, három példány mindig létezni fog.

A meghajtókötések dinamikusak

A gyorsítótár- és kapacitásmeghajtók közötti kötések aránya 1:1-től 1:12-ig és nagyobb lehet. Dinamikusan módosítja a meghajtók hozzáadásakor vagy eltávolításakor, például a fel- és leméretezéskor vagy a hibák után. Ez azt jelenti, hogy a gyorsítótár-meghajtókat és a kapacitásmeghajtók egymástól függetlenül, bármikor felvehetők.

Animated diagram shows two NVMe cache drives dynamically mapping to first four, then six, then eight capacity drives.

A szimmetrikusság érdekében javasoljuk, hogy a kapacitásszám többszörösét használja a gyorsítótármeghajtók számának. Ha például 4 gyorsítótárazási meghajtóval rendelkezik, 8 kapacitású (1:2 arányú) meghajtóval egyenletesebb teljesítményt fog tapasztalni, mint a 7-es vagy a 9-esnél.

Gyorsítótár-meghajtóhibák kezelése

Ha egy gyorsítótár-meghajtó meghibásodik, az olyan írások, amelyek még nincsenek meg, elvesznek a helyi kiszolgálón,ami azt jelenti, hogy csak a többi példányon (más kiszolgálókon) léteznek. Csakúgy, mint bármely más meghajtó meghibásodása esetén, a Tárolóhelyek a megmaradt másolatok alapján automatikusan helyreállhat és helyreállhat.

Egy rövid ideig az elveszett gyorsítótár-meghajtóhoz kötött kapacitásmeghajtók nem megfelelőnek jelennek meg. Miután megtörtént a gyorsítótár újrakötése (automatikus), és az adatok javítása befejeződött (automatikus), a rendszer folytatja a kifogástalan állapotúként való megjelenítést.

Ez az oka annak, hogy kiszolgálónként legalább két gyorsítótár-meghajtóra van szükség a teljesítmény megőrzése érdekében.

Animated diagram shows two SSD cache drives mapped to six capacity drives until one cache drive fails, which causes all six drives to be mapped to the remaining cache drive.

Ezután lecserélheti a gyorsítótár-meghajtót, mint bármely más meghajtó cseréjét.

Megjegyzés

Előfordulhat, hogy a kártya (AIC) vagy M.2-es Add-In NVMe biztonságos cseréjéhez le kell cserélnie.

Kapcsolat más gyorsítótárakhoz

A szoftveres tároló veremben számos más nem kapcsolódó gyorsítótár Windows található. Ilyen például a Tárolóhelyek visszaírási gyorsítótár és a Fürt megosztott kötete (CSV) memória olvasási gyorsítótára.

A Azure Stack HCI a Tárolóhelyek-visszaírási gyorsítótárat nem szabad módosítani az alapértelmezett viselkedéstől. Nem használhatók például olyan paraméterek, mint a -WriteCacheSize a New-Volume parancsmagon.

Dönthet úgy is, hogy a CSV-gyorsítótárat használja, vagy nem– ezt Ön döntheti el. Alapértelmezés szerint be van kapcsolva a Azure Stack HCI, de semmilyen módon nem ütközik a jelen témakörben leírt gyorsítótárral. Bizonyos helyzetekben értékes teljesítménynövekedést nyújthat. További információ: A CSV memória olvasási gyorsítótárának használataa Azure Stack HCI.

Manuális konfigurálás

A legtöbb üzemelő példányhoz nincs szükség manuális konfigurálásra. Ha szüksége van rá, tekintse meg a következő szakaszokat.

Ha a beállítás után módosítania kell a gyorsítótáreszköz modelljét, szerkessze a Állapotfigyelő szolgáltatás támogatási összetevők dokumentumát a Állapotfigyelő szolgáltatás áttekintésében leírtak szerint.

Gyorsítótár-meghajtó modelljének megadása

Az olyan környezetek esetében, ahol minden meghajtó azonos típusú, például az összes NVMe vagy minden SSD-s telepítés, nincs gyorsítótár konfigurálva, mert az Windows nem tudja megkülönböztetni az olyan jellemzőket, mint az automatikus írási teljesítmény az azonos típusú meghajtók között.

Ha magasabb szintű meghajtókkal szeretné gyorsítótárazni az azonos típusú, alsóbb szintű meghajtókat, megadhatja, hogy melyik meghajtómodellt szeretné használni az Enable-ClusterS2D parancsmag -CacheDeviceModel paraméterével. A modell minden meghajtója gyorsítótárazható lesz.

Tipp

Győződjön meg arról, hogy a modell sztringjére pontosan úgy illeszkedik, mint a Get-PhysicalDisk kimenetében.

Példa

Először szerezze be a fizikai lemezek listáját:

Get-PhysicalDisk | Group Model -NoElement

Példa a kimenetre:

Count Name
----- ----
    8 FABRIKAM NVME-1710
   16 CONTOSO NVME-1520

Ezután írja be a következő parancsot, és adja meg a gyorsítótár-eszköz modelljét:

Enable-ClusterS2D -CacheDeviceModel "FABRIKAM NVME-1710"

A Get-PhysicalDisk PowerShellben való futtatásával ellenőrizheti, hogy a kívánt meghajtók gyorsítótárazása folyamatban van-e, és ellenőrzi, hogy a Usage tulajdonságban a "Journal"(Napló) található-e.

Manuális üzembe helyezési lehetőségek

A manuális konfigurálás a következő üzembe helyezési lehetőségeket teszi lehetővé:

Diagram shows deployment possibilities, including NVMe for both cache and capacity, SSD for both cache and capacity, and SSD for cache and mixed SSD and HDD for capacity.

Gyorsítótár viselkedésének beállítása

A gyorsítótár alapértelmezett viselkedése felülbírálható. Beállíthatja például úgy, hogy még egy flash környezetben is gyorsítótárazza az olvasásokat. Nem javasoljuk a viselkedés módosítását, kivéve, ha biztos benne, hogy az alapértelmezett érték nem megfelelő a számítási feladathoz.

A viselkedés felülbírálása érdekében használja a Set-ClusterStorageSpacesDirect parancsmagot, valamint annak -CacheModeSSD és -CacheModeHDD paramétereit. A CacheModeSSD paraméter határozza meg a gyorsítótár viselkedését az SSD gyorsítótárazása esetén. A CacheModeHDD paraméter beállítja a gyorsítótár viselkedését a HDD gyorsítótárazásakor.

A Get-ClusterStorageSpacesDirect parancs használatával ellenőrizheti, hogy a viselkedés be van-e állítva.

Példa

Először szerezze be a Tárolóhelyek Közvetlen beállításokat:

Get-ClusterStorageSpacesDirect

Példa a kimenetre:

CacheModeHDD : ReadWrite
CacheModeSSD : WriteOnly

Ezután tegye a következőket:

Set-ClusterStorageSpacesDirect -CacheModeSSD ReadWrite

Get-ClusterS2D

Példa a kimenetre:

CacheModeHDD : ReadWrite
CacheModeSSD : ReadWrite

A gyorsítótár méretezése

A gyorsítótárat úgy kell méretezni, hogy igazodjon az alkalmazások és számítási feladatok munkakészletéhez (az adatokhoz, amelyek olvasása vagy írása egy adott időpontban éppen folyamatban van).

Ez különösen fontos a merevlemez-meghajtókkal üzemelő hibrid környezetek esetében. Ha az aktív munkakészlet meghaladja a gyorsítótár méretét, vagy ha az aktív munkakészlet túl gyorsan sodródik, az olvasási gyorsítótár-tévesztés megnő, és az írásokat agresszívebben kell szakaszolni, ami az általános teljesítményt is kihat.

A gyorsítótár-tévesztéseket a PerfMon.exe beépített teljesítményfigyelő (Windows) segédprogramja segítségével vizsgálhatja meg. Pontosabban összehasonlíthatja a Fürtfigyelő hibrid lemez Storage számláló gyorsítótár-tévesztés másodpercenkénti olvasási arányait az üzemelő példány általános olvasási IOPS-értékéhez. Minden "hibrid lemez" egy kapacitásmeghajtónak felel meg.

4 kapacitású meghajtóhoz kötött 2 gyorsítótár-meghajtó például kiszolgálónként 4 "hibrid lemez" objektumpéldányt ad vissza.

Performance-Monitor

Nincs univerzális szabály, de ha túl sok olvasás hiányzik a gyorsítótárból, előfordulhat, hogy az túl kicsi, és érdemes lehet gyorsítótármeghajtókat hozzáadni a gyorsítótár bővítéséhez. A gyorsítótár-meghajtókat és a kapacitásmeghajtók egymástól függetlenül is felvehetők, amikor csak szeretné.

Következő lépések

A tárolással kapcsolatos további információkért lásd még: