Tutorial: Habilitar o cache do barramento de armazenamento com Espaços de Armazenamento em servidores autônomos

Aplica-se a: Windows Server 2022

O cache do barramento de armazenamento para servidores autônomos pode melhorar significativamente o desempenho de leitura e gravação, mantendo a eficiência de armazenamento e mantendo os custos operacionais baixos. Semelhante à sua implementação para Espaços de Armazenamento Direct, esse recurso une mídia mais rápida (por exemplo, SSD) com mídia mais lenta (por exemplo, HDD) para criar camadas. Por padrão, apenas uma parte da camada de mídia mais rápida é reservada para o cache.

Resiliência Tipo de cache
Nenhum (espaço simples) Leitura e gravação
Espelhar paridade acelerada Ler

Se o sistema não exigir resiliência ou tiver backups externos, o cache do barramento de armazenamento dará suporte ao cache de leitura e gravação. Para sistemas resilientes, o cache do barramento de armazenamento servirá apenas como um cache de leitura e é recomendável escolher a paridade acelerada por espelho do ReFS como a resiliência de volume. Essa combinação melhora o desempenho de leitura aleatório à medida que os dados são lidos da camada de paridade e armazenados em cache na camada de espelho mais rápida. A camada de espelho também fornece recursos de cache de gravação se o Modo de Provisionamento estiver definido como Compartilhado (padrão).

Storage bus cache read and write paths

Neste tutorial, você aprenderá a:

  • O que é o cache do barramento de armazenamento
  • Como habilitar o cache do barramento de armazenamento
  • Gerenciando o cache após a implantação

Pré-requisitos

Green checkmark icon. Considere o cache do barramento de armazenamento se:

  • O servidor executa Windows Server 2022; e
  • O servidor tem dois tipos de unidade/mídia, um deles deve ser HDD (por exemplo: SSD+HDD ou NVMe+HDD); E
  • O servidor tem o recurso clustering de failover instalado

Red X icon. Você não poderá usar o cache do barramento de armazenamento se:

  • O servidor executa Windows Server 2016 ou 2019; ou
  • O servidor tem uma configuração de flash completa; Ou
  • O servidor é membro de um Cluster de Failover

Observação

Esse recurso exige que o servidor tenha o recurso clustering de failover instalado, mas o servidor não pode fazer parte de um Cluster de Failover.

Visão geral do recurso

Esta seção explica qual é cada campo configurável do cache do barramento de armazenamento e os valores aplicáveis.

Get-StorageBusCache

A saída deverá ser semelhante abaixo quando não estiver habilitada:

ProvisionMode                  : Shared
SharedCachePercent             : 15
CacheMetadataReserveBytes      : 34359738368
CacheModeHDD                   : ReadWrite
CacheModeSSD                   : WriteOnly
CachePageSizeKBytes            : 16
Enabled                        : False

Observação

Para uso geral, as configurações padrão são recomendadas. Todas as alterações devem ser feitas antes de habilenciar o cache do barramento de armazenamento.

Modo de Provisionamento

Esse campo determina se toda a camada de mídia mais rápida ou apenas uma parte dela será usada para cache. Esse campo não pode ser modificado depois de habilenciar o cache do barramento de armazenamento.

  • Compartilhado (padrão): o cache assumirá apenas uma parte da camada de mídia mais rápida. O percentual exato é configurável pelo campo Percentual de Cache Compartilhado abaixo.
  • Cache: dedique a maior parte da camada de mídia mais rápida ao cache em vez de apenas uma parte. A implementação é semelhante ao cache do barramento de armazenamento no Espaços de Armazenamento Direct.

Percentual de cache compartilhado

Esse campo só é aplicável quando o Modo de Provisionamento está definido como Compartilhado. O valor padrão é 15% e o campo pode ser definido de 5% a 90%. Um valor acima de 50% não é recomendado ao usar volumes de paridade acelerada espelhada, pois precisa haver um equilíbrio entre o cache e a camada de espelho.

habilitado

Esse campo refere-se ao estado do cache do barramento de armazenamento e pode ser True ou False.

Campos avançados

Importante

As alterações nesses campos não são recomendadas. Não é possível fazer ajustes após a habilitação do cache do barramento de armazenamento.

  • Bytes de reserva de metadados de cache: A quantidade de espaço em disco (em bytes) reservado para Espaços de Armazenamento. Esse campo só será aplicado se o Modo de Provisionamento for Cache.

  • Modo de cache HDD: O padrão é permitir que os dispositivos de capacidade HDD armazenam em cache leituras e gravações. Para Espaços simples, essa configuração pode ser definida como ReadWrite ou WriteOnly.

  • SSD do modo de cache: Para uso futuro quando todos os sistemas flash têm suporte. O padrão é permitir que os dispositivos de capacidade SSD armazenam em cache apenas gravações.

  • Tamanho da página de cache KBytes: Esse campo pode ser definido como 8, 16 (padrão), 32 e 64.

Habilitar o cache do barramento de armazenamento no PowerShell

Esta seção é um guia passo a passo sobre como habilitar o cache do barramento de armazenamento para seu servidor autônomo no PowerShell.

  1. Importar o módulo

    Import-Module StorageBusCache 
    
  2. Definir configurações de cache do barramento de armazenamento

    As configurações padrão são recomendadas, ignore esta etapa para continuar com os padrões.

    Importante

    Se a configuração for necessária, faça isso antes de habilenciar o cache do barramento de armazenamento. Consulte a seção Visão geral do recurso para obter detalhes dos campos.

  3. Verificar o status da unidade

    Get-PhysicalDisk
    

    A saída deve ser semelhante à imagem abaixo, em que a coluna Número mostra valores abaixo de 500 e a coluna CanPool mostra True para todas as unidades que não são de inicialização.

    Result from Get-PhysicalDisk before enabling the storage bus cache

  4. Habilitar o cache do barramento de armazenamento

    Enable-StorageBusCache
    

    Esta etapa vai:

    • Criar um pool de armazenamento com todas as unidades disponíveis
    • A vincular a mídia rápida e lenta e formar o cache
    • Adicionar o cache do barramento de armazenamento com configurações padrão ou personalizadas

    Você pode executar para ver o nome do pool de armazenamento e novamente para ver os efeitos Get-StoragePool da habilitação do cache do Get-PhysicalDisk barramento de armazenamento. A saída deve ser semelhante à imagem abaixo, em que a coluna Número mostra valores acima de 500 (indicando que a unidade é reivindicada pelo barramento de armazenamento) e a coluna CanPool agora mostra False para todas as unidades que não são de inicialização. Se o ProvisionMode tiver sido definido como Cache antes da habilitação, a coluna Uso será mostrar como Diário para as unidades mais rápidas.

    Results of Get-StoragePool and Get-PhysicalDisk after enabling the storage bus cache

  5. Verificar o estado do cache do barramento de armazenamento

    Verifique se os campos estão corretos e se o campo Habilitado agora está definido como true.

    Get-StorageBusCache 
    

    A saída deve ser semelhante a abaixo:

    ProvisionMode                  : Shared
    SharedCachePercent             : 15
    CacheMetadataReserveBytes      : 34359738368
    CacheModeHDD                   : ReadWrite
    CacheModeSSD                   : WriteOnly
    CachePageSizeKBytes            : 16
    Enabled                        : True
    

Agora que o cache do barramento de armazenamento foi habilitado com êxito, a próxima etapa é criar um volume.

Crie um volume

Volumes com resiliência:

O cmdlet do PowerShell abaixo cria um volume de paridade acelerada por espelho de 1TiB com uma taxa de Mirror:Parity de 20:80, que é a configuração recomendada para a maioria das cargas de trabalho. Para obter mais informações, consulte Paridade acelerada por espelho.

New-Volume –FriendlyName "TestVolume" -FileSystem ReFS -StoragePoolFriendlyName Storage* -StorageTierFriendlyNames MirrorOnSSD, ParityOnHDD -StorageTierSizes 200GB, 800GB

Volumes sem resiliência:

O cmdlet do PowerShell abaixo cria um volume simples de 1 TB que não pode tolerar nenhuma falha de disco. Há suporte para cache de leitura e gravação.

New-Volume -FriendlyName "TestVolume" -FileSystem ReFS -StoragePoolFriendlyName Storage* -ResiliencySettingName Simple -Size 1TB

Fazer alterações depois de habilenciar o cache do barramento de armazenamento

Depois de executar , o modo de provisionamento, porcentagem de cache compartilhado, bytes de reserva de metadados de cache, HDD do modo cache, SSD do modo de cache e tamanho da página de cache não Enable-StorageBusCache podem ser modificados. Alterações limitadas podem ser feitas na configuração física, abaixo estão alguns cenários comuns.

Adicionando ou substituindo unidades de capacidade (HDDs)

Depois que a unidade tiver sido adicionada manualmente, execute o cmdlet abaixo para concluir o processo de entrada.

Update-StorageBusCache

Adicionando ou substituindo unidades de cache (NVMes ou SSDs)

Não há nenhum cmdlet para desavincular/reabinar as vinculações existentes e equilibrar a relação. As etapas a seguir fará com que o cache de leitura existente seja perdido.

Remove-StorageBusBinding
New-StorageBusBinding 

Verificar e equilibrar as vinculações de capacidade e cache

Use o cmdlet a seguir para verificar as vinculações de capacidade e cache existentes.

Get-StorageBusBinding

No exemplo a seguir, a primeira coluna lista as unidades de capacidade e a terceira coluna lista as unidades de cache às que elas estão vinculadas. Siga as instruções em Adicionar ou substituir unidades de cache para balancear, o cache existente não será preservado.

Output of Get-StorageBusBinding

perguntas frequentes Armazenamento cache do barramento

Esta seção responde a perguntas frequentes sobre o cache do barramento de armazenamento Windows Server 2022

Por que o recurso clustering de failover precisa ser instalado quando o servidor não faz parte de um Cluster de Failover?

Esse recurso foi projetado para servidores autônomos, mas foi criado com base no cache SBL (camada de barramento de armazenamento) para Espaços de Armazenamento Direct. O recurso clustering de failover precisa ser instalado conforme os componentes de clustering são necessários.

O cache do barramento de armazenamento funcionará com uma configuração de flash?

Não, esse recurso só funcionará quando houver dois tipos de mídia, um deles deve ser HDD. Isso não funcionará com RAID, SAN ou todos os sistemas flash.

Como as configurações de cache do barramento de armazenamento podem ser mudadas?

Veja o exemplo abaixo para alterar o modo de provisionamento de Compartilhado (padrão) para Cache. Observe que as configurações padrão são recomendadas e todas as alterações devem ser feitas antes que o cache do barramento de armazenamento seja habilitado.

Set-StorageBusCache -ProvisionMode Cache