Поделиться через


Как работает производительность при подключении виртуальных машин к томам Elastic SAN

В этой статье разъясняется, как функционирует Elastic SAN с точки зрения производительности, а также как сочетание ограничений Elastic SAN и ограничений Azure Виртуальных Машин (ВМ) может повлиять на производительность ваших рабочих нагрузок.

Как работает производительность

Виртуальные машины Azure имеют операции ввода-вывода в секунду (IOPS) и ограничения производительности пропускной способности на основе типа и размера виртуальной машины. Эластичная SAN (Сеть Хранения Данных) оснащена пулом производительности, который выделяется каждому из её томов. Тома эластичной сети SAN можно подключить к виртуальным машинам, и каждый том имеет собственные ограничения операций ввода-вывода в секунду и пропускной способности.

Производительность вашего приложения ограничивается, когда оно запрашивает больше операций ввода-вывода в секунду или пропускной способности, чем выделено для виртуальной машины или подключенных томов. При ограничении приложение демонстрирует неоптимальную производительность и может испытывать негативные последствия, такие как увеличение задержки. Одним из основных преимуществ эластичного SAN-устройства является возможность автоматического выделения операций ввода-вывода в секунду (IOPS) на основе спроса. IOPS вашей сети SAN распределяются между всеми её томами, поэтому когда нагрузка достигает пика, это может быть обработано без ограничения или дополнительных затрат. В этой статье показано, как работает подготовка.

Производительность эластичной сети SAN

Эластичная СХД имеет три атрибута, определяющие её производительность: общую емкость, операции ввода-вывода в секунду и пропускную способность. Для максимальной производительности сеть SAN должна находиться в той же зоне, что и подготовленная виртуальная машина.

Вместимость

Общая емкость эластичной сети SAN определяется двумя разными емкостями, базовой емкостью и дополнительной емкостью. Увеличение базовой емкости также увеличивает число операций ввода-вывода в секунду и пропускную способность SAN, но дороже, чем увеличение дополнительной емкости. Увеличение дополнительной емкости не увеличивает число операций ввода-вывода в секунду или пропускную способность.

IOPS (операций ввода-вывода в секунду)

Число операций ввода-вывода в секунду у эластичной SAN увеличивается на 5000 на базовый ТиБ. Таким образом, если у вас есть Эластичная SAN, которая имеет 6 ТиБ базовой емкости, то эта SAN все равно может обеспечить до 30 000 операций ввода-вывода в секунду (IOPS). Эта же SAN по-прежнему обеспечит 30 000 операций ввода-вывода в секунду, независимо от того, было ли 50 ТиБ дополнительной емкости или 500 ТиБ дополнительной емкости, так как производительность SAN определяется только базовой емкостью. Операции IOPS гибкой SAN распределяются по всем её томам.

Пропускная способность

Пропускная способность эластичного SAN увеличивается на 200 МБ/с на базовый TiB. Таким образом, если у вас есть эластичный SAN, имеющий базовую емкость 6 ТиБ, этот SAN все равно может обеспечить до 1200 МБ/с. Эта же SAN обеспечивает пропускную способность 1200 МБ/с, если она имеет 50 ТиБ дополнительной емкости или 500 ТиБ дополнительной емкости, так как производительность SAN определяется только базовой емкостью. Пропускная способность эластичной сети SAN распределяется между всеми его томами.

Эластичные тома SAN

Производительность отдельного тома определяется его емкостью. Максимальное количество операций ввода-вывода в секунду для объёма увеличивается на 750 операций ввода-вывода на каждый гигабайт, до максимума в 80 000 операций ввода-вывода в секунду. Максимальная пропускная способность увеличивается на 60 МБ/с на ГиБ до 1280 МБ/с. Объему требуется не менее 107 ГиБ, чтобы иметь возможность использовать 80 000 операций ввода-вывода в секунду (IOPS). Тому требуется не менее 22 ГиБ, чтобы иметь возможность использовать не более 12 280 МБ/с. Объединенные значения операций ввода-вывода в секунду (IOPS) и пропускной способности всех ваших томов не могут превышать значения операций ввода-вывода в секунду и пропускной способности вашей сети хранения данных (SAN).

Пример конфигурации

Каждый из примеров сценариев в этой статье использует следующую конфигурацию для эластичной сети SAN:

Ресурс Вместимость IOPS (операций ввода-вывода в секунду)
Гибкая SAN 27 ТиБ 135 000 (подготовлено)
Том AKS SAN 3 ТиБ До 80 000
Том рабочей нагрузки 1 SAN 10 ТиБ До 80 000
Том SAN для рабочей нагрузки 2 4 ТиБ До 80 000
Том рабочей нагрузки 3 SAN 2 ТиБ До 80 000

Пример сценариев

На следующих примерах сценариев показано, как Elastic SAN управляет распределением производительности. Для оптимальной производительности виртуальные машины и SAN должны находиться в одной зоне.

Типичная рабочая нагрузка

Рабочая нагрузка Запрошенные IOPS Обработанные операции ввода-вывода в секунду
Рабочая нагрузка AKS 3,000 3,000
Рабочая нагрузка 1 10 000 10 000
Рабочая нагрузка 2 8000 8000
Рабочая нагрузка 3 20 000 20 000

В этом сценарии регулирование не выполняется на уровне виртуальной машины или сети SAN. Сам SAN имеет 135 000 операций ввода-вывода в секунду, каждый том достаточно велик, чтобы обрабатывать до 80 000 операций. Доступно достаточно IOPS от SAN, ограничения IOPS виртуальных машин не превышены, и общий запрашиваемый объем IOPS составляет 41 000. Поэтому все рабочие нагрузки выполняются без регулирования.

Схема среднего сценария.

Пик одной рабочей нагрузки

Рабочая нагрузка Запрошенные IOPS Обработанные операции ввода-вывода в секунду Пиковое время
Рабочая нагрузка AKS 2 000 2 000 Н/П
Рабочая нагрузка 1 10 000 10 000 Н/П
Рабочая нагрузка 2 10 000 10 000 Н/П
Рабочая нагрузка 3 80 000 80 000 09:00 утра

В этом сценарии дросселирование не происходит. Рабочая нагрузка 3 резко возросла в 9 утра, запрашивая 80 000 IOPS. Ни одна из других рабочих нагрузок не возросла, и у СХД было достаточно свободных операций ввода-вывода для распределения на рабочую нагрузку, поэтому регулирование не было.

Как правило, это идеальная конфигурация для рабочих нагрузок совместного использования SAN. Лучше всего иметь достаточно производительности для обработки обычных операций рабочих нагрузок и случайных пиков.

Пример диаграммы пика одиночной рабочей нагрузки.

Все рабочие нагрузки возрастают

Рабочая нагрузка Запрошенные IOPS Обработанные операции ввода-вывода в секунду Пиковое время
Рабочая нагрузка AKS 5 000 5 000 09:00 утра
Рабочая нагрузка 1 40 000 21,000 9:01 утра
Рабочая нагрузка 2 45 000 45 000 09:00 утра
Рабочая нагрузка 3 64 000 64 000 09:00 утра

Важно знать поведение SAN в худшем случае, когда каждая рабочая нагрузка пикирует одновременно.

В этом сценарии все рабочие нагрузки достигли своего пика практически одновременно. На этом этапе общий объем операций ввода-вывода в секунду, необходимый для всех рабочих нагрузок (64 000 + 45 000 + 40 000 + 5 000) больше, чем операции ввода-вывода в секунду, подготовленные на уровне SAN (135 000). Поэтому рабочие нагрузки ограничиваются. Регулирование выполняется в порядке живой очереди, поэтому после достижения максимальной емкости любые рабочие нагрузки, запрашивающие операции ввода-вывода в секунду, не получают большей производительности. В этом случае после других рабочих нагрузок рабочая нагрузка 1 запрашивала 40 000 операций ввода-вывода в секунду. Поскольку SAN уже выделила большую часть своих доступных операций, было предоставлено только оставшееся количество операций ввода-вывода в секунду.

Пример диаграммы пиковых нагрузок.

Следующие шаги

Развертывание эластичной сети SAN.