Как работает производительность при подключении виртуальных машин к томам Elastic SAN

В этой статье объясняется, как работает производительность Elastic SAN и как сочетание ограничений elastic SAN и виртуальных машин Azure может повлиять на производительность рабочих нагрузок.

Распределение производительности гибких SAN и виртуальных машин

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. Можно подключить тома Elastic SAN к виртуальным машинам, и каждый том имеет собственные ограничения по IOPS 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 стоит больше, 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 Эластичный SAN с базовой емкостью 6 ТиБ, то он может обеспечить до 30 000 операций ввода-вывода в секунду. Эта же SAN обеспечивает 30 000 операций ввода-вывода в секунду, независимо от того, имеет ли он 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 эластичная SAN с базовой емкостью 6 ТиБ, такая SAN может обеспечить до 1200 МБ/с. Эта же SAN обеспечивает пропускную способность 1200 МБ/с, имеет ли она 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 пример сценария 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

В 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 поддерживает 135 000 операций ввода-вывода в секунду, каждый том достаточно велик, чтобы обрабатывать до 80 000 операций ввода-вывода, достаточное количество операций ввода-вывода доступно из SAN, ограничения IOPS виртуальных машин не превышены, а суммарный запрос составляет 41 000 операций ввода-вывода в секунду. 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 достигает пика в 9:00, запрашивая 80 000 операций ввода-вывода в секунду. Ни одна из других рабочих нагрузок не достигает пика, а SAN имеет достаточно свободных IOPS для распределения на рабочую нагрузку, поэтому регулирование не выполняется.

Как правило, эта конфигурация идеально подходит для рабочих нагрузок общего доступа в 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

Вы должны понимать поведение SAN в худшем случае, когда каждая рабочая нагрузка пикирует одновременно.

В этом сценарии все рабочие нагрузки резко возросли 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). Таким образом, система регулирует рабочие нагрузки. Регулирование производительности осуществляется по принципу очередности, поэтому рабочие нагрузки, запрашивающие IOPS после достижения максимальной пропускной способности, не получают дополнительной производительности. В этом случае рабочая нагрузка 1 запрашивает 40 000 операций ввода-вывода в секунду после других рабочих нагрузок, SAN уже выделила большую часть доступных операций ввода-вывода в секунду, поэтому она предоставляет только оставшиеся операции ввода-вывода в секунду.

Пример диаграммы пиковых нагрузок.

Следующие шаги

Развертывание эластичной сети SAN.