Всплеск производительности управляемого диска

Применимо к: ✔️ виртуальным машинам Linux ✔️ виртуальным машинам Windows ✔️ гибким масштабируемым наборам ✔️ универсальным масштабируемым наборам

Azure предлагает возможность увеличения IOPS и производительности диска по MB/s, это называется "bursting" как для виртуальных машин (VM), так и для дисков. Вы можете эффективно использовать ускорение виртуальных машин и дисковое ускорение, чтобы улучшить производительность как ваших виртуальных машин, так и дисков.

Ускорение Azure виртуальных машин и ресурсов диска не зависит друг от друга. Вам не нужна виртуальная машина с поддержкой ускорения для подключенного диска с поддержкой ускорения. Аналогичным образом, ваша виртуальная машина с поддержкой ускорения может работать в режиме перегрузки без необходимости присоединения к ней диска с поддержкой ускорения.

Распространенные сценарии

В следующих сценариях временное увеличение ресурсов приносит существенную пользу.

• Улучшайте время запуска — с использованием функции разгона ваш экземпляр запускается быстрее. Например, диск ОС по умолчанию для виртуальных машин с поддержкой уровня "Премиум" — это диск P4 с производительностью до 120 операций ввода-вывода в секунду и 25 МБ/с. При пиковой нагрузке P4 может достигать до 3500 операций ввода-вывода в секунду и 170 МБ/с, поэтому запуск ускоряется в 6 раз.
• Обработка пакетных заданий — некоторые рабочие нагрузки приложений циклические по своей природе. Для них большую часть времени хватает базовой производительности, а более высокая производительность нужна в течение коротких отрезков. Примером этой природы является программа учета, которая обрабатывает ежедневные транзакции, требующие небольшого количества дискового трафика. В конце месяца эта программа завершает согласование отчетов, требующих гораздо большего объема трафика диска.
• Пики трафика — веб-серверы и их приложения могут столкнуться со всплесками трафика в любое время. Если веб-сервер поддерживается виртуальными машинами или дисками, которые используют режим перераспределения нагрузки, серверы лучше подготовлены к обработке пиков трафика.

Временное увеличение производительности на уровне дисков

В настоящее время два типа управляемых дисков поддерживают ускорение: управляемые диски SSD уровня "Премиум" и диски SSD уровня "Стандартный". Другие типы дисков не поддерживают режим burst. Существуют две модели всплесков для дисков.

• Модель ускорения по запросу, при которой диск ускоряется при необходимости повысить текущую производительность. Этот модель предполагает дополнительные расходы каждый раз, когда происходит скачок диска. Автоматическое повышение производительности по запросу доступно только для SSD уровня "премиум" размером более 512 ГиБ.
• Модель на основе кредитов, где диск рвется только в том случае, если он накапливается в своем кредитном контейнере. Эта модель не взимает дополнительные расходы при всплеске диска. Система кредитного буста использует принцип максимальных усилий и не гарантируется. Ускорение на основе кредитов доступно только для управляемых дисков SSD уровня "Премиум" размером 512 ГиБ и меньше и дисков SSD уровня "Стандартный" размером 1024 ГиБ и меньше.

Azure управляемые диски Premium SSD могут использовать любую модель ускорения, но в настоящее время стандартные диски SSD предлагают только ускорение, основанное на кредитах.

Вы также можете изменить уровень производительности управляемых дисков, что может быть идеальным, если в противном случае ваша рабочая нагрузка будет выполняться в режиме всплеска.

Запуск по требованию

Управляемые диски SSD уровня Премиум, использующие модель ускорения дисков по требованию, могут работать выше исходных установленных лимитов столько, сколько необходимо для их рабочей нагрузки, вплоть до максимального лимита ускорения. Например, на диске P30 размером 1 ТиБ количество выделенных операций ввода-вывода в секунду составляет 5000. При включении ускорения диска на этом диске его рабочие нагрузки могут выполнять операции ввода-вывода вплоть до максимальной производительности ускорения в 30 000 операций ввода-вывода в секунду и со скоростью 1 000 МБ/с. Чтобы узнать максимальные целевые показатели ускорения для каждого поддерживаемого диска, см. статью Целевые показатели масштабируемости и производительности для дисков виртуальных машин.

Если вы ожидаете, что ваши рабочие нагрузки будут часто превышать целевой показатель производительности, всплеск производительности дисков не будет экономически эффективным. В этом случае мы рекомендуем изменить уровень производительности диска на более высокий, чтобы повысить производительность базовых показателей. Просмотрите сведения о выставлении счетов и оцените их на соответствие характеру трафика ваших рабочих процессов.

Прежде чем включить ускорение по запросу, изучите следующую информацию:

• Функцию аварийного увеличения производительности по запросу нельзя включить на SSD уровня "Премиум" с объемом 512 ГиБ или менее. На дисках SSD ценовой категории "Премиум", объем которых меньше или равен 512 ГиБ, всегда будет использоваться платное ускорение.
• Динамическое масштабирование по запросу поддерживается только на SSD накопителях класса Premium. Если SSD уровня "Премиум" с включенным ускорением по запросу переключить на другой тип диска, то ускорение диска будет отключено.
• Автоматическое масштабирование по запросу не отключается автоматически при изменении уровня производительности. Если вы хотите изменить уровень производительности, но не хотите использовать ускорение дисков, его необходимо отключить.
• Ускорение по запросу можно включить только при отсоединении диска от виртуальной машины или при остановке виртуальной машины. Отключение всплеска по запросу возможно спустя 12 часов после включения.

Выставление счетов

Управляемые диски SSD уровня "Премиум", использующие модель 'взрывного' использования по запросу, взимается почасовая плата за включение возможности 'взрывного' использования, и затраты на транзакцию применяются к любым транзакциям, превышающим подготовленный лимит. Транзакционные издержки взимаются по модели "плати по мере использования" на основе некэшируемых операций ввода-вывода диска, включая чтение и запись, превышающие заданные ресурсные лимиты. Ниже приведен пример шаблонов трафика диска в течение расчетного часа:

Конфигурация диска: SSD (цен. категория "Премиум") — 1 Тиб (P30) с включенным ускорением дисков.

• От 00:00:00 до 00:10:00 — количество операций ввода-вывода в секунду ниже предоставленного целевого показателя в 5 000 операций ввода-вывода в секунду.
• В промежуток с 00:10:01 до 00:10:10 приложение запустило пакетное задание, которое привело к всплеску до 6 000 операций ввода-вывода в секунду диска на протяжении 10 секунд.
• С 00:10:11 до 00:59:00 количество IOPS ниже заданного уровня в 5000 операций в секунду.
• От 00:59:01 до 01:00:00 приложение запустило еще одно пакетное задание, что привело к скачку производительности диска до 7,000 IOPS в течение 60 секунд.

Плата за ускорение этого расчетного часа состоит из таких двух типов расходов:

Первый взнос — фиксированная плата за включение режима пикового потребления в размере X долл. США (определяется вашим регионом). Эта фиксированная плата всегда взимается за диск, независимо от состояния его подключения, пока диск не будет отключен.

Второй — это стоимость всплесковых транзакций. Всплеск активности дисков произошел в двух временных интервалах. От 00:10:01 до 00:10:10 накопленная пиковая транзакция составляет (6 000 – 5 000) X 10 = 10 000. От 00:59:01 до 01:00:00 накопленная импульсная транзакция составляет (7 000 – 5 000) X 60 = 120 000. Общее число транзакций с повышенной скоростью — 10 000 + 120 000 = 130 000. Плата за взрывную транзакцию взимается в размере $Y за каждые 13 единиц по 10 000 транзакций, исходя из региональных цен.

Таким образом, общие затраты на ускорение диска за этот расчетный час равны $X + $Y. Такое же вычисление применяется и для превышения заданного предела (МБ/с). Мы преобразуем превышение объема МБ в транзакции с размером операций ввода-вывода размером 256 КБ. Если объем трафика на диске превышает заданные количество операций ввода-вывода в секунду и целевые значения Мбит/с, для расчета количества транзакций всплеска можно использовать приведенный ниже пример.

Конфигурация диска: SSD (цен. категория "Премиум") — 1 Тб (P30) с включенным ускорением дисков.

• От 00:00:01 до 00:00:05 приложение запустило пакетное задание, которое привело к всплеску операций ввода-вывода диска до 10 000 операций ввода-вывода в секунду и скорости 300 МБ/с на протяжении пяти секунд.
• С 00:00:06 до 00:00:10 приложение запустило задание восстановления, из-за чего произошел всплеск IOPS до 6 000 операций ввода-вывода в секунду и скорости 600 МБ/с в течение пяти секунд.

Транзакция всплеска учитывается как максимальное количество транзакций по IOPS или MBps. От 00:00:01 – 00:00:05 накопленная всплесковая транзакция — Max((10 000 – 5 000), (300 – 200) * 1024 / 256)) * 5 = 25 000 транзакций. С 00:00:06 по 00:00:10 накапливаемый объем транзакций всплеска — Max((6000 – 5000), (600 – 200) * 1024 / 256)) * 5 = 8000 транзакций. Кроме того, для расчета общей стоимости подключения ускорения дисков по запросу, необходимо добавить фиксированную плату за активацию данной функции.

Вы можете ознакомиться со страницей цен на управляемые диски для получения сведений о ценах и воспользоваться калькулятором цен Azure для оценки вашей рабочей нагрузки.

Сведения о включении режима всплесков по запросу см. в разделе Включение режима всплесков по запросу.

Бёрстинг на основе кредитов

Для управляемых дисков SSD серии "Премиум" доступно кредитное увеличение производительности для дисков размеров P20 и меньше. Для стандартных SSD пиковая производительность на основе кредитов доступна для дисков размера E30 и меньше. Для управляемых дисков SSD уровня "Стандартный" и "Премиум" во всех регионах общедоступного, государственного и китайского облаков Azure доступна возможность кредитного увеличения производительности. По умолчанию режим автоматического увеличения производительности включается для всех новых и имеющихся развертываний дисков поддерживаемых размеров. Для ускорения на уровне виртуальной машины можно использовать только платное ускорение дисков.

Всплески на уровне виртуальной машины

Для ускорения на уровне виртуальной машины используется только модель на основе кредитов для ускорения, она включена по умолчанию для большинства хранилище класса Premium поддерживаемых виртуальных машин.

Всплесковый поток

Система платного ускорения одинаково применяется как на уровне виртуальной машины, так и на уровне диска. Ваш ресурс (виртуальная машина или диск) будет запускаться с полным количеством кредитов в контейнере ускорения. Эти кредиты позволяют включать ускорение на максимальной скорости в течение до 30 минут. Вы накапливаете кредиты, когда текущие IOPS или MB/s ресурса находятся ниже целевых показателей производительности ресурса. Если у вашего ресурса накопились кредиты для повышение мощности, и ваша рабочая нагрузка требует дополнительной производительности, ресурс может использовать эти кредиты, чтобы временно превышать свои ограничения по производительности на основе оптимального использования ресурсов, чтобы помочь удовлетворить требования нагрузки.

Решение о том, как потратить имеющиеся кредиты, остается за вами. Вы можете использовать свои 30 минут кредитов временного ускорения в течение дня как последовательно, так и несколько раз в течение дня. При развертывании ресурсов им выделяется полный объем кредитов. Когда запасы истощаются, их пополнение занимает менее суток. Кредиты можно потратить по своему усмотрению. Для того чтобы ресурсы могли выйти за пределы, бакет не обязан быть заполнен полностью. Накопление всплесков зависит от каждого ресурса, поскольку оно основано на неиспользуемых IOPS и МБ/с ниже их целевых показателей производительности. Ресурсы с более высокой базовой производительностью могут накапливать свои кредитные баллы для ускорения быстрее, чем ресурсы с низкой базовой производительностью. Например, бездействующий диск P1 накапливает 120 операций ввода-вывода в секунду, тогда как бездействующий диск P20 накапливает 2300 операций ввода-вывода в секунду.

Состояния перегрузки

Если включить функцию ускорения, ресурсу может быть присвоено одно из трех указанных ниже состояний.

• Накопление — трафик операций ввода-вывода ресурса используется меньше целевого уровня производительности. Накопление кредитов на ускорение операций ввода-вывода в секунду (IOPS) и для скорости передачи данных в мегабайтах в секунду (МБ/с) осуществляется отдельно друг от друга. Ваш ресурс может накапливать кредиты на IOPS и использовать кредиты на скорость передачи данных (МБ/с) или наоборот.
• Перегрузка — трафик ресурса превышает целевой уровень производительности. Всплесковый трафик будет независимо потреблять кредиты IOPS или пропускной способности.
• Константа — трафик ресурса точно соответствует целевому уровню производительности.

Примеры увеличения пропускной способности

В следующих примерах показано, как работа на пике нагрузки осуществляется с различными сочетаниями виртуальных машин и дисков. Чтобы упростить выполнение примеров, мы сосредоточимся на МБ/с, но та же логика применяется независимо к IOPS.

Разрываемая виртуальная машина с неизлучаемыми дисками

Сочетание виртуальных машин и дисков:

• Standard_L8s_v2
  • Некэшируемая скорость МБ/с: 160
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 1 280
• Диск ОС P50
  • Выделенные МБ/с: 250
  • Ускорение по запросу: не включено
• 2 диска данных P50
  • Выделенные МБ/с: 250
  • Ускорение по запросу: не включено

После начальной загрузки приложение запускается на виртуальной машине и имеет некритические рабочие нагрузки. Для этой рабочей нагрузки требуется скорость 30 МБ/с, которая равномерно распределяется по всем дискам.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 600 МБ/с. Диск Standard_L8s_v2 резко увеличивает производительность, чтобы удовлетворить этот спрос, а затем запросы к дискам равномерно распределяются по дискам P50.

Виртуальная машина, поддерживающая ускорение, с дисками с увеличивающейся производительностью

Сочетание виртуальных машин и дисков:

• Standard_L8s_v2
  • Некэшируемая скорость МБ/с: 160
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 1 280
• Диск ОС P4
  • Зарезервированные МБ/с: 25
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 170
• 2 диска данных P4
  • Зарезервированные МБ/с: 25
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 170

Когда виртуальная машина запускается, она делает запрос на ограничение скорости в 1280 МБ/с с диска ОС, и диск ОС отвечает на его запрос со скоростью 170 МБ/с.

После запуска вы запускаете приложение с некритической рабочей нагрузкой. Для этого приложения требуется скорость 15 МБ/с, которая равномерно распределяется по всем дискам.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 360 МБ/с. Виртуальная машина Standard_L8s_v2 увеличивает производительность, чтобы удовлетворить этот спрос, а затем обрабатывает запросы. Диску ОС требуется всего лишь скорость 20 МБ/с. Оставшиеся 340 МБ/с обрабатываются в режиме всплеска на дисках данных P4.

Следующие шаги

• Сведения о включении режима всплесков по запросу см. в разделе Включение режима всплесков по запросу.
• Сведения о том, как отслеживать ускорение ресурсов, см. в статье Метрики ускорения работы диска.
• Чтобы узнать максимальные показатели ускорения для каждого применимого размера диска, см. статью Целевые показатели масштабируемости и производительности для дисков виртуальных машин.