Zwiększenie wydajności dysków zarządzanych

Dotyczy: ✔️ Maszyny wirtualne Linux ✔️ Maszyny wirtualne Windows ✔️ Elastyczne zestawy skalowania ✔️ Jednolite zestawy skalowania

Platforma Azure oferuje możliwość zwiększenia wydajności operacji we/wy oraz wydajności w MB/s dla magazynu dysku, co nazywa się "bursting" zarówno dla maszyn wirtualnych (VM), jak i dysków. Aby osiągnąć lepszą wydajność, można efektywnie wykorzystać techniki burstingu zarówno maszyn wirtualnych, jak i dysków.

Zwiększenie wydajności maszyn wirtualnych platformy Azure i zasobów dyskowych nie są od siebie zależne. Nie musisz mieć maszyny wirtualnej z możliwością zwiększenia wydajności, aby dołączony dysk z tą możliwością mógł zwiększyć wydajność. Podobnie, nie musisz mieć dysku z obsługą wybuchu dołączonego do maszyny wirtualnej z obsługą wybuchu, aby mogła korzystać z funkcji wybuchu.

Typowe scenariusze

Następujące scenariusze mogą znacznie skorzystać z zwiększenia obciążenia.

• Popraw czas uruchamiania — dzięki mechanizmowi burstingu, Twoje wystąpienie będzie uruchamiane szybciej. Na przykład domyślny dysk systemu operacyjnego dla maszyn wirtualnych z obsługą warstwy Premium to dysk P4, który charakteryzuje się zarezerwowaną wydajnością na poziomie do 120 IOPS (operacji we/wy na sekundę) oraz 25 MB/s. P4 podczas przyspieszenia może osiągnąć do 3500 IOPS i 170 MB/s, co pozwala na przyspieszenie rozruchu nawet do 6 razy.
• Obsługa zadań wsadowych — niektóre obciążenia operacyjne aplikacji są cykliczne. Wymagają one wydajności punktu odniesienia przez większość czasu i wyższej wydajności przez krótki czas. Przykładem jest program księgowy, który przetwarza codzienne transakcje, które wymagają niewielkiej ilości ruchu dyskowego. Na koniec miesiąca ten program ukończy uzgadnianie raportów, które wymagają znacznie większej ilości ruchu dyskowego.
• Skoki ruchu — serwery internetowe i ich aplikacje mogą w dowolnym momencie doświadczać wzrostów ruchu. Jeśli serwer internetowy jest wspierany przez maszyny wirtualne lub dyski korzystające z przebijania, serwery będą lepiej przygotowane do obsługi skoków ruchu.

Przyspieszenie na poziomie dysku

Obecnie istnieją dwa typy dysków zarządzanych, które mogą działać z większą wydajnością, dyski zarządzane Premium SSD i standardowe dyski SSD. Inne typy dysków nie mogą obecnie wybuchać. Istnieją dwa modele zwiększania wydajności dla dysków:

• Model skalowania na żądanie, w którym dysk pęka, gdy jego potrzeby przekraczają bieżącą pojemność. Ten model powoduje naliczanie dodatkowych opłat za każdym razem, gdy dysk się zwiększa. Elastyczne skalowanie na żądanie jest dostępne tylko dla dysków SSD Premium o rozmiarze większym niż 512 GiB.
• Model oparty na środkach, w którym dysk będzie pękać tylko wtedy, gdy w zasobniku środków zostanie skumulowany wzrost środków. Ten model nie wiąże się z dodatkowymi opłatami w przypadku wzrostu wydajności dysku. Skalowanie przepustowości oparte na kredytach jest dostępne tylko dla zarządzanych dysków SSD Premium 512 GiB i mniejszych oraz standardowych dysków SSD 1024 GiB i mniejszych.

Zarządzane dyski Azure Premium SSD mogą korzystać z dowolnego modelu zwiększenia przepustowości, ale dyski SSD Standard obecnie oferują tylko zwiększenie przepustowości na podstawie kredytów.

Ponadto można zmienić warstwę wydajności dysków zarządzanych, co może być korzystne, jeśli obciążenie w przeciwnym razie działałoby w trybie burst.

Przyrost na żądanie

Dyski SSD zarządzane w warstwie Premium korzystające z modelu zwiększania przepustowości dysku na żądanie mogą zwiększać przepustowość poza pierwotnie założone cele, tak często, jak jest to potrzebne w zależności od obciążenia, aż do maksymalnego docelowego poziomu przepustowości. Na przykład na dysku 1-TiB P30 zagwarantowana liczba operacji we/wy na sekundę (IOPS) wynosi 5000. Gdy na tym dysku zostanie włączone przyspieszenie operacji, obciążenia mogą wykonywać operacje we/wy na tym dysku z maksymalną wydajnością wynoszącą 30 000 IOPS i 1000 MB/s. Aby zapoznać się z maksymalnymi docelowymi wartościami wybuchu dla każdego obsługiwanego dysku, zobacz Scalowalność i cele wydajności dla dysków maszyn wirtualnych.

Jeśli oczekujesz, że obciążenia będą często działać poza przewidzianym celem wydajności, rozszerzanie wydajności dysku nie będzie opłacalne. W takim przypadku zalecamy zmianę warstwy wydajności dysku na wyższą warstwę , aby uzyskać lepszą wydajność punktu odniesienia. Przejrzyj szczegóły fakturowania i oceń je w odniesieniu do wzorca ruchu Twoich obciążeń.

Przed włączeniem skalowania na żądanie zapoznaj się z następującymi tematami:

• Nie można włączyć skalowania na żądanie na dysku SSD w warstwie Premium, który ma mniej niż lub równy 512 GiB. Dyski SSD Premium o pojemności mniejszej lub równej 512 GiB zawsze będą korzystać z mechanizmu przyspieszania opartego na kredytach.
• Rozszerzanie na żądanie jest obsługiwane tylko na dyskach SSD Premium. Jeśli dysk SSD w warstwie Premium z włączoną funkcją rozszerzenia na żądanie zostanie przełączony na inny typ dysku, rozszerzenie wydajności dysków zostaje wyłączone.
• Skalowanie na żądanie nie wyłącza się automatycznie, gdy poziom wydajności zostaje zmieniony. Jeśli chcesz zmienić warstwę wydajności, ale nie chcesz utrzymywać przyspieszenia dysku, musisz wyłączyć tę funkcję.
• Skalowanie na żądanie można włączyć tylko wtedy, gdy dysk jest odłączony od maszyny wirtualnej lub gdy maszyna wirtualna jest zatrzymana. Bursting na żądanie może być wyłączony 12 godzin po jego włączeniu.

Fakturowanie

Dyski zarządzane SSD w warstwie Premium wykorzystujące model burstowania na żądanie są objęte stałą opłatą za włączenie funkcji burstowania i zastosowanie mają koszty transakcji przekraczających zapewniony poziom. Opłaty za transakcje są naliczane przy użyciu modelu płatności pay-as-you-go, na podstawie niebuforowanych operacji we/wy dysku, w tym odczytów i zapisów, które przekraczają docelowe wartości. Poniżej przedstawiono przykład wzorców ruchu dysku w ciągu godziny rozliczeniowej:

Konfiguracja dysku: SSD w warstwie Premium — 1 TiB (P30), włączono przeburstowanie dysku.

• 00:00:00 – 00:10:00 Liczba operacji we/wy na sekundę poniżej aprowizowanego celu 5000 operacji we/wy na sekundę
• 00:10:01 – 00:10:10 Aplikacja spowodowała zadanie wsadowe, co spowodowało, że liczba operacji we/wy na sekundę dysku wystrzeliła do 6000 operacji na sekundę przez 10 sekund
• 00:10:11 – 00:59:00 Liczba IOPS poniżej określonego celu wynoszącego 5000 IOPS
• 00:59:01 – 01:00:00 Aplikacja wystawiła kolejne zadanie wsadowe, co spowodowało wzrost liczby operacji we/wy do 7000 operacji na sekundę przez 60 sekund.

W tej godzinie rozliczeniowej koszt przeciążenia składa się z dwóch opłat.

Pierwsza opłata to ryczałtowa opłata za aktywację trybu przyspieszenia w wysokości $X (ustalana w zależności od regionu). Ta stała opłata jest zawsze naliczana bez względu na stan podłączenia dysku, dopóki dysk nie zostanie wyłączony.

Drugi to koszt transakcji z serii. Przeciążenie dysku wystąpiło w dwóch przedziałach czasu. Od 00:10:01 – 00:10:10 skumulowana transakcja serii to (6000– 5000) X 10 = 10 000. Od 00:59:01 – 01:00:00 skumulowana transakcja serii to (7 000 – 5000) X 60 = 120 000. Łączna liczba transakcji serii to 10 000 + 120 000 = 130 000. Koszt transakcji impulsowej wynosi $Y na podstawie 13 jednostek po 10 000 transakcji (według cen regionalnych).

W tym przypadku łączny koszt zwiększenia wydajności dysku w tej godzinie rozliczeniowej wynosi $X + $Y. To samo obliczenie będzie miało zastosowanie przy przekraczaniu aprowizowanego limitu przepustowości MB/s. Zamieniamy nadwyżkę MB na transakcje z rozmiarem operacji IO wynoszącym 256 KB. Jeśli ruch na dysku przekracza zarówno przydzieloną liczbę operacji IOPS, jak i docelowych MBps, możesz zapoznać się z poniższym przykładem, aby obliczyć wybuchowe transakcje.

Konfiguracja dysku: SSD w warstwie Premium — 1 TB (P30), włączono zwiększenie przepustowości dysku.

• 00:00:01 – 00:00:05 Aplikacja uruchomiła zadanie wsadowe, co spowodowało wzrost liczby operacji we/wy dysku do 10 000 IOPS i 300 MB/s przez pięć sekund.
• 00:00:06 – 00:00:10 Aplikacja uruchomiła zadanie odzyskiwania, co spowodowało, że liczba operacji we/wy na sekundę (IOPS) dysku wzrosła do 6000 IOPS i 600 MB/s przez pięć sekund.

Transakcja burstowa jest uwzględniana jako maksymalna liczba transakcji na podstawie osiągnięcia maksymalnych wartości IOPS lub MBps. Od 00:00:01 – 00:00:05 skumulowana transakcja serii to Max((10,000 – 5 000), (300 – 200) * 1024 / 256)) * 5 = 25 000 transakcji. Od 00:00:06–00:00:10 skumulowana transakcja serii to Max((6,000 – 5000), (600 – 200) * 1024 / 256)) * 5 = 8000 transakcji. Oprócz tego należy uwzględnić stałą opłatę za umożliwienie dyskowego trybu zwiększonej wydajności, aby uzyskać całkowity koszt włączania tej funkcji na żądanie.

Szczegółowe informacje na temat cen dysków zarządzanych można znaleźć na stronie Cennik platformy Azure i użyć kalkulatora cen platformy Azure , aby ocenić obciążenie.

Aby uaktywnić rozszerzanie na żądanie, zobacz Włączanie rozszerzania na żądanie.

Wzrost wydajności oparty na kredytach

W przypadku dysków zarządzanych SSD w warstwie Premium skalowanie oparte na kredytach jest dostępne dla dysków O rozmiarach P20 i mniejszych. W przypadku dysków SSD Standard dostępne jest szybsze działanie dzięki kredytom dla rozmiarów E30 i mniejszych. W przypadku dysków zarządzanych SSD w warstwie Standard i Premium przepustowość oparta na kredytach jest dostępna we wszystkich regionach Azure w chmurach publicznych, rządowych i chińskich. Domyślnie zwiększanie wydajności dysku jest włączone we wszystkich nowych i istniejących wdrożeniach obsługiwanych rozmiarów dysków. Skalowanie na poziomie maszyny wirtualnej korzysta tylko z ryfowania opartego na kredytach.

Skokowe skalowanie na poziomie maszyny wirtualnej

Skalowanie na poziomie maszyny wirtualnej używa tylko modelu opartego na kredytach do skalowania, jest domyślnie włączone dla większości maszyn wirtualnych obsługiwanych przez usługę Premium Storage.

Przepływ burzliwy

System kredytów buforowych stosuje się w ten sam sposób zarówno na poziomie maszyny wirtualnej, jak i dysku. Zasób, czyli maszyna wirtualna lub dysk, rozpocznie się od w pełni zaopatrzonych środków we własnym zasobniku kredytów. Te kredyty pozwalają na wybuch do 30 minut z maksymalnym tempem wybuchu. Kredyty są gromadzone za każdym razem, gdy IOPS lub MB/s zasobu są wykorzystywane poniżej docelowej wydajności zasobu. Jeśli zasób zgromadził kredyty przyrostowe i obciążenie wymaga dodatkowej wydajności, zasób może wykorzystać te kredyty, aby przekroczyć limity wydajności i zwiększyć wydajność, aby sprostać wymaganiom tego obciążenia.

Sposób wydawania dostępnych środków jest do Ciebie. Możesz użyć 30 minut kredytów impulsowych jeden po drugim lub sporadycznie przez cały dzień. Po wdrożeniu zasobów są one dostarczane z pełnym przydziałem środków. Kiedy te wyczerpują się, trwa mniej niż dzień, aby uzupełnić zapasy. Środki można wydać według własnego uznania. Zasobnik do przekroczeń nie musi być pełny, aby umożliwić nagłe zwiększenie wykorzystania zasobów. Akumulacja serii różni się w zależności od każdego zasobu, ponieważ jest ona oparta na nieużywanych operacjach wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i MB/s poniżej ich celów wydajności. Zasoby o wyższej wydajności bazowej mogą szybciej gromadzić swoje kredyty przyspieszenia niż zasoby o niższej wydajności bazowej. Na przykład, dysk P1 w stanie bezczynności generuje 120 operacji we/wy na sekundę, podczas gdy w stanie bezczynności dysk P20 generowałby 2300 operacji we/wy na sekundę.

Stany rozerwania

Istnieją trzy stany, w których zasób może znajdować się z włączonym trybem burstingu:

• Naliczanie — ruch we/wy zasobu jest mniejszy niż docelowy poziom wydajności. Akumulowanie kredytów na wzrost wydajności operacji we/wy na sekundę i MB/s odbywa się niezależnie od siebie. Zasób może zbierać kredyty IOPS i wydawać kredyty MB/s, albo na odwrót.
• Bursting — ruch zasobu przekracza docelową wydajność. Zwiększony ruch będzie niezależnie zużywać kredyty z liczby operacji wejścia/wyjścia na sekundę lub przepustowości.
• Stała — ruch zasobu dokładnie odpowiada celowi wydajnościowemu.

Przykłady wybuchania

W poniższych przykładach pokazano, jak działa burstowanie w kontekście różnych kombinacji maszyn wirtualnych i dysków. Aby ułatwić śledzenie przykładów, skupiamy się na MB/s, ale ta sama logika jest stosowana niezależnie od wartości IOPS.

Maszyna wirtualna z możliwością rozszerzenia z dyskami nieburzwalnymi

Kombinacja maszyn wirtualnych i dysków:

• Standard_L8s_v2
  • Nieskatalogowany MB/s: 160
  • Maksymalna przepustowość MB/s: 1,280
• Dysk systemu operacyjnego P50
  • Udostępniona MB/s: 250
  • Skalowanie dynamiczne na żądanie: nie jest włączone
• 2 Dyski danych P50
  • Udostępniona MB/s: 250
  • Skalowanie dynamiczne na żądanie: nie jest włączone

Po początkowym uruchomieniu aplikacja jest uruchamiana na maszynie wirtualnej i ma niekrytyczne obciążenie. To obciążenie wymaga 30 MB/s, które jest rozłożone równomiernie na wszystkich dyskach.

Następnie aplikacja musi przetworzyć zadanie wsadowe, które wymaga 600 MB/s. Standard_L8s_v2 dynamicznie zwiększa swoją moc obliczeniową, aby sprostać temu zapotrzebowaniu, a następnie żądania do dysków są równomiernie rozdzielane na dyski P50.

Maszyna wirtualna o zmiennej wydajności z dyskami o zmiennej wydajności

Kombinacja maszyn wirtualnych i dysków:

• Standard_L8s_v2
  • Nieskatalogowany MB/s: 160
  • Maksymalna przepustowość MB/s: 1,280
• Dysk systemu operacyjnego P4
  • Przydzielone MB/s: 25
  • Maksymalne przyspieszenie MB/s: 170
• 2 Dyski danych P4
  • Przydzielone MB/s: 25
  • Maksymalne przyspieszenie MB/s: 170

Po uruchomieniu maszyny wirtualnej zostanie ona uruchomiona, aby zażądać limitu szybkości wynoszącym 1280 MB/s z dysku systemu operacyjnego, a dysk systemu operacyjnego odpowie z wydajnością 170 MB/s.

Po uruchomieniu uruchom aplikację, która ma niekrytyczne obciążenie. Ta aplikacja wymaga 15 MB/s, które są rozłożone równomiernie na wszystkich dyskach.

Następnie aplikacja musi przetworzyć zadanie wsadowe, które wymaga 360 MB/s. Standard_L8s_v2 zwiększa się, aby sprostać temu zapotrzebowaniu, a następnie żądać. Dysk systemu operacyjnego wymaga tylko 20 MB/s. Pozostałe 340 MB/s są obsługiwane przez dyski danych P4 z funkcją burstingu.

Aplikacja wysyła żądanie o przepustowość 360 MB/s do maszyny wirtualnej, która przetwarza żądanie w trybie burst i wysyła zapytania o 170 MB/s do każdego z dysków danych oraz 20 MB/s z dysku systemu operacyjnego. Każdy dysk zwraca żądaną przepustowość, a maszyna wirtualna w trybie burst zwraca 360 MB/s do aplikacji.

Dalsze kroki

• Aby uaktywnić rozszerzanie na żądanie, zobacz Włączanie rozszerzania na żądanie.
• Aby dowiedzieć się, jak uzyskać wgląd w zasoby skokowe, zobacz Metryki skokowego wykorzystania dysków.
• Aby dokładnie sprawdzić, jaką wydajność może osiągnąć każdy z odpowiednich rozmiarów dysku, zobacz Cele skalowalności i wydajności dla dysków maszyn wirtualnych.