کلیه ی داده ها و فایل ها بر روی هارد دیسک ها ذخیره می گردند. جهت ذخیره سازی فایل ها در سرورهای ابری می بایست نوع دیسک را انتخاب کرد. جهت کاربردهای مختلف، دیسک های متفاوتی وجود دارد. به عنوان مثال در برخی کاربردها نیاز به تاخیر کم داریم و سرعت نوشتن و خواندن خیلی مهم می باشد. برخی کاربردها جهت ذخیره سازی داده های پشتیبان به دیسک نیاز داریم. بنابراین در این مقاله انواع هاردهای سرور ابری و کاربردهای هر دسته را جهت کمک به انتخاب نوع دیسک بسته به کاربرد شما، بررسی می کنیم.
آنچه در این مقاله می‌خوانید:
انواع هارد سرور ابری
دیسک‌های EVS بر اساس عملکرد ورودی/خروجی (I/O) به انواع زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
- Extreme SSD
- Ultra-high I/O
- SSD همه منظوره
- High I/O
- I/O رایج (محصول نسل قبلی)
دیسک‌های EVS از نظر عملکرد و قیمت متفاوت هستند. دیسک‌های Extreme SSD EVS از الگوریتم‌های کنترل تراکم برای استقرار RDMA، با حداکثر توان خروجی تا 1000 مگابایت بر ثانیه و تأخیر بسیار کم تک کاناله استفاده می‌کنند.
کارآیی EVS
معیارهای کارآیی EVS عبارتند از:
IOPS: تعداد عملیات خواندن/نوشتن انجام شده توسط یک دیسک EVS در هر ثانیه
Throughput: مقدار داده‌ای که از یک دیسک EVS خوانده شده و در هر ثانیه نوشته می‌شود.
تأخیر ورودی/خروجی خواندن/نوشتن: حداقل فاصله بین دو عملیات خواندن/نوشتن متوالی روی دیسک EVS
| I/O رایج (محصول نسل قبلی) | High I/O | SSD همه منظوره | Ultra-high I/O | Extreme SSD | پارامتر |
| دیسک سیستم: 1024دیسک داده: 32768 | دیسک سیستم: 1024دیسک داده: 32768 | دیسک سیستم: 1024دیسک داده: 32768 | دیسک سیستم: 1024دیسک داده: 32768 | دیسک سیستم: 1024 دیسک داده: 32768 | حداکثر ظرفیت (گیگابایت) |
| دیسک‌هایی مناسب برای بارهای کاری کمتر | دیسک‌های مناسب برای بارهای کاری رایج | دیسک‌های مقرون‌به‌صرفه طراحی شده برای برنامه‌های اداری و سازمانی که به توان عملیاتی بالا و تاخیر کم نیاز دارند | دیسک‌هایی با کارایی بالا برای سرویس‌های حیاتی سازمانی و همچنین بارهای کاری که به توان عملیاتی بالا و تأخیر کم نیاز دارند | دیسک‌های فوق سریع برای حجم کاری که به پهنای باند فوق‌العاده بالا و تاخیر بسیار کم نیاز دارد | توضیح کوتاه |
| دیسک‌هایی مناسب برای بارهای کاری کمتر | اپلیکیشن‌هایی با بار کاری معمولی توسعه و آزمایش متداول | برنامه‌های کاربردی تعاملی با کارایی بالا و تاخیر کمبرنامه‌های اداری سازمانی محیط‌های توسعه و آزمایش گزارش‌های وب سرور دیسک‌های سیستمی با کارایی بالا، مانند دیسک کانتینری | خدمات رمزگذاری برنامه‌های کاربردی I/O-intensive NoSQL اوراکل SQL Server PostgreSQL برنامه های کاربردی حساس به تاخیر ردیس Memcache | پایگاه‌های داده Oracle SQL Server ClickHouse سناریوهای هوش مصنوعی | موارد کاربرد معمول |
| 2200 | 5000 | 20000 | 50000 | 128000 | حداکثر IOPsa |
| 50 | 150 | 250 | 350 | 1000 | حداکثر خروجی (MiB/s) |
| 2200 | 5000 | 8000 | 16000 | 64000 | محدودیت IOPS |
| حداقل (2200، 500 + 2 x ظرفیت) | حداقل (5000، 1800 + 8 x ظرفیت) | حداقل (20000، 1800 + 12 x ظرفیت) | حداقل (50000، 1800 + 50 x ظرفیت) | حداقل (128000، 1800 + 50 x ظرفیت) | دیسک IOPSc |
| 50 | حداقل (150، 100 + 0.15 × ظرفیت) | حداقل (250، 100 + 0.5 × ظرفیت) | حداقل (350، 120 + 0.5 × ظرفیت) | حداقل (1000، 120 + 0.5 × ظرفیت) | خروجی دیسک (MiB/s) |
| 5-10 | 1-3 | 1 | 1 | زیر میلی ثانیه | تأخیر دسترسی تک صف (ms) |
| SATA | SAS | GPSSD | SSD | ESSD | نام API |
کارآیی دیسک EVS ارتباط نزدیکی با اندازه بلوک داده دارد. یک دیسک EVS می‌تواند به حداکثر IOPS یا حداکثر توان عملیاتی دست یابد. برای بلوک های داده با اندازه کوچک، مانند 4 کیلو بایت یا 8 کیلوبایت، دیسک می‌تواند به حداکثر IOPS برسد. برای بلوک های داده با اندازه بزرگ، بزرگتر یا مساوی 16 کیلوبایت، دیسک می‌تواند به حداکثر توان عملیاتی برسد.
در زیر به عنوان مثال از یک دیسک ultra-high I/O استفاده می‌شود. طبق این فرمول، زمانی که اندازه یک دیسک ultra-high I/O بزرگتر یا مساوی 964 گیگابایت باشد، دیسک از نظر تئوری می‌تواند به حداکثر IOPS 50000 یا حداکثر توان 350 مگابایت بر ثانیه برسد. اما در عمل این‌گونه نیست. حداکثر IOPS و حداکثر توانی که یک دیسک می‌تواند به آن برسد نیز با اندازه بلوک داده متفاوت است. برای جزئیات، جدول 2 را ببینید.
| حداکثر توان عملیاتی (MiB/s) | حداکثر IOPS | اندازه بلوک داده |
| حدود 195 | حدود 50000 | 4 کیلوبایت |
| حدود 350 | حدود 44800 | 8 کیلوبایت |
| حدود 350 | حدود 22400 | 16 کیلوبایت |
| حدود 350 | حدود 11200 | 32 کیلوبایت |
فرمول محاسبه IOPS دیسک
دیسک IOPS = حداقل. (حداکثر IOPS , IOPS پایه + IOPS در هر گیگابایت x ظرفیت)
مثال زیر از یک دیسک ultra-high I/O EVS با حداکثر IOPS 50000 استفاده می‌کند.
- اگر ظرفیت دیسک 100 گیگابایت باشد، IOPS دیسک به صورت زیر محاسبه می‌شود:
IOPS دیسک = حداقل (50000, 1800 + 50 * 100)
IOPS دیسک مقدار کمتر بین 50000 و 6800 یعنی 6800 است.
- اگر ظرفیت دیسک 1000 گیگابایت باشد، IOPS دیسک به صورت زیر محاسبه می شود:
IOPS دیسک = حداقل (50000, 1800 + 50 * 1000)
IOPS دیسک مقدار کمتر بین 50000 و 51800 یعنی 50000 است.
قابلیت و اصول Disk Burst
قابلیت Disk Burst به یک دیسک با ظرفیت کم اجازه می‌دهد تا در مدت زمان معینی از حد IOPS دیسک فراتر رود. IOPS محدودیت کارآیی یک دیسک را نشان می‌دهد.
قابلیت burst برای بهبود سرعت راه‌اندازی سرور مناسب است. به طور معمول، دیسک‌های سیستم ظرفیت کمی دارند. به عنوان مثال، اگر یک دیسک ultra-high I/O 50 گیگابایتی قابلیت burst نداشته باشد، IOPS آن می‌تواند تنها به 4300 برسد که با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود: IOPS= حداقل (50000، 1800 + 50 x ظرفیت).
با این حال، اگر دیسک دارای قابلیت burst باشد، IOPS آن می‌تواند تا عدد 16000 برسد.
مثال زیر از یک دیسک EVS ultra-high I/O با محدودیت IOPS 16000 استفاده می‌کند.
- اگر ظرفیت دیسک 100 گیگابایت باشد، محدودیت IOPS دیسک 6800 است. در این حالت، حداکثر IOPS دیسک می‌تواند در مدت زمان مشخصی به 16000 برسد.
- اگر ظرفیت دیسک 1000 گیگابایت باشد، محدودیت IOPS دیسک 50000 است. در این حالت، محدودیت IOPS دیسک از قبل از حد انفجار IOPS (16000) فراتر رفته است و دیسک به قابلیتburst نیازی ندارد.
اصول مصرف و ذخیره burst IOPS به شرح زیر است:
قابلیت burst بر اساس یک token bucket پیاده‌سازی می‌شود. تعداد توکن‌های اولیه در bucket به صورت زیر محاسبه می‌شود:
تعداد توکن‌های اولیه = مدت زمان x burst حد انفجار IOPS
در مثال زیر، از یک دیسک EVS ultra-high I/O 100 گیگابایتی استفاده شده است و مدت زمان burst به صورت ثابت 1800 ثانیه است. بنابراین تعداد توکن‌های اولیه 28,800,000 (1800x 16000) است.
- نرخ تولید توکن: این نرخ برابر با محدودیت IOPS دیسک است که 6800 توکن در ثانیه است.
- نرخ مصرف توکن: این نرخ بر اساس میزان مصرف I/O محاسبه می‌شود. هر درخواست I/O یک توکن مصرف می‌کند. حداکثر نرخ مصرف 16000 توکن در ثانیه است که مقدار ماکزیمم بین burst IOPS دیسک و محدودیت IOPS است
اصول مصرف
زمانی که نرخ مصرف توکن بیشتر از نرخ تولید آن باشد، تعداد توکن‌ها به همین نسبت کاهش می‌یابد و در نهایت IOPS دیسک با نرخ تولید توکن (محدودیت IOPS) سازگار خواهد بود. در این مثال، دیسک می‌تواند تقریبا برای 3130 ثانیه [ (16,000 – 6800)28800000/] در وضعیت burst بماند.
اصول رزرواسیون
زمانی که میزان مصرف توکن کمتر از نرخ تولید باشد، تعداد توکن‌ها به همین نسبت افزایش می‌یابد و دیسک را قادر می‌سازد قابلیت burst را دوباره به دست آورد. در این مثال، اگر دیسک تقریبا 4235 ثانیه (28800000/6800) معلق باشد، token bucket با توکن‌ها پر می‌شود. قابلیت burst بر اساس یک token bucket پیاده‌سازی می‌شود.
سوالات متداول
هارد دیسک ابری چیست؟
هارد دیسک ابری سرویسی است که به شما امکان می‌دهد فایل‌ها را در اینترنت آپلود کرده و از هر رایانه‌ای به آنها دسترسی داشته باشید. هارد دیسک ابری مانند داشتن یک هارد اکسترنال غول پیکر در آسمان است که از هر جایی با اتصال به اینترنت قابل دسترسی است.
آیا سرورهای ابری از SSD استفاده می کنند؟
وقتی یک نمونه Cloud Bigtable ایجاد می‌کنید، انتخاب می‌کنید که خوشه‌های آن داده‌ها را روی درایوهای حالت جامد (SSD) یا درایوهای دیسک سخت (HDD) ذخیره کنند. ذخیره‌سازی SSD کارآمدترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین انتخاب برای بیشتر موارد استفاده است
منابع:
https://support.huaweicloud.com/intl/en-us/productdesc-evs/en-us_topic_0014580744.html
