有效实现Azure Ultra Disk Storage

了解Azure Ultra Disk

托管磁盘是Azure简化基础设施即服务存储的磁盘管理的特性。托管磁盘是一种虚拟硬盘，其工作原理与物理磁盘非常相似，只是存储是抽象和虚拟化的。Azure以页面blob的形式存储磁盘，其形式为随机I/O存储对象。

要使用托管磁盘，您只需提供必要的存储资源，其余的工作由Azure完成，即部署和管理驱动器。

Azure提供了四个托管磁盘层:标准硬盘层、标准SSD层、高级SSD层和基于SSD技术的新超级硬盘存储层。Ultra Disk ssd支持MongoDB、SQL Server、SAP HANA等系统驱动的企业级工作负载，以及高性能、关键任务应用。最新的存储层具有可配置的性能属性，可以通过调整IOPS和吞吐量来满足不断变化的性能需求。

Azure Ultra Disk Storage实现了分布式块存储架构，使用NVMe来支持I/ o密集型的工作负载。NVMe是一种主控制器接口和存储协议，通过计算机的高速PCIe总线加速数据中心系统和ssd之间的数据传输。

超级磁盘存储使得仅使用一个超级磁盘就可以利用虚拟机的最大I/O限制，而不需要分条多个磁盘。

除了新的存储层，Azure还引入了虚拟磁盘客户端(VDC)，这是一种运行在计算主机上的简化客户端。客户端完全了解Azure Ultra disk集群中的虚拟磁盘元数据映射。这种了解使客户端能够直接与存储服务器通信，绕过通常用于建立初始磁盘连接的负载均衡器和前端服务器。

与早期托管磁盘存储层在美国，路线就不那么直了。例如，Azure Premium SSD存储依赖于Azure Blob存储缓存。因此，计算主机运行的是Azure Blob Cache Driver，而不是VDC。驱动程序与存储前端通信，存储前端又与分区服务器通信。然后，分区服务器与连接到存储设备的流服务器通信。

另一方面，VDC支持更直接的连接，最大限度地减少读写操作遍历的层数，减少延迟并提高性能。

部署超级磁盘存储

Azure Ultra Disk Storage让您可以独立配置容量、IOPS和吞吐量，提供必要的灵活性，以满足特定的性能要求。硬盘的容量范围为4gib ~ 64tib，最大可提供300iops，最大160,000 IOPS。对于吞吐量，Azure支持每个磁盘每秒最多2,000 MB。

超级磁盘存储使得仅使用一个超级磁盘就可以利用虚拟机的最大I/O限制，而不需要分条多个磁盘。不需要解绑定磁盘，也不需要重启虚拟机，也可以配置磁盘的IOPS或吞吐量。Azure在不到一小时的时间内自动实现了新的性能设置。

部署“Ultra Disk Storage”时，可以使用Azure资源管理器， Azure CLI或PowerShell。超级磁盘存储目前可在三个Azure地区:美国东部2，北欧和东南亚。微软计划将业务扩展到其他地区，但该公司没有提供具体的时间表。另外，“超级磁盘存储”仅支持ESv3和DSv3 Azure虚拟机。

Azure Ultra Disk在幕后处理数据持久性。该服务构建在Azure的本地冗余存储(LRS)上，LRS在同一个可用性区域内维护数据的三个副本。如果应用程序将数据写入存储服务，那么只有在LRS系统复制了数据之后，Azure才会确认操作。

在实现Ultra Disk Storage时，必须考虑限制Azure在资源上的位置。例如，您可以为您的VM配置一个16-GiB超级磁盘，IOPS为4,800。但是，如果使用Standard_D2s_v3虚拟机，则无法充分利用存储，因为虚拟机由于其限制而被限制为3,200 IOPS。为了实现超级磁盘存储的全部好处，您需要能够支持其功能的硬件。

Ultra Disk在托管磁盘阵容中的位置

Azure Managed Disks通过在后台处理部署和管理细节，简化了磁盘管理。目前，Azure提供了以下四种存储选项以适应不同的工作负载。

的标准硬盘层是最基本的层，提供可靠、低成本的选项，支持IOPS、吞吐量和延迟对应用程序交付不是关键的工作负载。由于这个原因，标准硬盘层非常适合备份和其他非关键工作负载。最大磁盘大小为32,767 GiB，最大IOPS为2,000，最大吞吐量为500mib / s。

的标准固态驱动器层提供了标准HDD层的一个升级，以支持需要更好的一致性、可用性、可靠性和延迟的工作负载。标准SSD层非常适合web服务器和少量使用的应用程序，以及开发和测试环境。最大磁盘大小为32767 GiB，最大IOPS为6000，最大吞吐量为750mib / s。

在Ultra Disks层发布之前，溢价SSD层是托管磁盘堆栈中的顶级产品。高级层是针对对生产和性能敏感的工作负载进行调整的，这些工作负载需要比底层更高的性能。这一层可以使支持I/ o密集型工作负载的任务关键型应用程序受益。最大磁盘大小为32,767 GiB，最大IOPS为20,000，最大吞吐量为900mib / s。

的超磁盘层是向客户提供的最新托管磁盘服务。新的层将性能提升到更高的水平，提供高IOPS和吞吐量，始终保持低延迟。客户无需重启虚拟机即可动态更改性能设置。Ultra Disks层的目标是数据密集型应用程序，如SAP HANA、Oracle Database和其他事务繁重的工作负载。该分级最大磁盘大小为65,536gib，最大IOPS为160,000，最大吞吐量为2000mib / s。

因为超级磁盘存储是Azure的一项新服务，它有一些限制。该服务仅在少数地区可用，并且只能与几种类型的vm一起工作。另外，不能为运行在可用集中的虚拟机挂载超级磁盘。该服务也不支持快照、虚拟机规模集、Azure磁盘加密、Azure Backup或Azure Site Recovery。您不能将现有磁盘转换为超级磁盘，但可以将数据从现有磁盘迁移到超级磁盘。

尽管有这些限制，Azure Ultra Disk Storage可以证明是计划转移他们的资产数据密集型应用程序到云上。毫无疑问，微软将继续改进服务，将他们的影响扩展到其他地区，解决其他Azure数据服务缺乏支持的问题，但这还没有发生，一些IT团队可能会坚持在考虑迁移他们的工作负载之前解决这些问题。与此同时，Ultra Disk Storage有望成为一项值得关注的服务，特别是对于那些已经致力于Azure生态系统的组织来说。