Google Cloud Hyperdisk 性能简介


本文档介绍了 Google Cloud Hyperdisk 性能的运作方式,以便您了解 Hyperdisk 卷的性能,并为您的工作负载选择合适的 Hyperdisk 类型。

Hyperdisk 是 Google Cloud推荐的耐用型块存储选项。如需详细了解 Hyperdisk,请参阅 Hyperdisk 简介

如需了解详细的性能限制,请参阅 Hyperdisk 性能限制

如需查看 Hyperdisk 卷的当前或过去的性能,请参阅查看磁盘性能指标

术语和单位

本文档中所述的 Hyperdisk 性能��指 IOPS 和吞吐量。

  • IOPS 表示每秒输入/输出操作数。这是卷在一秒内执行或可执行的各项读写操作数。
  • 吞吐量是指每秒从卷读取或写入卷的字节数。吞吐量以 MiB/s 为单位计量。

大小计量以 GiB 或 TiB 为单位。

机器类型术语

术语“计算实例”是指虚拟机 (VM) 实例或裸金属实例。计算实例的机器类型是其属性(例如机器系列和 vCPU 数量)的特定组合。

在本文档中,机器类型采用以下格式表示:M-*-N,其中:

  • M 是机器系列,例如 C3
  • * 表示所有内存和 CPU 配置,例如 standardhighcpu
  • N 是 vCPU、CPU 或 GPU 标识的数量,例如,对于具有 22 个 vCPU 的实例,该值为 22;对于具有 8 个 GPU 的实例,该值为 8g

例如,c3-*-192 是指分别具有 192 个 vCPU 或 CPU 的所有 C3 虚拟机和裸金属实例,还包括 lssd 机器类型。如需了解详情,请参阅 Compute Engine 术语

Hyperdisk 性能摘要

将 Hyperdisk 卷挂接到实例时,可实现的性能上限取决于具体场景,如下表所述。

Hyperdisk
卷数量
性能上限
1 卷性能取以下两者中较小者:
  • 卷的预配性能
  • 机器类型针对 Hyperdisk 类型的性能限制。
2 种或更多相同 Hyperdisk 类型 所有卷的总性能取以下两者中较小者:
  • 每个卷预配的性能总和
  • 机器类型针对 Hyperdisk 类型的性能限制
2 种或更多 Hyperdisk 类型 所有卷的总性能取以下两者中较小者:
  • 每个卷预配的性能总和
  • 实例机器类型的性能限制

如需了解按 Hyperdisk 类型的限制,请参阅按 Hyperdisk 类型的性能限制

如需了解按机器类型的限制,请参阅按机器类型的性能限制

关于 Hyperdisk 的预配性能

您可以为 Hyperdisk 卷指定目标性能水平。您指定或预配的 IOPS 或吞吐量值称为预配性能。

您可以在创建卷时预配卷的性能。您还可以在使用卷时提高或降低性能,而无需���加卷的大小。

预配性能并非保证的性能水平。而是您希望在高峰使用时段内卷需要达到的目标性能水平。实际性能取决于使用该卷的实例的限制以及其他一些因素。

默认性能水平

为 Hyperdisk 卷预配性能水平是可选的。如果您未指定值(例如,由于您不确定工作负载需要多少 IOPS 或吞吐量),Compute Engine 会使用默认值创建卷。您稍后可以增加或减少该值。默认值因 Hyperdisk 类型而异,并在 Hyperdisk BalancedHyperdisk Balanced 高可用性Hyperdisk ExtremeHyperdisk ThroughputHyperdisk ML默认 IOPS 和吞吐量值部分中列出。

预配性能的限制

您可以预配的性能上限取决于 Hyperdisk 类型和卷大小。

Hyperdisk 类型的限制

每种 Hyperdisk 类型都具有性能水平上限,您可以进行预配。某些 Hyperdisk 类型可让您预配 IOPS 或吞吐量,或同时预配两者。如果您无法预配吞吐量,则卷的吞吐量取决于预配的 IOPS。同样,如果您无法预配 IOPS,则卷的 IOPS 取决于您预配的吞吐量。

例如,您可以为 Hyperdisk ML 卷预配吞吐量,但不能预配 IOPS。Hyperdisk ML 的 IOPS 与吞吐量比率为每 MiB/s 的预配吞吐量 16 IOPS。因此,如果您创建的 Hyperdisk ML 卷的吞吐量为 100,000 MiB/s,则该卷的 IOPS 会预配 1,600,000 IOPS。

基于大小的限制

您可以预配的性能上限会随着卷的大小而变化。例如,对于 10 TiB 的 Hyperdisk Balanced 卷,您可以预配 3,000 到 160,000 IOPS,但对于 50 GiB 的卷,您可以预配 3,000 到 25,000 IOPS。

如需详细了解每种 Hyperdisk 类型的基于大小的限制,请参阅Hyperdisk BalancedHyperdisk Balanced 高可用性Hyperdisk ExtremeHyperdisk ThroughputHyperdisk ML 页面上的大小和性能限制部分。

下表列出了您可以为每种 Hyperdisk 类型预配的性能上限。

Hyperdisk 类型 每个卷的可预配性能上限 可自定义吞吐量 可自定义 IOPS
平衡 Hyperdisk 160,000 IOPS
2,400 MiB/s
Hyperdisk Balanced 高可用性 100,000 IOPS
1,200 MiB/s
Hyperdisk Extreme 350,000 IOPS 否;每 1,000 IOPS 250 MiB/s,最高 5,000 MiB/s
Hyperdisk ML 1,200,000 MiB/s 否;每 MiB/s 吞吐量 16 IOPS,最高 19,200,000 IOPS
Hyperdisk Throughput 600 MiB/s 否;每 MiB/s 吞吐量 4 IOPS,最高 2,400 IOPS。

稳定状态性能

对于对性能波动敏感的工作负载,请考虑使用可提���稳定状态性能的机器系列。稳定状态性能限制是指实例在所有已挂接卷上可以维持的性能水平。相比之下,性能水平上限是指实例可以达到的最高性能水平。

稳定状态性能限制不构成服务等级协议 (SLA)。

为了让 Hyperdisk 卷达到特定的稳定状态性能限制,其预配性能必须等于或大于稳定状态限制。

稳定状态性能限制在挂接到实例的所有磁盘之间共享。

提供稳定状态性能的机器系列

以下机器系列可提供稳定状态性能:

配置工作负载以达到预配性能

Hyperdisk 卷的实际性能(即挂接到实例时观察到的性能)不能超过以下限制:

  • 卷的预配性能
  • 实例特有的性能限制,包括 Hyperdisk 类型的特定限制

因此,为确保卷可以达到其预配性能,请考虑以下因素:

虽然 I/O 大小和应用设计等因素并非性能限制,但也会影响性能。如需详细了解这些因素,请参阅影响性能的工作负载特有因素

实例性能限制如何影响 Hyperdisk 性能

每个计算实例都具有以下性能限制,具体取决于其机器类型:

  • Hyperdisk 类型的性能限制
  • 实例的总体性能限制

每项限制都适用于特定情况。

每种 Hyperdisk 类型的实例性能限制

每个实例对您挂接到实例的所有指定类型的 Hyperdisk 卷都有性能限制。

此限制适用的情况:当您将一个或多个同一类型的 Hyperdisk 卷挂接到实例时。为了让每个卷达到其预配性能,实例性能限制必须大于所有卷的预配性能总和。否则,卷的性能不得超过实例的性能限制。

示例

假设您有一个 Hyperdisk Throughput 卷 hdt-disk-1,其预配吞吐量为 600 MiB/s,并且您想将该卷挂接到 c3-*-4 实例。

c3-*-4 实例具有以下吞吐量限制:

Hyperdisk 类型 最大吞吐量 (MiB/s)
平衡 Hyperdisk 400
Hyperdisk Extreme 不支持
Hyperdisk Throughput 240
Hyperdisk Balanced 高可用性 400
Hyperdisk ML 400

如果您将 hdt-disk-1 挂接到虚拟机,该卷的实际性能不得超过 240 MiB/s。如果您改为挂接 Hyperdisk Balanced 卷,则 Hyperdisk Balanced 卷的性能不得超过 400 MiB/s。

如果您将 2 个 Hyperdisk Balanced 卷挂接到虚拟机,则这两个 Hyperdisk Balanced 卷的总性能仍不能超过 400 MiB/s。无论这两个卷的预配性能如何都是如此。

按 Hyperdisk 类型的性能限制中列出了每个 Hyperdisk 按机器类型的性能限制。

实例的总体性能限制

每个实例都有一个可达到的总体性能限制。此限制在挂接到实例的所有卷之间共享。

此限制适用的情况:当您将多种类型的 Hyperdisk 挂接到实例时。无论每个卷的预配性能如何,所有卷的实际性能总和都不能超过实例的性能限制。

如果实例���持 Persistent Disk,则所有挂接的 Persistent Disk 卷也共享相同的限制。

示例

假设您有一个 c3-*-22 实例,其最大吞吐量为 1,800 MiB/s。

您需要将以下资源附加到虚拟机:

  • 2 个 Hyperdisk Balanced 卷,每个卷的预配吞吐量为 900 MiB/s。
  • 1 个 Hyperdisk Throughput 卷,预配吞吐量为 500 MiB/s

所有卷的总性能不得超过 1,800 MiB/s。

如需查看限制列表,请参阅按机器类型的性能限制

影响性能的工作负载特有因素

本部分介绍了影响 Hyperdisk 卷可实现的吞吐量和 IOPS 限制的工作负载特有因素。如需详细了解如何提高性能,请参阅优化 Hyperdisk 性能

为了达到 Hyperdisk 卷提供的 IOPS 和吞吐量级别上限,您必须考虑以下工作负载参数:

  • I/O 大小:您必须使用特定的块大小才能达到 IOPS 和吞吐量限制,如下所示:
    • IOPS 上限要求 I/O 大小为 4 KB。
    • 吞吐量上限要求 I/O 大小至少为 256 KB。
  • 队列长度:队列长度是卷的待处理请求数。为了达到性能上限,您必须根据工作负载的 I/O 大小、IOPS 和延迟时间敏感程度来调整队列长度。最佳队列长度因每个工作负载而异,但通常应大于 256。
  • 挂接的卷数量:为实现最佳性能,我们建议将 8 个或更少的卷挂接到虚拟机。

后续步骤