Questo documento descrive le funzionalità, i tipi, le prestazioni e i vantaggi dei volumi Persistent Disk. Se hai bisogno di un'archiviazione a blocchi per un'istanza di macchina virtuale (VM) o un contenitore, ad esempio per un disco di avvio o un disco di dati, utilizza i volumi Persistent Disk se Google Cloud Hyperdisk non è disponibile per la tua istanza di computing. Per scoprire di più sulle altre opzioni di archiviazione a blocchi in Compute Engine, vedi Scegli un tipo di disco.
I volumi Persistent Disk sono dispositivi di archiviazione di rete durevoli a cui le istanze possono accedere come se si trattasse di dischi fisici su un computer o un server. I volumi Persistent Disk non sono collegati alla macchina fisica che ospita l'istanza, ma all'istanza stessa, come dispositivi a blocchi di rete. Quando leggi o scrivi da un volume Persistent Disk, i dati vengono trasmessi tramite la rete.
I dati su ciascun volume Persistent Disk sono distribuiti tra più dischi fisici. Compute Engine gestisce i dischi fisici e la distribuzione dei dati per garantirti ridondanza e prestazioni ottimali.
Puoi scollegare o spostare i volumi per conservare i dati anche dopo aver eliminato le istanze. Le prestazioni di Persistent Disk aumentano insieme alla dimensione, perciò puoi ridimensionare i volumi Persistent Disk o aggiungerne altri a una VM per soddisfare le tue esigenze di prestazioni e spazio di archiviazione.
Quando hai bisogno di uno spazio di archiviazione affidabile e conveniente con caratteristiche di prestazioni costanti, aggiungi un disco non di avvio all'istanza.
Aggiungi Persistent Disk all'istanza
Tipi di Persistent Disk
Quando crei un volume Persistent Disk, puoi selezionare uno dei seguenti tipi di disco:
- Persistent Disk bilanciato (
pd-balanced),- Un'alternativa al Persistent Disk SSD (prestazioni)
- Equilibrio tra prestazioni e costi Per la maggior parte dei tipi di macchina Compute Engine, questi dischi hanno lo stesso numero massimo di IOPS dei Persistent Disk SSD e un numero inferiore di IOPS per GiB. Questo tipo di disco offre livelli di prestazioni adatti alla maggior parte delle applicazioni per uso generico a una tariffa massima compresa tra quella dei Persistent Disk standard e quella Persistent Disk SSD.
- Supportati da unità a stato solido (SSD).
- Persistent Disk SSD (prestazioni) (
pd-ssd)- Adatti per applicazioni aziendali e database ad alte prestazioni che richiedono una latenza inferiore e più IOPS rispetto a quanto fornito dai Persistent Disk standard.
- Supportati da unità a stato solido (SSD).
- Persistent Disk standard (
pd-standard)- Adatti per workload di elaborazione dati di grandi dimensioni che utilizzano principalmente I/O sequenziali.
- Supportati da hard disk (HDD) standard.
- Persistent Disk con carico estremo (
pd-extreme)- Offrono prestazioni costantemente elevate sia per workload ad accesso casuale sia per throughput effettivo complessivo.
- Progettati per workload di database di fascia alta.
- Consentono di eseguire il provisioning delle IOPS target.
- Supportati da unità a stato solido (SSD).
- Disponibili con un numero limitato di tipi di macchina.
Se crei un disco nella console Google Cloud , il tipo di disco predefinito
è pd-balanced. Se crei un disco utilizzando gcloud CLI o
l'API Compute Engine, il tipo di disco predefinito è pd-standard.
Per informazioni sul supporto dei tipi di macchina, fai riferimento a quanto segue:
Durabilità di Persistent Disk
La durabilità del disco rappresenta la probabilità di perdita di dati, per impostazione predefinita, per un disco tipico in un anno tipico, utilizzando un insieme di ipotesi su guasti hardware, probabilità di eventi catastrofici, pratiche di isolamento e procedimenti di progettazione nei Google Data Centers e codifiche interne impiegate da ogni tipo di disco. Gli eventi di perdita di dati nei Persistent Disk sono estremamente rari e storicamente sono stati causati da guasti hardware coordinati, bug del software o una combinazione di entrambi. Google adotta inoltre molte misure per mitigare il rischio a livello di settore della corruzione silenziosa dei dati. Gli errori umani da parte di un cliente di Google Cloud , ad esempio quando questo elimina accidentalmente un disco, non rientrano nell'ambito della durabilità di Persistent Disk.
Data la replica e la codifica dei dati interna, esiste un rischio molto ridotto di perdita di dati con un volume Persistent Disk a livello di regione. Il Persistent Disk a livello di regione fornisce un'alta affidabilità e può essere utilizzato per il disaster recovery se un intero data center viene perso e non può essere recuperato. Il Persistent Disk a livello di regione fornisce il doppio delle repliche del disco rispetto al Persistent Disk a livello di zona, con ogni replica distribuita tra due zone nella stessa regione. Se una zona principale non è disponibile durante un'interruzione, è possibile accedere immediatamente alla replica nella seconda zona.
Per saperne di più sulle considerazioni specifiche per le regioni, consulta Area geografica e regioni.
La tabella seguente indica la durabilità per ogni tipo di disco. Una durabilità del 99,999% significa che se hai 1000 dischi, è probabile che possano trascorrere cento anni senza che tu ne perda nemmeno uno.
| Persistent Disk standard a livello di zona | Persistent Disk bilanciato a livello di zona | Persistent Disk SSD a livello di zona | Persistent Disk con carico estremo a livello di zona | Persistent Disk standard a livello di regione | Persistent Disk con carico bilanciato a livello di regione | Persistent Disk SSD a livello di regione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Migliore del 99,99% | Migliore del 99,999% | Migliore del 99,999% | Migliore del 99,9999% | Migliore del 99,999% | Migliore del 99,9999% | Migliore del 99,9999% |
Supporto delle serie di macchine
Seleziona una serie di macchine per visualizzare i tipi di Persistent Disk (PD) supportati.
| Serie di macchine | DP SSD | DP bilanciato | DP con carico estremo | DP standard |
|---|---|---|---|---|
| C4A | — | — | — | — |
| C4 | — | — | — | — |
| C4D (anteprima) | — | — | — | — |
| C3 | — | — | ||
| C3D | — | — | ||
| N4 | — | — | — | — |
| N2 | ||||
| N2D | — | |||
| N1 | — | |||
| T2D | — | |||
| T2A | — | |||
| E2 | — | |||
| Z3 | — | — | ||
| H3 | — | — | — | |
| C2 | — | |||
| C2D | — | |||
| X4 | — | — | — | — |
| M4 | — | — | — | — |
| M3 | — | |||
| M2 | ||||
| M1 | ||||
| N1+GPU | — | |||
| A4 | — | — | — | — |
| A3 (H200) | — | — | — | — |
| A3 (H100) | — | — | ||
| A2 | — | |||
| G2 | — | — |
Capacità massima
I volumi Persistent Disk possono avere una dimensione massima di 64 TiB. Puoi aggiungere fino a 127 volumi Persistent Disk secondari e non di avvio a livello di zona a un'istanza VM. Tuttavia, la capacità totale combinata di tutti i volumi Persistent Disk collegati a una singola VM non può superare i 257 TiB.
Puoi creare singoli volumi logici fino a 257 TiB utilizzando la loro gestione all'interno della VM. Per informazioni su come garantire le prestazioni massime con volumi di grandi dimensioni, consulta Dimensioni dei volumi logici.
Persistent Disk a livello di zona
Un Persistent Disk a livello di zona è un disco permanente accessibile solo all'interno
di una zona specifica, ad esempio europe-west-2.
Facilità di utilizzo
Compute Engine gestisce per te la maggior parte delle attività di gestione dei dischi, in modo che tu non debba occuparti di partizionamento, array di dischi ridondanti o gestione di sottovolumi. In genere, non devi creare volumi logici più grandi. Tuttavia, puoi estendere la capacità del Persistent Disk secondario collegato a 257 TiB per VM e applicare queste pratiche ai volumi Persistent Disk. Puoi risparmiare tempo e ottenere prestazioni migliori se formatti i volumi Persistent Disk con un singolo file system e senza tabelle di partizione.
Se devi separare i dati in più volumi univoci, crea dischi aggiuntivi invece di suddividere i dischi esistenti in più partizioni.
Quando hai bisogno di spazio aggiuntivo sui volumi Persistent Disk, ridimensiona i dischi anziché eseguire la partizione e la formattazione.
Prestazioni
Le prestazioni del Persistent Disk sono prevedibili e aumentano in modo lineare con la capacità sottoposta a provisioning fino a raggiungere i limiti delle vCPU anch'esse sottoposte a provisioning di una VM. Per ulteriori informazioni sull'ottimizzazione e sui limiti di scalabilità delle prestazioni, vedi Configura i dischi per soddisfare i requisiti delle prestazioni.
I volumi Persistent Disk standard sono efficienti ed economici per la gestione di operazioni di lettura/scrittura sequenziali, ma non sono ottimizzati per gestire alte velocità di operazioni di I/O casuali al secondo (IOPS). Se le tue app richiedono un numero elevato di IOPS casuali, utilizza un Persistent Disk SSD o uno con carico estremo. Il Persistent Disk SSD è progettato per latenze in millisecondi a una sola cifra. La latenza osservata è specifica per l'applicazione.
Compute Engine ottimizza automaticamente le prestazioni e la scalabilità dei volumi di Persistent Disk. Per ottenere le migliori prestazioni, non è necessario che tu raggruppi più dischi o che tu li preriscaldi. Quando hai bisogno di più spazio su disco o di prestazioni migliori, ridimensiona i dischi e, se necessario, aggiungi altre vCPU per aumentare lo spazio di archiviazione, il throughput e le IOPS. Le prestazioni del Persistent Disk si basano sulla capacità totale del disco collegata a una VM e sul numero di vCPU di cui dispone la VM.
Per i dispositivi di avvio, puoi ridurre i costi utilizzando un Persistent Disk standard. Volumi Persistent Disk di piccole dimensioni da 10 GB possono essere utilizzati per casi d'uso di avvio di base e gestione dei pacchetti. Tuttavia, per garantire prestazioni coerenti per un uso più generale del dispositivo di avvio, utilizza un Persistent Disk bilanciato come disco di avvio.
Poiché contribuiscono al traffico in uscita di rete cumulativo della VM, le operazioni di scrittura del Persistent Disk sono frenate dal limite di uscita di rete della VM.
Affidabilità
Il Persistent Disk ha una ridondanza integrata per proteggere i dati da guasti dell'apparecchiatura e per garantire la disponibilità dei dati tramite eventi di manutenzione del data center. I checksum vengono calcolati per tutte le operazioni del Persistent Disk, in modo da garantire che ciò che leggi sia ciò che hai scritto.
Inoltre, puoi creare snapshot del Persistent Disk per difenderti dalla perdita di dati in seguito a errori commessi dall'utente. Gli snapshot sono incrementali e la loro creazione richiede solo pochi minuti, anche se esegui snapshot di dischi collegati a VM in esecuzione.
Persistent Disk a livello di regione
I volumi Persistent Disk a livello di regione hanno qualità di archiviazione simili ai Persistent Disk a livello di zona. Tuttavia, i volumi Persistent Disk a livello di regione forniscono archiviazione durevole e replica dei dati tra due zone situate nella stessa regione.
Informazioni sulla replica sincrona dei dischi
Quando crei un nuovo Persistent Disk, puoi generare quel disco in una zona o replicarlo in due zone all'interno della stessa regione.
Ad esempio, se crei un disco in una zona, come in us-west1-a,
hai comunque a disposizione una copia di quel disco. Un disco creato in una sola zona è definito
disco a livello di zona. Puoi aumentare la disponibilità del disco archiviando un'altra copia
dello stesso in una zona diversa all'interno della medesima regione, ad esempio in
us-west1-b.
Quando un Persistent Disk viene replicato in due zone della stessa regione, si parla di Persistent Disk a livello di regione. Puoi anche utilizzare un Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità per la replica sincrona tra zone di Google Cloud Hyperdisk.
È improbabile che emergano guasti all'interno di una regione, ma possono verificarsi errori a livello di zona. La replica all'interno di una stessa regione, ma in zone diverse, come mostrato nell'immagine seguente, migliora la disponibilità e riduce la latenza del disco. Se in entrambe le zone di replica si verificano problemi, si parla di errore esteso a tutta la regione.
Il disco viene replicato in due zone.
Nello scenario di replica, i dati sono disponibili nella zona locale
(us-west1-a), ovvero nella zona in cui è in esecuzione la macchina virtuale (VM). I dati
vengono poi replicati in un'altra zona (us-west1-b). Una delle zone deve essere
la stessa in cui è in esecuzione la VM.
Se si verifica un'interruzione del servizio a livello di zona, in genere puoi eseguire il failover del workload in esecuzione su un Persistent Disk a livello di regione in un'altra zona. Per saperne di più, vedi Failover del Persistent Disk a livello di regione.
Considerazioni di progettazione per il Persistent Disk a livello di regione
Se stai progettando sistemi robusti o servizi ad alta affidabilità su Compute Engine, utilizza il Persistent Disk a livello di regione insieme ad altre best practice, come il backup dei dati mediante snapshot. I volumi Persistent Disk a livello di regione sono progettati anche per funzionare con gruppi di istanze gestite a livello di regione.
Prestazioni
I volumi Persistent Disk a livello di regione sono progettati per i workload che richiedono un Recovery Point Objective (RPO) e un Recovery Time Objective (RTO) inferiori rispetto all'utilizzo degli snapshot di Persistent Disk.
I Persistent Disk a livello di regione sono un'opzione considerabile quando le prestazioni di scrittura sono meno critiche rispetto alla ridondanza dei dati in più zone.
Come il Persistent Disk a livello di zona, quello a livello di regione può raggiungere un maggiore numero di IOPS e prestazioni in termini di throughput sulle VM con un numero maggiore di vCPU. Per ulteriori informazioni su questa e altre limitazioni, vedi Configura i dischi per soddisfare i requisiti delle prestazioni.
Quando hai bisogno di più spazio su disco o di prestazioni migliori, puoi ridimensionare i dischi a livello di regione per aggiungere altro spazio di archiviazione, throughput e IOPS.
Affidabilità
Compute Engine replica i dati del Persistent Disk a livello di regione nelle zone selezionate al momento della creazione dei dischi. Per garantire la ridondanza, i dati di ogni replica sono distribuiti su più macchine fisiche all'interno della zona.
Come per il Persistent Disk a livello di zona, puoi creare snapshot del Persistent Disk per difenderti dalla perdita di dati in seguito a errori commessi dall'utente. Gli snapshot sono incrementali e la loro creazione richiede solo pochi minuti, anche se esegui snapshot di dischi collegati a VM in esecuzione.
Limitazioni per il Persistent Disk a livello di regione.
- Puoi collegare un Persistent Disk a livello di regione solo alle VM che utilizzano tipi di macchina E2, N1, N2 e N2D.
- Puoi collegare l'Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità solo ai tipi di macchina supportati.
- Non puoi creare un Persistent Disk a livello di regione da un'immagine del sistema operativo o da un disco creato da un'immagine del sistema operativo.
- Non puoi creare un disco Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità clonando un disco a livello di zona. Per creare un disco Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità da un disco a livello di zona, completa i passaggi descritti in Modifica un disco a livello di zona in un disco Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità.
- Quando utilizzi la modalità di sola lettura, puoi collegare un Persistent Disk bilanciato a livello di regione a un massimo di 10 istanze VM.
- La dimensione minima di un Persistent Disk standard a livello di regione è di 200 GiB.
- Le dimensioni di un Persistent Disk a livello di regione odi un volume Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità possono solo essere aumentate e non ridotte.
- I volumi Persistent Disk a livello di regione e Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità hanno caratteristiche di prestazioni diverse rispetto ai corrispondenti dischi a livello di zona. Per saperne di più, consulta Informazioni sulle prestazioni di Persistent Disk e Limiti di prestazioni di Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità.
- Non puoi utilizzare un volume Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità in modalità multi-writer come disco di avvio.
- Se crei un disco replicato clonando un disco a livello di zona, le due repliche a livello di zona non sono completamente sincronizzate al momento della creazione. Dopo la creazione, puoi utilizzare la copia del disco a livello di regione in media entro 3 minuti. Tuttavia, potresti dover attendere decine di minuti prima che il disco raggiunga uno stato di replica completa e il Recovery Point Objective (RPO) sia vicino allo zero. Scopri come verificare se il disco ha raggiunto lo stato di replica completa.
Tipi di interfaccia di archiviazione
L'interfaccia di archiviazione viene scelta automaticamente quando crei l'istanza o aggiungi volumi Persistent Disk a una VM. Le VM Tau T2A e di terza generazione (ad esempio M3) utilizzano l'interfaccia NVMe per il Persistent Disk.
Anche le istanze Confidential VM utilizzano l'interfaccia NVMe per il Persistent Disk. Tutte le altre serie di macchine Compute Engine utilizzano l'interfaccia del disco SCSI per il Persistent Disk.
La maggior parte delle immagini pubbliche include sia i driver NVMe sia quelli SCSI. La maggior parte delle immagini include
un kernel con driver ottimizzati che consentono alla VM di ottenere migliori prestazioni
utilizzando NVMe. Le immagini Linux importate raggiungono prestazioni migliori con NVMe
se includono la versione del kernel 4.14.68 o una versione successiva.
Per determinare se una versione del sistema operativo supporta NVMe, consulta la pagina Dettagli del sistema operativo.
Modalità multi-writer
Puoi collegare un Persistent Disk SSD in modalità multi-writer a un massimo di due VM N2 contemporaneamente in modo che entrambe le VM possano leggere e scrivere sul disco.
Il Persistent Disk in modalità multi-writer offre una funzionalità di archiviazione a blocchi condivisa e rappresenta una base infrastrutturale per la creazione di database e filesystem condivisi ad alta affidabilità. Questi file system e database specializzati devono essere progettati per funzionare con l'archiviazione a blocchi condivisa e gestire la coerenza della cache tra le VM utilizzando strumenti come le prenotazioni permanenti SCSI.
Tuttavia, in genere non è consigliabile utilizzare direttamente il Persistent Disk in modalità multi-writer. Molti file system come EXT4, XFS e NTFS non sono progettati per essere utilizzati con l'archiviazione a blocchi condivisa. Per ulteriori informazioni sulle best practice per la condivisione di un Persistent Disk tra VM, vedi Best practice.
Se hai bisogno di uno spazio di archiviazione file completamente gestito, puoi montare una condivisione file di Filestore sulle tue VM Compute Engine.
Per attivare la modalità multi-writer per i nuovi volumi Persistent Disk, crea un nuovo
Persistent Disk e specifica il flag --multi-writer in gcloud CLI
o la proprietà multiWriter nell'API Compute Engine. Per ulteriori informazioni, vedi
Condividi volumi Persistent Disk tra VM.
Crittografia di Persistent Disk
Compute Engine cripta automaticamente i dati prima che viaggino al di fuori della VM verso lo spazio di archiviazione sul Persistent Disk. Ogni Persistent Disk rimane criptato con chiavi definite dal sistema o fornite dal cliente. Google distribuisce i dati del Persistent Disk su più dischi fisici in un modo non controllato dagli utenti.
Quando elimini un volume Persistent Disk, Google elimina a sua volta le chiavi di crittografia, rendendo i dati irrecuperabili. Questa operazione è irreversibile.
Se vuoi controllare le chiavi di crittografia utilizzate per criptare i dati, crea i dischi con le tue chiavi di crittografia.
Limitazioni
Non puoi collegare un volume Persistent Disk a una VM in un altro progetto.
Puoi collegare un Persistent Disk bilanciato a un massimo di 10 VM in modalità di sola lettura.
Per i tipi di macchine personalizzate o i tipi di macchine predefinite con un minimo di 1 vCPU, puoi collegare fino a 128 volumi Persistent Disk.
Ogni volume Persistent Disk può raggiungere una dimensione massima di 64 TiB; di conseguenza, non è necessario gestire array di dischi per creare volumi logici di grandi dimensioni. Ogni VM può collegare solo una quantità limitata di spazio totale sul Persistent Disk e un numero limitato di singoli volumi Persistent Disk. I tipi di macchine predefinite e personalizzate che utilizzano il Persistent Disk presentano gli stessi limiti.
La maggior parte delle VM può avere fino a 128 volumi Persistent Disk e fino a 257 TiB di spazio su disco totale collegato. Lo spazio su disco totale di una VM include le dimensioni del disco di avvio.
I tipi di macchina con core condivisi sono limitati a 16 volumi Persistent Disk e 3 TiB di spazio totale su Persistent Disk.
La creazione di volumi logici di dimensioni superiori a 64 TiB potrebbe richiedere considerazioni particolari. Per ulteriori informazioni sulle prestazioni dei volumi logici di grandi dimensioni, vedi Dimensioni dei volumi logici.
Persistent Disk e Colossus
Persistent Disk è progettato per funzionare in tandem con il file system di Google, Colossus, un sistema di archiviazione a blocchi distribuito. I driver di Persistent Disk criptano automaticamente i dati sulla VM prima che questi vengano trasmessi dalla VM alla la rete. Dopodiché, Colossus rende i dati permanenti. Quando Colossus legge i dati, il driver decripta i dati in arrivo.
I volumi Persistent Disk utilizzano Colossus per il backend di archiviazione.
Avere i dischi come servizio è utile in diversi casi, ad esempio:
- Ridimensionare i dischi mentre l'istanza è in esecuzione risulta più semplice rispetto all'arresto preventivo dell'istanza. Puoi aumentare le dimensioni del disco senza interrompere l'istanza.
- Il collegamento e lo scollegamento dei dischi diventa più semplice quando i dischi e le VM non devono condividere lo stesso ciclo di vita o essere co-localizzati. È possibile arrestare una VM e utilizzare il suo disco di avvio Persistent Disk per avviare un'altra VM.
- Le funzionalità ad alta affidabilità come la replica diventano più semplici perché il driver del disco può nascondere i dettagli della replica e fornire la replica automatica al momento della scrittura.
Passaggi successivi
Scopri come aggiungere un volume Persistent Disk alla tua VM.
Esamina le informazioni sui prezzi dei dischi e delle immagini.
Scopri come clonare un volume Persistent Disk.
Scopri come condividere volumi Persistent Disk tra VM.
Scopri come ottimizzare le prestazioni del Persistent Disk.
- Consulta le best practice per gli snapshot dei dischi.