Questo documento descrive le funzionalità, i tipi, le prestazioni e i vantaggi dei volumi Persistent Disk. Se hai bisogno di spazio di archiviazione a blocchi per un'istanza di macchina virtuale (VM) o un container, 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 calcolo. Per scoprire di più sulle altre opzioni di archiviazione a blocchi in Compute Engine, consulta Scegliere 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 desktop o un server. I volumi di Persistent Disk non sono collegati alla macchina fisica che ospita l'istanza. ma vengono collegati all'istanza come dispositivi a blocchi di rete. Quando leggi o scrivi da un volume Persistent Disk, i dati vengono trasmessi sulla rete.
I dati su ciascun disco permanente sono distribuiti tra più dischi fisici. Compute Engine gestisce i dischi fisici e la distribuzione dei dati per garantire ridondanza e prestazioni ottimali.
Puoi scollegare o spostare i volumi per conservare i dati anche dopo aver eliminato le istanze. Le prestazioni dei Persistent Disk aumentano con le dimensioni, perciò puoi ridimensionare i volumi Persistent Disk esistenti o aggiungerne altri a una VM per soddisfare le tue esigenze di prestazioni e spazio di archiviazione.
Aggiungi un disco non di avvio all'istanza quando hai bisogno di uno spazio di archiviazione affidabile ed economico con caratteristiche di prestazioni coerenti.
Aggiungere un Persistent Disk all'istanza
Tipi di Persistent Disk
Quando crei un volume di Persistent Disk, puoi selezionare uno dei seguenti tipi di disco:
- Persistent Disk bilanciato (
pd-balanced)- Un'alternativa al Persistent Disk SSD (prestazionale).
- Equilibrio tra prestazioni e costi. Per la maggior parte dei tipi di macchine Compute Engine, questi dischi hanno lo stesso numero massimo di IOPS per i dischi permanenti 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 dischi permanenti standard e quella dei dischi permanenti SSD.
- Supportati da unità a stato solido (SSD).
- Disco permanente SSD (prestazioni) (
pd-ssd)- Adatti per applicazioni aziendali e database ad alte prestazioni che richiedono una latenza inferiore e più IOPS rispetto a quelli forniti dal Persistent Disk standard.
- Supportati da unità a stato solido (SSD).
- Standard Persistent Disk (
pd-standard)- Adatti per carichi di lavoro di elaborazione dati di grandi dimensioni che utilizzano principalmente I/O sequenziali.
- Supportati da unità disco rigido (HDD) standard.
- Extreme Persistent Disk (
pd-extreme)- Offre prestazioni costantemente elevate sia per carichi di lavoro ad accesso casuale che per velocità effettiva complessiva.
- Progettato per carichi di lavoro di database di fascia alta.
- Consente di eseguire il provisioning delle IOPS target.
- Supportati da unità a stato solido (SSD).
- Disponibile con un numero limitato di tipi di macchine.
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 tipo di macchina, consulta quanto segue:
Durabilità di Persistent Disk
La durabilità del disco rappresenta la probabilità di perdita di dati, per progettazione, per un disco tipico in un anno tipico, utilizzando una serie di ipotesi su guasti hardware, probabilità di eventi catastrofici, pratiche di isolamento e processi di ingegneria nei data center Google e codifiche interne utilizzate da ogni tipo di disco. Gli eventi di perdita di dati di Persistent Disk sono estremamente rari e storicamente sono stati il risultato di errori hardware coordinati, bug software o una combinazione dei due. Google adotta inoltre numerose misure per mitigare il rischio di corruzione silenziosa dei dati, un problema comune nel settore. L'errore umano di un cliente Google Cloud , ad esempio quando un cliente elimina accidentalmente un disco, non rientra nell'ambito della durabilità del Persistent Disk.
Esiste un rischio molto basso di perdita di dati con un volume Persistent Disk regionale a causa della codifica e della replica dei dati interni. Il disco permanente regionale offre alta disponibilità e può essere utilizzato per iripristino di emergenzary se viene perso un intero data center e non può essere recuperato. Il disco permanente regionale 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 primaria non è più 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 mostra la durabilità per la progettazione di ogni tipo di disco. Una durabilità del 99,999% significa che con 1000 dischi, probabilmente non ne perderai nemmeno uno per 100 anni.
| Persistent Disk standard a livello di zona | Persistent Disk bilanciato a livello di zona | Disco permanente SSD di zona | Persistent Disk con carico estremo di zona | Persistent Disk standard a livello di regione | Persistent Disk con bilanciamento del carico a livello di regione | Disco permanente SSD regionale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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% |
Serie di macchine supportate
Seleziona una serie di macchine per visualizzare i tipi di Persistent Disk (DP) supportati.
| Serie di macchine | DP SSD | DP bilanciato | DP Extreme | DP standard |
|---|---|---|---|---|
| C4 | — | — | — | — |
| C4A | — | — | — | — |
| C4D | — | — | — | — |
| C3 | — | — | ||
| C3D | — | — | ||
| N4 | — | — | — | — |
| N2 | ||||
| N2D | — | |||
| N1 | — | |||
| T2D | — | |||
| T2A | — | |||
| E2 | — | |||
| Z3 | — | — | ||
| H3 | — | — | — | |
| C2 | — | |||
| C2D | — | |||
| X4 | — | — | — | — |
| M4 | — | — | — | — |
| M3 | — | |||
| M2 | ||||
| M1 | ||||
| N1+GPU | — | |||
| A4X | — | — | — | — |
| A4 | — | — | — | — |
| A3 (H200) | — | — | — | — |
| A3 (H100) | — | — | ||
| A2 | — | |||
| G2 | — | — |
Capacità massima
I volumi Persistent Disk possono avere dimensioni fino a 64 TiB. Puoi aggiungere fino a 127 volumi di 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 gestione dei volumi logici all'interno della VM. Per informazioni su come garantire il massimo rendimento con volumi di grandi dimensioni, consulta Dimensioni dei volumi logici.
Disco permanente di zona
Un Persistent Disk di zona è un Persistent Disk accessibile solo all'interno di una zona specifica, ad esempio europe-west-2.
Facilità di utilizzo
Compute Engine gestisce la maggior parte delle attività di gestione dei dischi per te, in modo che tu non debba occuparti di partizionamento, array di dischi ridondanti o gestione dei sottovolumi. In genere, non è necessario creare volumi logici più grandi. Tuttavia, puoi estendere la capacità del disco permanente secondario collegato a 257 TiB per VM e applicare queste pratiche ai volumi Persistent Disk. Puoi risparmiare tempo e ottenere le migliori prestazioni se formatti iPersistent Disko permanente con un unico file system e nessuna tabella delle partizioni.
Se devi separare i dati in più volumi unici, crea dischi aggiuntivi anziché dividere i dischi esistenti in più partizioni.
Quando hai bisogno di spazio aggiuntivo sui volumi dei Persistent Disk, ridimensiona i dischi anziché ripartizionarli e formattarli.
Prestazioni
Le prestazioni di Persistent Disk sono prevedibili e scalano in modo lineare con la capacità di cui è stato eseguito il provisioning fino al raggiungimento dei limiti per le vCPU di cui è stato eseguito il provisioning di una VM. Per ulteriori informazioni sui limiti di scalabilità delle prestazioni e sull'ottimizzazione, consulta Configurare i dischi per soddisfare i requisiti di prestazioni.
I volumi del disco permanente standard sono efficienti ed economici per la gestione di operazioni di lettura/scrittura sequenziali, ma non sono ottimizzati per gestire tassi elevati di operazioni di input/output casuali al secondo (IOPS). Se le tue app richiedono tassi elevati di IOPS casuali, utilizza SSD o Extreme Persistent Disk. Il disco permanente SSD è progettato per latenze in millisecondi a singola cifra. La latenza osservata è specifica dell'applicazione.
Compute Engine ottimizza automaticamente le prestazioni e lo scaling sui volumi di Persistent Disk. Non è necessario combinare più dischi o preparare i dischi per ottenere le migliori prestazioni. 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 di Persistent Disk si basano sulla capacità totale di Persistent Disk collegata a una VM e sul numero di vCPU della VM.
Per i dispositivi di avvio, puoi ridurre i costi utilizzando un Persistent Diske standard. I volumi Persistent Disk di piccole dimensioni, 10 GiB, possono essere utilizzati per casi d'uso di avvio e gestione dei pacchetti di base. Tuttavia, per garantire prestazioni coerenti per un utilizzo più generale del dispositivo di avvio, utilizza un Persistent Disk bilanciato come disco di avvio.
Poiché le operazioni di scrittura del disco permanente contribuiscono al traffico di rete in uscita cumulativo per la tua VM, sono limitate dal limite di traffico di rete in uscita per la tua VM.
Affidabilità
Persistent Disk ha una ridondanza integrata per proteggere i tuoi dati da guasti alle apparecchiature e per garantire la disponibilità dei dati durante gli 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 corrisponda a ciò che hai scritto.
Inoltre, puoi creare snapshot del disco permanente per proteggerti dalla perdita di dati dovuta a errori dell'utente. Gli snapshot sono incrementali e richiedono solo pochi minuti per essere creati, anche se esegui lo snapshot dei dischi collegati alle VM in esecuzione.
Persistent Disk regionale
I volumi Persistent Disk regionali hanno qualità di archiviazione simili a Persistent Disk di zona. Tuttavia, i volumi Persistent Disk regionale forniscono archiviazione durevole e replica dei dati tra due zone nella stessa regione.
Informazioni sulla replica sincrona dei dischi
Quando crei un nuovo Persistent Disk, puoi crearlo in una zona o replicarlo in due zone all'interno della stessa regione.
Ad esempio, se crei un disco in una zona, ad esempio in us-west1-a, hai una copia del disco. Un disco creato in una sola zona è chiamato disco di zona. Puoi aumentare la disponibilità del disco archiviando un'altra
copia del disco in una zona diversa all'interno della regione, ad esempio in
us-west1-b.
Il Persistent Disk replicato in due zone della stessa regione è chiamato disco permanente regionale. Puoi anche utilizzare Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità per la replica sincrona tra zone di Google Cloud Hyperdisk.
È improbabile che una regione non funzioni del tutto, ma possono verificarsi errori a livello di zona. La replica all'interno della regione in zone diverse, come mostrato nell'immagine seguente, contribuisce alla disponibilità e riduce la latenza del disco. Se entrambe le zone di replica non funzionano, si considera un errore a livello di regione.
Il disco viene replicato in due zone.
Nello scenario replicato, i dati sono disponibili nella zona locale
(us-west1-a), ovvero la zona in cui è in esecuzione la macchina virtuale (VM). Quindi,
i dati vengono 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 carico di lavoro in esecuzione sul disco permanente regionale in un'altra zona. Per saperne di più, consulta la sezione Failover dei dischi permanenti a livello di regione.
Considerazioni sulla progettazione per il disco permanente regionale
Se progetti sistemi robusti o servizi ad alta disponibilità su Compute Engine, utilizza il disco permanente regionale in combinazione con altre best practice, ad esempio il backup dei dati utilizzando gli snapshot. I volumi dei dischi permanenti regionali sono progettati anche per funzionare con i gruppi di istanze gestite a livello di regione.
Prestazioni
I volumi del disco permanente regionale sono progettati per carichi di lavoro che richiedono un Recovery Point Objective (RPO) e un Recovery Time Objective (RTO) inferiori rispetto all'utilizzo degli snapshot del Persistent Disk.
I dischi permanenti a livello di regione sono un'opzione quando le prestazioni di scrittura sono meno critiche rispetto alla ridondanza dei dati in più zone.
Come Persistent Disk a livello di zona, il disco permanente a livello di regione può ottenere prestazioni di IOPS e velocità effettiva migliori sulle VM con un numero maggiore di vCPU. Per ulteriori informazioni su questo e altri limiti, consulta Configurare i dischi per soddisfare i requisiti di prestazioni.
Quando hai bisogno di più spazio su disco o di prestazioni migliori, puoi ridimensionare i dischi regionali per aggiungere più spazio di archiviazione, throughput e IOPS.
Affidabilità
Compute Engine replica i dati del Persistent Disk regionale nelle zone selezionate durante la creazione dei dischi. I dati di ogni replica sono distribuiti su più macchine fisiche all'interno della zona per garantire la ridondanza.
Analogamente al Persistent Disk a livello di zona, puoi creare snapshot del disco permanente per proteggerti dalla perdita di dati dovuta a errori dell'utente. Gli snapshot sono incrementali e richiedono solo pochi minuti per essere creati, anche se esegui lo snapshot dei dischi collegati alle VM in esecuzione.
Limitazioni per il disco permanente regionale
- È possibile collegare un disco permanente regionale solo alle macchine virtuali che utilizzano come machine family E2, N1, N2 e N2D.
- Puoi collegare Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità solo ai tipi di macchine supportati.
- Non puoi creare un Persistent Disk regionale 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 di zona. Per creare un disco Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità da un disco zonale, completa i passaggi descritti in Modifica un disco zonale in un disco Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità.
- Quando utilizzi la modalità di sola lettura, puoi collegare un Persistent Disk bilanciato regionale a un massimo di 10 istanze VM.
- La dimensione minima di un Persistent Disk standard regionale è 200 GiB.
- Puoi solo aumentare le dimensioni di un volume di Persistent Disk o Hyperdisk bilanciato ad alta disponibilità, non puoi ridurle.
- I volumi di dischi permanenti regionali e Hyperdisk bilanciato ad alta affidabilità hanno caratteristiche di prestazioni diverse rispetto ai dischi di zona corrispondenti. Per saperne di più, consulta Informazioni sulle prestazioni di Persistent Disk e Limiti di prestazioni per 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 zonale, le due repliche zonali non sono completamente sincronizzate al momento della creazione. Dopo la creazione, puoi utilizzare il clone del disco regionale in media entro 3 minuti. Tuttavia, potresti dover attendere decine di minuti prima che il disco raggiunga uno stato di replica completo e che l'obiettivo del punto di ripristino (RPO) sia vicino allo zero. Scopri come verificare se il disco replicato è stato replicato completamente.
Tipi di interfacce di archiviazione
L'interfaccia di archiviazione viene scelta automaticamente quando crei l'istanza o aggiungi volumi di Persistent Disk a una VM. Le VM Tau T2A e di terza generazione (come M3) utilizzano l'interfaccia NVMe per il Persistent Disk.
Le istanze Confidential VM utilizzano anche il disco permanente NVMe. Tutte le altre serie di macchine Compute Engine utilizzano l'interfaccia disco SCSI per Persistent Disk.
La maggior parte delle immagini pubbliche include sia i driver NVMe che SCSI. La maggior parte delle immagini include un
kernel con driver ottimizzati che consentono alla VM di ottenere le migliori prestazioni
utilizzando NVMe. Le immagini Linux importate ottengono le migliori prestazioni con NVMe se
includono la versione del kernel 4.14.68 o successive.
Per determinare se una versione del sistema operativo supporta NVMe, consulta la pagina Dettagli del sistema operativo.
Modalità multi-writer
Puoi collegare un disco permanente 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.
Persistent Disk in modalità multi-writer fornisce una funzionalità di archiviazione a blocchi condivisa e rappresenta una base infrastrutturale per la creazione di database e file system condivisi ad alta disponibilità. Questi file system e database specializzati devono essere progettati per funzionare con lo spazio di archiviazione a blocchi condiviso e gestire la coerenza della cache tra le VM utilizzando strumenti come SCSI Persistent Reservations.
Tuttavia, Persistent Disk con modalità multi-writer in genere non deve essere utilizzato direttamente. Molti file system come EXT4, XFS e NTFS non sono progettati per essere utilizzati con lo spazio di archiviazione a blocchi condiviso. Per ulteriori informazioni sulle best practice per la condivisione di Persistent Disk tra le VM, consulta Best practice.
Se hai bisogno di uno spazio di archiviazione file completamente gestito, puoi montare una condivisione file di Filestore sulle tue VM di Compute Engine.
Per attivare la modalità multi-writer per i nuovi volumi di 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 saperne di più, consulta Condividere volumi di dischi permanenti tra le VM.
Crittografia Persistent Disk
Compute Engine cripta automaticamente i dati prima che viaggino al di fuori della tua VM verso lo spazio di archiviazione su Persistent Disk. Ogni disco permanente rimane criptato con chiavi definite dal sistema o fornite dal cliente. Google distribuisce i dati del Persistent Disk su più dischi fisici in modo che gli utenti non possano controllarli.
Quando elimini un volume Persistent Disk, Google elimina le chiavi di cifratura, rendendo i dati irrecuperabili. Questa operazione è irreversibile.
Se vuoi controllare le chiavi di crittografia utilizzate per criptare i tuoi dati, crea i dischi con le tue chiavi di crittografia.
Limitazioni
Non puoi collegare un volume di 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.
Ciascun volume Persistent Disk può avere dimensioni fino a 64 TiB, quindi 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 del Persistent Disk e un numero limitato di singoli volumi di Persistent Disk. I tipi di macchine predefinite e personalizzate hanno gli stessi limiti per iPersistent Diski.
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 per una VM include le dimensioni del disco di avvio.
I tipi di macchine con core condivisi sono limitati a 16 volumi di Persistent Disk e 3 TiB di spazio totale del Persistent Disk.
La creazione di volumi logici di dimensioni superiori a 64 TiB potrebbe richiedere una considerazione speciale. Per ulteriori informazioni sulle prestazioni dei volumi logici più grandi, consulta Dimensioni dei volumi logici.
Persistent Disk e Colossus
Persistent Disk è progettato per funzionare in tandem con il file system di Google, Colossus, che è un sistema di archiviazione a blocchi distribuito. I driver Persistent Disk criptano automaticamente i dati sulla VM prima che vengano trasmessi dalla VM alla rete. Poi, Colossus rende persistenti i dati. Quando Colossus legge i dati, il driver decripta i dati in entrata.
I volumi Persistent Disk utilizzano Colossus per il backend di archiviazione.
Avere dischi come servizio è utile in diversi casi, ad esempio:
- Ridimensionare i dischi mentre l'istanza è in esecuzione è più semplice che arrestare prima l'istanza. Puoi aumentare le dimensioni del disco senza arrestare l'istanza.
- Il collegamento e lo scollegamento dei dischi diventano più semplici quando dischi e VM non devono condividere lo stesso ciclo di vita o trovarsi nella stessa posizione. È possibile arrestare una VM e utilizzare il relativo disco di avvio Persistent Disk per avviare un'altra VM.
- Le funzionalità di alta disponibilità 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.
Rivedi le informazioni sui prezzi di dischi e immagini.
Scopri come clonare un Persistent Disk permanente.
Scopri come condividere i volumi Persistent Disk tra le VM.
Scopri come ottimizzare le Persistent Disk permanente.
- Consulta le best practice per gli snapshot dei dischi.