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Tradução
Inglês

Suporte Hyper-V para obter a Visão geral de discos de setor grande

 

Aplica-se a: Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

O Hyper-V em Windows Server 2012 introduz suporte para discos de tamanho de setor grande para ajudar a garantir a compatibilidade com inovações emergentes em hardware de armazenamento.

A indústria de armazenamento de dados é a transição do formato físico de unidades de disco rígido de setores de 512 bytes para os setores de 4096 bytes (também conhecidos como setores de 4K ou 4KB). Esta transição é impulsionada por vários fatores, incluindo o aumento da densidade de armazenamento e a confiabilidade.

No entanto, a maioria da indústria de software depende de setores de disco de 512 bytes de comprimento. Uma mudança no tamanho do setor apresenta problemas de compatibilidade em muitos aplicativos. Para minimizar o impacto sobre a indústria, os fornecedores de discos rígidos estão introduzindo unidades de emulação transicional de 512 bytes (512e). Essas unidades oferecem algumas das vantagens oferecidas por unidades nativas de 4 KB (como a melhoria da eficiência de formato e um esquema melhorado para os códigos de correção de erros (ECC)), mas com menos problemas de compatibilidade do que ao expor um tamanho de setor de 4 KB na interface de disco.

A indústria de armazenamento está introduzindo unidades físicas com formato de 4 KB para fornecer maior capacidade. Espera-se que este novo formato seja amplamente adotado pelos clientes. As atualizações para a pilha de virtualização no Hyper-V em Windows Server 2012 asseguram a compatibilidade para as configurações de armazenamento em que o disco rígido físico subjacente usa o novo formato de 4 KB.

Este recurso requer unidades de disco físicas que usam o formato 512e ou o nativo de 4 KB.

O Hyper-V em Windows Server 2012 fornece o seguinte:

Os discos 512e podem executar operações de gravação apenas em termos de um sector físico; ou seja, não podem gravar diretamente em um sector de gravação de 512 bytes concedido a ele. O processo interno no disco que faz com que esta gravação seja possível consiste nas seguintes etapas:

  1. O disco lê um setor físico de 4 KB em seu cache interno, que contém o setor lógico de 512 bytes, o qual é referido na gravação.

  2. Os dados no armazenamento em buffer de 4 KB são modificados para incluir o setor de 512 bytes atualizado.

  3. O disco executa uma gravação do buffer de 4 KB atualizado de volta ao seu setor físico no disco.

Este processo é chamado de Read-Modify-Write (RMW). Este processo RMW causa degradação do desempenho em discos rígidos virtuais (VHDs), devido aos seguintes motivos:

  1. Os VHDs dinâmicos e diferenciais têm um bitmap de setor de 512 bytes na frente de sua carga de dados. Além disso, rodapé/cabeçalho/localizadores pai, todos se alinham a um setor de 512 bytes. Portanto, é comum que o condutor do VHD emita gravações de 512 bytes para atualizar estas estruturas, o que resulta no comportamento de RMW descrito acima.

  2. É comum que os aplicativos emitam leituras e gravações em tamanhos múltiplos de 4 KB (o tamanho padrão do cluster de NTFS). Como existe um bitmap de setor de 512 bytes na frente do bloco de carga de dados de VHDs dinâmicos e de diferenciação, os blocos de 4 KB não são alinhados com o limite físico de 4 KB. Cada gravação de 4 KB emitida pelo analisador atual para atualizar os resultados dos dados de carga em duas leituras para dois blocos no disco, que são então atualizados e, posteriormente, gravados novamente nos dois blocos de disco.

O impacto no desempenho global para as cargas de trabalho estava na faixa de 30% a 80% e foi ainda mais elevado às vezes.

O Hyper-V atenua o impacto de desempenho de discos 512e na pilha VHD por meio do preenchimento das estruturas mencionadas anteriormente para ser alinhado a limites de rolagem de 4 KB no formato VHD. Isso reduz o impacto RMW ao acessar os dados dentro do arquivo VHD, bem como ao atualizar as estruturas de metadados de VHD.

O driver VHD atual assume um tamanho de 512 bytes do sector físico e emite E/Ss de 512 bytes, o que o torna incompatível com esses discos. Como resultado, o driver VHD atual não pode abrir arquivos VHD em discos de setor físico de 4KB. O Hyper-V torna possível armazenar VHDs em discos de 4KB por meio da implementação de um algoritmo de software RMW na camada VHD para converter o acesso de 512 bytes e atualizar a solicitação para o arquivo VHD ser correspondente aos acessos e atualizações de 4 KB.

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