魏衡，微軟雲資深架構師，國內 Azure 最早的架構師之一。

Azure的VM設計中，Disk相關的設計是非常重要的一個內容，本文將介紹Azure上的VM Disk相關的一些最佳實踐和一些小的技巧。

一、Azure VM中Disk的儲存賬戶設計

1. Storage型別的選擇

Azure VM的Disk服務是Azure Storage中blob儲存服務中的Page Blob。Azure的Storage服務的種類有：

目前，國內還只有LRS、GRS和RA-GRS三種模式。由於LRS的Ingress和Egress的吞吐量比GRS都要大（請參考下面Storage Account的limitation表格），因此如果儲存賬戶是用做VM的Disk，除非有特殊用途，建議採用LRS的模式。

2. Storage Account的名字的設計

Storage Account Name是Storage Account的標識。具體Storage Account在後臺的邏輯拓撲結構如下：

而Storage Account的負載均衡是通過Storage Account實現的。不同的Storage Account Name通過DNS解析，到不同的Storage Stamp。因此Storage Account Name的選擇在某種程度上會影響Disk的效能。這主要是因為：

a. Azure儲存使用分割槽(Partition)的方案來擴充套件和負載平衡。

就是說，一部分Storage Account在一個分割槽內，有可能多個Storage Account解析出來的IP地址都是一個，就是說這些Storage Account在一個分割槽內。而分割槽的劃分是基於“鍵”的。而鍵是由Storage Account Name來決定的。如果客戶選擇Storage Account的名字比較相似，比如：msftpayroll, msftperformance, msftemployees，或者帶時間戳的：log20160101, log20160102, log20160102，這些Storage Account有可能都被分配到同一個partition下。

b. Azure的partition是可以動態調整的。

Azure Storage有自動Balance的功能，當某一個Container的負載過高時，系統會自動進行負載的調整，實現負載均衡。但這個調整的過程中，儲存的呼叫等的時延會增加。

c. 基於上面的討論，建議在儲存賬戶的設計時，就考慮這些因素。

最佳實踐是：仔細檢查帳戶、容器、blob的命名約定。 應該考慮使用雜湊函式給某些帳戶名稱前新增3位雜湊值。比如：5sx-msftpayroll, 79h-msftperformance, n2a-msftemployees，如果企業命名規定中必須使用時間戳或數字標識，建議不要採用簡單的字首新增或字尾新增，這樣有可能使所有訪問集中到一個Partition上。如果採用時間，建議採用ssmmhh的模式，或在時間前加3位雜湊值。如果採用數字標識，建議在數字標識前加3位雜湊值，比如：jha-log20160101, a9g-log20160102, i76-log20160102。

3. Storage Account的高可用設計

如果建立的Storage Account主要是用於VM Disk使用的，那在Storage Account的設計中，高可用性變的至關重要。根據這幾年Azure專案中碰到的問題，建議的最佳實踐是：

a. VM的Disk分散到不同的Storage Account

一般會把Web、APP的VM Disk分成兩組，分別放到Left和Right兩個Storage Account。這樣萬一當有一個Storage Account出現故障時，不會影響所有的VM。另外對於DB的Disk，建議一個DB VM的Disk放到一個儲存賬戶中，如圖所示。

b. 同一層VM的Disk放到不同的Storage Account

在a中提到的部署模式下，如果客戶的VM數量比較多，這樣部署也存在問題：有可能會hit到Storage Account的效能上限，這時會出現VM重啟或無法啟動的情況，這點在後面會介紹。為了避免這種問題建議將Storage Account再細分，部署如下：

每一組VM分兩個Storage Account，儘量將Disk分散部署。

4. Storage Account的容量設計

每個Storage Account都有各種指標的限制，與Disk相關的具體如下：

其中每個Storage Account最大20,000個IOPS。而每個普通Disk的IOPS是500 IOPS。所以當一個Storage Account的Disk超過40個時（40*500 IOPS=20,000 IOPS），VM會出現重啟或者不能啟動的情況。

因此建議在每個Storage Account裡的Disk的數量不要超過20個。由於Storage Account的數量相對比較大，而且沒有費用產生，因此在有大量VM的情況下，建議多開Storage Account，以減少每個Storage Account中Disk的數量。

二、Azure VM中Disk掛載的一些技巧

在物理機環境下，Disk在Linux系統中的序號是以這塊盤加入VM的順序決定的。當Azure VM重新啟動時，如果VM掛載了多塊盤，由可能出現磁碟名稱改變的情況。如果在/etc/fstab中掛載採用的是/dev/sdx的方式，有可能出現掛載錯誤，造成應用不能使用的情況。

解決這個問題的方法有兩種：

1.採用在/etc/fstab中採用uuid進行掛載的方式

在完成fdisk和mkfs後，檢視分割槽的uuid：
[[email protected] by-uuid]# pwd
/dev/disk/by-uuid
[[email protected] by-uuid]# ll
total 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Feb 7 08:35 4357d916-ea92-49eb-b52e-250bb5ff9e15 -> ../../sdc1
lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Feb 7 08:33 73115bac-e4f6-4ec4-ab84-c203352ca8f6 -> ../../sdb1
lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Feb 7 08:33 feab1e37-ed03-4d4f-9734-4d4de8590e34 -> ../../sda1
/etc/fstab的配置如下：
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu Oct 27 14:05:24 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
UUID=feab1e37-ed03-4d4f-9734-4d4de8590e34 / xfs defaults 0 0
UUID=4357d916-ea92-49eb-b52e-250bb5ff9e15 /disk1 ext4 defaults 0 0
掛載fstab中定義的分割槽：
[[email protected] by-uuid]# mount -a
[[email protected] by-uuid]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 30G 1.3G 29G 5% /
devtmpfs 1.7G 0 1.7G 0% /dev
tmpfs 1.7G 0 1.7G 0% /dev/shm
tmpfs 1.7G 8.3M 1.7G 1% /run
tmpfs 1.7G 0 1.7G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb1 133G 61M 126G 1% /mnt/resource
tmpfs 345M 0 345M 0% /run/user/1000
/dev/sdc1 9.8G 37M 9.2G 1% /disk1

2.採用lvm邏輯卷的方式掛載

lvm分三步：
pvcreate：
[[email protected] dev]# pvcreate /dev/sdc
Physical volume "/dev/sdc" successfully created
[[email protected] dev]# pvcreate /dev/sdd
Physical volume "/dev/sdd" successfully created
[[email protected] dev]# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree 
/dev/sdc lvm2 --- 10.00g 10.00g
/dev/sdd lvm2 --- 10.00g 10.00g
[[email protected] dev]# pvdisplay 
"/dev/sdc" is a new physical volume of "10.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdc
VG Name 
PV Size 10.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0 
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID TdVhKK-TDgM-wH52-a9Yd-fXuS-vWRf-6XpvE8

"/dev/sdd" is a new physical volume of "10.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdd
VG Name 
PV Size 10.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0 
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID vZB460-GBeB-tgtX-6HGD-BTNY-e0nO-zqnTcU
vgcreate：
[[email protected] dev]# vgcreate data-vg /dev/sdc /dev/sdd
Volume group "data-vg" successfully created
[[email protected] dev]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree 
data-vg 2 0 0 wz--n- 19.99g 19.99g
[[email protected] dev]# vgdisplay 
--- Volume group ---
VG Name data-vg
System ID 
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 1
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 0
Open LV 0
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size 19.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 5118
Alloc PE / Size 0 / 0 
Free PE / Size 5118 / 19.99 GiB
VG UUID iCYHkh-jnPS-6YVT-ox6y-VT2s-vH2P-mCy6fZ
lvcreate:
[[email protected] dev]# lvcreate -i 2 -I 1024 -l 5118 -n data-lv data-vg 
Logical volume "data-lv" created.
[[email protected] dev]# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
data-lv data-vg -wi-a----- 19.99g 
[[email protected] dev]# lvdisplay
--- Logical volume ---
LV Path /dev/data-vg/data-lv
LV Name data-lv
VG Name data-vg
LV UUID 39jXWa-ncvE-Qz8X-aSKg-1n4o-7uVa-1VxGQE
LV Write Access read/write
LV Creation host, time hwvpntestcentos, 2017-02-07 08:48:05 +0000
LV Status available
# open 0
LV Size 19.99 GiB
Current LE 5118
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 8192
Block device 253:0

其中-i表示採用Raid0的方式實現磁碟的邏輯卷。
此時在/dev/data-vg中存在data-lv的邏輯卷：
[[email protected] data-vg]# pwd
/dev/data-vg
[[email protected] data-vg]# ll
total 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 Feb 7 08:48 data-lv -> ../dm-0
對這個邏輯捲進行格式化：
mkfs.ext4 /dev/data-vg/data-lv
編輯/etc/fstab
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu Oct 27 14:05:24 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
UUID=feab1e37-ed03-4d4f-9734-4d4de8590e34 / xfs defaults 0 0
/dev/data-vg/data-lv /disk1 ext4 defaults 0 0
進行掛載：
[[email protected] data-vg]# vim /etc/fstab 
[[email protected] data-vg]# mount -a
[[email protected] data-vg]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 30G 1.3G 29G 5% /
devtmpfs 1.7G 0 1.7G 0% /dev
tmpfs 1.7G 0 1.7G 0% /dev/shm
tmpfs 1.7G 8.3M 1.7G 1% /run
tmpfs 1.7G 0 1.7G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb1 133G 61M 126G 1% /mnt/resource
tmpfs 345M 0 345M 0% /run/user/1000
/dev/mapper/data--vg-data--lv 20G 45M 19G 1% /disk1

這種情況下，底層disk的磁碟再如何變化，磁碟掛載不會出現問題。

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