關於 GKE 適用的超磁碟

Google Cloud Hyperdisk 是 GKE 提供的網路區塊儲存空間選項。您可以在 GKE 叢集中使用這個儲存空間選項，方法與其他 Compute Engine 永久磁碟磁碟區類似，但可更靈活地調整工作負載效能。相較於 Persistent Disk 儲存空間，Hyperdisk 的每秒輸入/輸出作業數 (IOPS) 和處理量上限大幅提高。Persistent Disk 磁碟區的效能是由連結至節點的所有磁碟區共用，Hyperdisk 則可讓您指定及調整各個 Hyperdisk 磁碟區的效能等級。

您可以在 GKE 上選擇下列 Hyperdisk 選項：

優點

• 有了 Hyperdisk，您部署的有狀態工作負載效能會更穩定。
• 有了 Hyperdisk，您可以在 GKE 上佈建、管理及擴充有狀態工作負載，不必費心管理地端部署儲存區域網路 (SAN)，也無須負擔相關費用。
• Hyperdisk 儲存空間容量會分區，並以個別磁碟區的形式提供給 GKE 節點。Hyperdisk 磁碟區與節點分離，因此您可以在節點之間連接、卸載及移動磁碟區。儲存在 Hyperdisk 磁碟區中的資料，在節點重新啟動和刪除後仍會保留。您也可以將多個 Hyperdisk 磁碟區新增至單一 GKE 節點。

定價

系統會按照 Hyperdisk 磁碟區的總佈建容量計費，直到您刪除這些項目為止。系統會每月按 GiB 收費。此外，您也需要支付下列費用：

• 對於超出基準值 3,000 的 IOPS 和 140 MiB/s 的輸送量，Hyperdisk Balanced 會按照每月費率，針對佈建 IOPS 和佈建輸送量 (以 MiB/s 為單位) 收取費用。
• Hyperdisk Extreme 會按照佈建 IOPS 按月收費。
• Hyperdisk Throughput 會按照佈建輸送量 (以 MiB/s 為單位) 按月收費。

如需定價資訊，請參閱 Compute Engine 說明文件中的磁碟定價。

限制

• 建立磁碟區後，您只能透過 Compute Engine API 修改下列設定：
  • 處理量：Hyperdisk Throughput 和 Hyperdisk Balanced 磁碟區
  • IOPS：Hyperdisk Extreme 和 Hyperdisk Balanced 磁碟區
• Hyperdisk 磁碟區只能連接至特定執行個體類型，不支援唯讀連接。
• Hyperdisk ML 專屬限制：
  • Hyperdisk ML 無法做為開機磁碟。
  • Hyperdisk ML 無法在多重寫入模式下使用。
  • Hyperdisk ML 不支援儲存空間集區。
• Hyperdisk Balanced HA 專屬限制：
  • Hyperdisk Balanced HA 無法用於 Kubernetes ReadOnlyMany 模式。
  • 如果磁碟區處於 ReadWriteMany 存取模式，Hyperdisk Balanced HA 不支援快照。
  • 另請參閱 Compute Engine 說明文件中有關區域磁碟的「限制」一節。
• 詳情請參閱 Compute Engine 說明文件的「限制」一節。

支援的節點排程

您可以使用自訂 StorageClass，自動將 Hyperdisk 工作負載排定至支援的節點。如要啟用這項行為，請使用 use-allowed-disk-topology: "true" 參數建立 StorageClass。如要使用這項功能，叢集和節點集區必須為 1.34.1-gke.2541000 以上版本。使用這個 StorageClass 佈建的磁碟區不會在較低版本的節點集區中排程。

以下範例說明已啟用這項功能的 StorageClass。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: hyperdisk-balanced-compatible-scheduling
provisioner: pd.csi.storage.gke.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowVolumeExpansion: true
parameters:
  type: hyperdisk-balanced
  use-allowed-disk-topology: "true"

自動選取磁碟類型

在 1.35.3-gke.1290000 以上版本中，您可以在 StorageClass 中指定 Hyperdisk 和 Persistent Disk 的偏好磁碟類型。GKE 會根據節點的機器類型，自動為工作負載選取磁碟類型。這種做法可讓您建立單一 StorageClass，支援多個 VM 世代，這是在使用自訂 ComputeClass 進行多系列容量備用時的必要條件。由於 C4、C4D 和 N4 等較新的機器系列僅支援 Hyperdisk，而 N2 和 N2D 等較舊的系列支援 Persistent Disk，因此固定至單一磁碟類型的 StorageClass 可防止有狀態 Pod 在可用區資源短缺期間，跨機器世代容錯移轉。自動選取磁碟類型後，您可以佈建與 Hyperdisk 相容的機器系列 (例如 C4、C3 和 N4)，同時在 N2D 或 C2 等機器系列上改用永久磁碟。

如要啟用自動選取磁碟功能，請將 StorageClass 中的 parameters.type 欄位設為 dynamic。您可以使用下列參數指定偏好的磁碟類型：

您可以在 StorageClass 中，使用 Hyperdisk 和 Persistent Disk 的任何其他區塊儲存空間參數。GKE 建立使用特定磁碟類型的磁碟區時，只會套用與該類型對應的參數。

下列 StorageClass 說明如何設定動態磁碟類型選取，優先為支援的節點使用 hyperdisk-balanced，並自動為其他節點使用 pd-balanced。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: dynamic-volume
provisioner: pd.csi.storage.gke.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowVolumeExpansion: true
parameters:
  type: dynamic
  pd-type: pd-balanced
  hyperdisk-type: hyperdisk-balanced
  use-allowed-disk-topology: "true"
  # The parameters below only apply to the hyperdisk-type and are ignored if
  # the pd-type is selected.
  provisioned-throughput-on-create: "250Mi"
  provisioned-iops-on-create: "3000"

Hyperdisk 和 Autopilot 運算級別

如要在使用運算類別的 Autopilot 叢集上使用 Hyperdisk，請確認節點的機型支援 Hyperdisk，且支援運算類別。

以下範例說明如何指定 nodeSelector 屬性，在使用 Hyperdisk Balanced 時，控制 Autopilot 叢集上 Pod 的排程，並搭配效能運算類別。

cloud.google.com/compute-class: "Performance"
cloud.google.com/machine-family: "c3"

詳情請參閱「選擇 Autopilot Pod 的運算級別」。

規劃 Hyperdisk 磁碟區的效能等級

請參考下列注意事項，為 Hyperdisk 磁碟區規劃適當的效能等級。

後續步驟

• 為 Hyperdisk Balanced、Throughput、Extreme 或 Balanced 高可用性建立 StorageClass。
• 建立 Hyperdisk ML 的 StorageClass。
• 瞭解如何將 Persistent Disk 磁碟區遷移至 Hyperdisk。
• 在 GKE 使用 Hyperdisk 調整儲存空間效能。
• 透過 Hyperdisk 儲存空間集區，提高儲存空間效能和成本效益。