Cómo optimizar el rendimiento del almacenamiento en tu centro de datos

El centro de datos moderno es muy diferente al de hace una década aproximadamente. En lugar de ejecutar una o dos aplicaciones por sistema, sus bastidores de servidores están alojando infraestructuras virtuales completas como parte de nubes privadas o híbridas. Pero eso no significa que no necesites entender el hardware en el que estás ejecutando para dirigir de manera óptima las máquinas virtuales y las aplicaciones.

Comprender el rendimiento del almacenamiento

Uno de los componentes más importantes de un servidor moderno es su almacenamiento. Los cuellos de botella aquí, ya sea en velocidades de lectura y escritura o en ancho de banda disponible, pueden afectar gravemente las aplicaciones. Los usuarios no quieren esperar a que los datos se carguen o que las ventanas de guardado les impidan continuar con su trabajo. Tus acuerdos de nivel de servicio dependen del rendimiento del disco, la latencia, el rendimiento y las IOPs.

DISKSPD es una gran herramienta

Es posible que estés familiarizado con CrystalDiskMark, una herramienta popular de benchmarking de disco. Se utiliza para evaluar el hardware, mostrando cómo manejan los diferentes patrones de lectura y escritura los discos duros y las unidades de estado sólido (SSD). Sin embargo, los patrones que utiliza son fijos, y aunque brindan una buena imagen de cómo funcionaría un disco en un sistema de consumidor, no pueden simular cargas de trabajo más complejas, como las que podrías encontrar en una infraestructura virtual que ejecute una serie de aplicaciones diferentes.

Lo que la mayoría de las personas no saben es que detrás de la interfaz gráfica inteligente de CrystalDiskMark hay una herramienta de línea de comandos de Microsoft. DISKSPD es una herramienta gratuita y de código abierto para evaluar el rendimiento de las unidades con un conjunto personalizable de cargas de trabajo. Es sorprendentemente configurable, con un conjunto de opciones de línea de comandos que te permiten construir scripts que pueden ejecutar una serie de pruebas en sistemas operativos de escritorio y servidor. Con el código fuente en GitHub, es posible modificar el código y crear tus propias versiones personalizadas, tal vez como parte de un sistema de verificación de hardware automatizado para clasificar cada nueva unidad que llega a tu negocio.

A diferencia de CrystalDiskMark, DISKSPD te permite crear tus propias cargas de trabajo sintéticas, simulando las lecturas y escrituras que una aplicación realizaría en funcionamiento normal (y permitiéndote probar cargas pesadas que podrían no ocurrir regularmente).

Empezando con DISKSPD

Empezar es bastante fácil; puedes descargar DISKSPD desde GitHub y configurarlo directamente. Alternativamente, Microsoft ofrece un conjunto de instrucciones para instalarlo de forma remota usando PowerShell, una alternativa útil si estás evaluando un grupo de sistemas Windows Server Core que pueden no tener un navegador o una interfaz de usuario más allá de una línea de comandos. Esta última opción es buena utilizar si estás evaluando hardware que se utiliza para Azure Stack HCI. Microsoft proporciona una URL corta única que siempre apunta a la versión más reciente.

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El archivo DISKSPD contiene versiones de 64 bits, 32 bits y ARM. En la mayoría de los casos, querrás usar la versión amd64 de 64 bits, a menos que estés trabajando con una versión anterior del servidor. Sin embargo, el sistema operativo de servidor moderno de Microsoft es de 64 bits, al igual que Windows 10 de escritorio.

Comienza ejecutando DISKSPD desde la línea de comandos de Windows, ya sea con cmd o con el más moderno PowerShell. No hay un instalador, por lo que puedes usar la ruta completa del directorio de instalación para ejecutar la herramienta, o navegar hasta ella y ejecutarla desde cualquier lugar donde esté instalada. DISKSPD tiene un impresionante conjunto de parámetros de configuración, por lo que vale la pena pasar tiempo con su documentación en el wiki de GitHub.

Las pruebas se pueden ejecutar en diferentes objetivos, archivos regulares, particiones nombradas o dispositivos físicos. En la práctica, es mejor trabajar con un archivo de destino para probar cómo funciona un disco con una aplicación. Alternativamente, se pueden probar unidades nuevas antes de particionar y formatear, utilizando la identificación del dispositivo físico para obtener el comportamiento en bruto de las unidades. Puedes utilizar una partición como objetivo, pero no se recomienda, ya sea que estés probándola como si fuera una unidad sin procesar o trabajando con un sistema de archivos, en cuyo caso es probable que las otras dos opciones sean las más apropiadas.

Creación y ejecución de pruebas con DISKSPD

Crear una prueba requiere concatenar una selección de parámetros. Esto hace que sea una herramienta extremadamente potente, y vale la pena experimentar antes de construir y desplegar una prueba. La prueba predeterminada dura 10 segundos, pero puedes ajustar la duración, con tiempos de calentamiento y de enfriamiento, tanto para pruebas de varios sistemas. DISKSPD tiene muchas opciones de nivel muy bajo, por ejemplo, gestionando tanto la caché a nivel del sistema operativo como la caché del hardware.

En el corazón de una prueba está cómo se crean y escriben archivos, como las pruebas de escritura aleatoria o secuencial. Incluso puedes cambiar el tamaño de los bloques que se están escribiendo, con la opción de ajustar el porcentaje de escrituras frente a lecturas, lo que te permite simular el equilibrio esperado de operaciones de tus aplicaciones. Otras opciones te permiten establecer la afinidad del procesador y el número de subprocesos utilizados, con subprocesos trabajando contra diferentes destinos. Puedes proporcionar tus propios archivos de prueba, utilizando salidas de muestra de tus aplicaciones, o crear muestras automáticamente. Incluso existe la opción de utilizar eventos para sincronizar pruebas entre diferentes instancias de DISKSPD, para simular múltiples aplicaciones que se ejecutan al mismo tiempo en el mismo hardware.

Si planeas construir y ejecutar una serie compleja de pruebas, no necesitas construir llamadas por separado a la línea de comandos. En su lugar, puedes construir archivos de configuración XML para cada prueba, evitando el riesgo de errores y errores tipográficos. Microsoft proporciona consejos y ejemplos para diversos cargas de trabajo comunes, incluyendo operaciones transaccionales y análisis de negocios. Puedes utilizar estos para caracterizar las operaciones utilizadas por las aplicaciones comunes de línea de negocio y aplicar las pruebas adecuadas para tu suite de aplicaciones y servicios planificados.

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Los resultados se entregan en un archivo de texto, con estadísticas por subproceso y por destino. Puedes ver los bytes escritos y leídos, el ancho de banda utilizado y las IOPs de las tareas. Hay una opción para ver la latencia de lecturas y escrituras, así como información sobre el procesador. Vale la pena utilizar herramientas como Excel para procesar y mostrar los resultados de DISKSPD, especialmente si estás interesado en obtener un análisis estadístico de los resultados de diferentes tipos de escritura.

DSKSPD es una herramienta poderosa y mucho más capaz que el familiar CrystalDiskMark a nivel de consumo. Sin embargo, como todas las herramientas poderosas, lleva tiempo obtener el máximo provecho de ella. Necesitas ser capaz de construir las pruebas adecuadas para tu carga de trabajo, interpretando los resultados para ayudar a diseñar e implementar arreglos de discos y servidores en un clúster o un sistema Azure Stack HCI. Resultados detallados como estos te permiten demostrar que el hardware y la infraestructura cumplen con los SLAs planificados o si se necesita una mayor inversión.

También podrás manejar cualquier queja del equipo de aplicaciones, sugiriendo que examinen su código en lugar de señalar con el dedo a tu hardware.

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