Riggen_HomeLab_Storage - itnett/FTD02H-N GitHub Wiki

For å optimalisere lagringskonfigurasjonen din for best mulig ytelse og kapasitet, med tanke på at dette er en labb der redundans ikke er høyeste prioritet, men du fortsatt vil unngå å overbelaste eller skade de eldre SSD-ene, anbefaler jeg en tilnærming som balanserer hastighet, kapasitet og holdbarhet.

Optimal Lagringskonfigurasjon for Din Proxmox Rigg:

1. Maskinvareoppsummering:

  • M.2 NVMe SSD:

    • 1 x 1TB M.2 NVMe SSD - Installert som systemdisk for Proxmox VE.

  • High-End SATA SSD-er:

    • 2 x 1.8TB (eller 1.6TB) 2.5" High-End SATA SSD-er - Tilgjengelige for bruk som primærlagring for VM-er og containere.
    • Flere eldre High-End SATA SSD-er - Usikker på kapasiteten, men brukes parvis for lagring eller caching.

2. Lagringsmålsettinger:

  • Hovedmål:
    • Maksimal lese- og skrivehastighet.
    • Maksimal lagringskapasitet.
    • Minimere risikoen for tidlig slitasje på eldre SSD-er.
    • Enkel administrasjon med mulighet for å overvåke SSD-helsetilstanden gjennom ZFS.

3. Anbefalt Lagringsoppsett:

Installasjon av Proxmox VE på M.2 NVMe SSD:
  1. Bruk M.2 NVMe SSD som systemdisk:
    • Installer Proxmox på M.2 NVMe SSD-en (1 TB) for å få best mulig ytelse. Dette sikrer rask oppstart, rask tilgang til Proxmox-administrasjon, og generelt bedre respons.
    • Denne M.2-disken vil også kunne lagre små, kritiske VM-er eller containere som trenger ekstrem ytelse.
Primærlagring for VM-er og Containere på High-End SSD-er:

  1. Bruk 2 x 1.8TB (eller 1.6TB) High-End SATA SSD-er:

    • Konfigurasjon: ZFS stripe (RAID 0) for maksimal hastighet og kapasitet.
    • Fordeler:
      • Høy ytelse: RAID 0 (striping) gir maksimal lese- og skriveytelse ved å dele data mellom de to diskene.
      • Maksimal kapasitet: Du får samlet kapasitet på 3.2TB (hvis de er 1.6TB hver) eller 3.6TB (hvis de er 1.8TB hver).
    • Ulemper:
      • Ingen redundans. Hvis en av diskene feiler, vil data på begge diskene gå tapt. Dette er imidlertid mindre viktig i et labbmiljø der datatap ikke er kritisk.
    zpool create fast-vm-storage raidz0 /dev/sda /dev/sdb

    Eller hvis det er RAID 0:

    zpool create fast-vm-storage /dev/sda /dev/sdb

  2. Bruk av eldre SSD-er for Ytterligere Lagring:

    • Bruk to og to like SSD-er som separate ZFS pooler for spesifikke formål (som caching, mindre kritiske VM-er, lagring av ISO-filer, etc.):
      • For eksempel: 
        zpool create iso-storage /dev/sdc /dev/sdd
    • Sett opp en ZFS pool for hvert par SSD-er for å spre slitasje over flere disker og unngå overbelastning av noen få disker.
    • Fordeler: Bruker SSD-er som fremdeles kan ha mye bruk igjen, men i konfigurasjoner som ikke er kritiske og som gir fleksibilitet.
Caching og Lagringsoptimalisering:
  1. Bruk av ZFS Cache (L2ARC) og Log Device (SLOG):
    • L2ARC (Read Cache): Hvis du har en eldre SSD som fortsatt er brukbar, kan du bruke denne som en ZFS L2ARC cache for å forbedre leseoperasjoner. 
      zpool add fast-vm-storage cache /dev/sde
    • SLOG (Separate Log Device): Du kan også bruke en annen eldre SSD som en SLOG-enhet for å akselerere synkrone skriveoperasjoner, noe som kan være nyttig for å forbedre ytelsen til databaser eller applikasjoner med høy skriveintensitet. 
      zpool add fast-vm-storage log /dev/sdf

4. Konklusjon om Lagringskapasitet og Ytelse:

  • Systemdisk:

    • 1TB M.2 NVMe SSD dedikert til Proxmox VE installasjon og potensielt små, kritiske VM-er.

  • Primær VM- og Containerlagring:

    • 3.2-3.6 TB ZFS Stripe Pool (RAID 0) på 2x 1.8TB (eller 1.6TB) High-End SATA SSD-er for høy ytelse og maksimal kapasitet.

  • Sekundær Lagring og Caching:

    • Bruk eldre SSD-er i parvis konfigurasjon som sekundær lagringspool for mindre kritiske oppgaver.
    • Konfigurer L2ARC og SLOG for å forbedre lese- og skriveoperasjoner.

Fordeler ved Dette Oppsettet:

  • Maksimal ytelse: Ved å bruke RAID 0-konfigurasjon og M.2 NVMe som systemdisk, oppnår du de høyeste hastighetene for Proxmox og VM-lagring.
  • Optimal utnyttelse av eldre SSD-er: Eldre disker brukes på en måte som minimerer risikoen for overbelastning og maksimerer gjenstående levetid.
  • Fleksibilitet: Du kan enkelt overvåke diskens tilstand med ZFS og reagere på feil før de påvirker labmiljøet alvorlig.

Anbefalinger:

  • Overvåking: Bruk ZFS-overvåkingsverktøy for å holde oversikt over diskhelsen og slitasje.
  • Dokumentasjon: Hold dokumentasjon på konfigurasjonen, inkludert hvordan lagringspooler er satt opp, for enkel feilsøking og fremtidige justeringer.
  • Backup-strategi: Selv om redundans ikke er en prioritet, sørg for at viktige konfigurasjonsfiler og dokumentasjon sikkerhetskopieres eksternt.

Dette oppsettet vil gi deg maksimal hastighet og kapasitet mens du forvalter SSD-levetiden på en intelligent måte, noe som er ideelt for ditt labmiljø.

Ja, det er en god idé å bruke den nye 1TB M.2 NVMe SSD-en som en cache disk for ZFS! Dette vil forbedre ytelsen til ditt lagringssystem ved å akselerere lese- og skriveoperasjoner, samtidig som du reduserer belastningen på de eldre SATA SSD-ene.

Fordeler ved å Bruke M.2 NVMe SSD som Cache Disk

  1. Raskere Leseoperasjoner (L2ARC):

    • Ved å konfigurere M.2 NVMe SSD som en L2ARC (Level 2 Adaptive Replacement Cache), kan du drastisk forbedre lesehastighetene for data som ofte blir aksessert.
    • Dette betyr at når data blir lest flere ganger fra disk, vil ZFS lagre en kopi i L2ARC. Siden NVMe SSD-er er ekstremt raske, kan dette redusere behovet for å lese data fra de eldre og potensielt tregere SATA SSD-ene.

  2. Raskere Skriveoperasjoner (SLOG):

    • Du kan også bruke en del av M.2 NVMe SSD som en SLOG (Separate Intent Log) for ZFS. SLOG fungerer som en mellomlagringsenhet for synkrone skriver, noe som kan forbedre ytelsen for applikasjoner som krever høy IOPS (Input/Output Operations Per Second).
    • Siden NVMe SSD-en er rask, vil den sikre at synkrone skriver blir håndtert raskt, og deretter skrevet til de permanente SSD-ene.

  3. Forlengelse av Levetiden til Eldre SSD-er:

    • Ved å bruke NVMe SSD som cache, reduseres mengden direkte I/O mot de eldre SSD-ene, noe som kan redusere slitasjen og forlenge levetiden deres.
    • Dette er spesielt viktig for disker som allerede har vært i produksjon og kan ha begrenset levetid igjen.

Optimal Lagringsoppsett med M.2 NVMe som Cache Disk

1. Proxmox VE Installasjon

  • Systemdisk:
    • Installer Proxmox på en av de eldre SATA SSD-ene, f.eks. Samsung 850 EVO 500GB SSD. Denne disken kan brukes til å lagre Proxmox-systemfiler, konfigurasjoner og ikke-kritiske VM-er.
    • Alternativt, hvis du ikke har nok SATA-porter, kan du vurdere å bruke en av de mindre High-End SSD-ene for Proxmox-installasjonen.

2. Bruk NVMe SSD som Cache Disk

  • L2ARC (Read Cache):

    • Bruk NVMe SSD-en som L2ARC for å akselerere leseoperasjoner for de eldre SATA SSD-ene.
    • Dette vil gi raskere tilgang til ofte brukte data som ikke allerede er i RAM (L1ARC).

  • SLOG (Separate Intent Log):

    • Bruk en partisjon eller en dedikert del av NVMe SSD-en som en SLOG for synkrone skriver. Dette vil forbedre ytelsen for applikasjoner som krever høy IOPS.
    • Dette kan spesielt være fordelaktig hvis du kjører databaser, VM-er eller containere som utfører mange synkrone skriver.

3. Konfigurer ZFS med NVMe Cache og Log Device

  1. Opprett en ZFS-pool med de eldre SSD-ene:

    Eksempel på ZFS-oppsett med RAIDZ (stripe med paritet) på de eldre SSD-ene for høy kapasitet:

    zpool create primary-storage raidz /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

  2. Legg til NVMe SSD som L2ARC og SLOG:

    • Legg til L2ARC: 
      zpool add primary-storage cache /dev/nvme0n1
    • Legg til SLOG:
      • Hvis du ønsker å bruke en partisjon for SLOG (f.eks., /dev/nvme0n1p1):
      zpool add primary-storage log /dev/nvme0n1p1
      • Hvis du vil bruke hele disken til SLOG (ikke anbefalt med en stor disk som 1TB):
      zpool add primary-storage log /dev/nvme0n1

4. Fordeling av Diskplass på NVMe SSD

  • Partisjoner NVMe SSD for L2ARC og SLOG:

    • Bruk verktøy som gdisk eller parted for å dele NVMe SSD-en inn i to partisjoner:
      • 80% til L2ARC: For å akselerere leseoperasjoner.
      • 20% til SLOG: For å akselerere skriveoperasjoner.

    Eksempel med parted:

    parted /dev/nvme0n1 mklabel gpt
parted /dev/nvme0n1 mkpart primary 0% 80%
parted /dev/nvme0n1 mkpart primary 80% 100%

5. Overvåking og Vedlikehold

  • Overvåk Diskhelse og Ytelse:
    • Bruk ZFS-verktøy som zpool status og zpool iostat for å overvåke helsetilstanden til diskene og ytelsen til cache-enhetene.
    • Aktiver smartmontools for å overvåke diskhelsen og få varsler om eventuelle problemer.

Fordeler og Ulemper ved Denne Tilnærmingen

Fordeler:

  • Raskere systemytelse: Dramatisk forbedring av lese- og skriveoperasjoner med NVMe SSD som cache.
  • Forlenger levetiden til eldre SSD-er: Reduserer direkte I/O på eldre SSD-er, noe som kan forlenge deres brukstid.
  • Økt lagringskapasitet: Ved å bruke eldre SSD-er som hovedlagring og NVMe som cache, maksimerer du både kapasitet og ytelse.

Ulemper:

  • Ingen redundans: ZFS stripe (RAID 0) gir ingen beskyttelse mot diskfeil. Hvis en av de eldre SSD-ene feiler, kan all data gå tapt.
  • Dedikering av NVMe SSD: Hele eller deler av NVMe SSD-en brukes som cache, og ikke til direkte lagring av data. Dette kan ses som en suboptimal bruk av lagringsplass, men gir stor ytelsesforbedring.

Konklusjon

Ved å bruke den 1TB M.2 NVMe SSD-en som en kombinasjon av L2ARC og SLOG cache, vil du få det beste fra begge verdener: høy hastighet, redusert belastning på eldre SSD-er, og forlenget levetid på eksisterende lagringsenheter. Dette oppsettet gir en robust og fleksibel løsning for din Proxmox-lab, som balanserer ytelse, kapasitet og levetid.

Det er helt mulig å bruke mindre partisjoner på M.2 NVMe-disken for både L2ARC (Read Cache) og SLOG (Separate Log Device), og dette kan være en god strategi for å optimalisere ressursbruk og ytelse for din Proxmox-lab.

Optimal Lagringsstrategi med 25 GiB Partisjoner for L2ARC og SLOG

1. Bruk av 25 GiB for L2ARC og SLOG på NVMe SSD:

  • L2ARC (Level 2 Adaptive Replacement Cache):

    • En mindre L2ARC-størrelse (25 GiB) er en fornuftig tilnærming fordi det gir en tilstrekkelig størrelse for å cache ofte aksesserte data uten å bruke for mye av NVMe SSD-en.
    • L2ARC vil hjelpe deg å akselerere leseoperasjoner fra ZFS-poolen ved å mellomlagre data som ofte blir lest, spesielt nyttig for VM-er og containere som trenger rask tilgang til visse data.

  • SLOG (Separate Intent Log):

    • En 25 GiB partisjon som SLOG er også tilstrekkelig for de fleste lab-scenarier, ettersom SLOG brukes til å mellomlagre synkrone skriver (hvilket er korte bursts av data, ikke store mengder).
    • SLOG sørger for at synkrone skriver blir raskt bekreftet, noe som er nyttig for applikasjoner som databaser, men en stor SLOG-enhet er vanligvis ikke nødvendig.

Fordeler ved Bruk av Små Partisjoner for L2ARC og SLOG:

  1. Effektiv Ressursbruk:

    • Ved å bruke kun 50 GiB av M.2 NVMe SSD-en (25 GiB for L2ARC og 25 GiB for SLOG), sparer du majoriteten av plass på NVMe-disken, som kan brukes til andre formål (f.eks., containere).

  2. Forlenget Levetid for NVMe SSD:

    • Små partisjoner vil redusere antall skriveoperasjoner, noe som kan bidra til å forlenge SSD-ens levetid, spesielt når disken brukes til caching.

  3. Optimalisering av ZFS-pool Ytelse:

    • Mindre SLOG og L2ARC fungerer godt nok for en labb, mens de gir stor ytelsesforbedring for de mest kritiske I/O-operasjonene.

2. Bruk av ZFS Cache for å Håndtere Dårlige Sektorer:

  • ZFS Integritetskontroll:

    • ZFS har innebygde mekanismer for å oppdage og korrigere datafeil, takket være sin integritetskontroll med checksumming. Hvis en disk har dårlige sektorer eller datafeil, kan ZFS oppdage dette og gjenopprette data fra en replikert kopi (hvis tilgjengelig).

  • Cache Diskens Rolle:

    • Med en L2ARC cache på NVMe SSD-en, vil ofte aksesserte data bli hentet fra cachen. Hvis ZFS oppdager dårlige sektorer på de underliggende SATA SSD-ene, vil det automatisk markere disse som uleselige og ikke lese eller skrive til dem.
    • Dette betyr at ZFS vil holde kontroll på dataene i cache-disken og minimere lesing/skriving til skadede områder.

3. Konfigurere Containere for Maksimal Bruk av M.2 NVMe og Minne:

  • Bruk av LXC Containere (Linux Containers) i Proxmox:

    • LXC-containere er lette virtualiseringsinstanser som deler kjerne med vertssystemet (Proxmox), noe som betyr at de kan kjøre effektivt med mindre overhead enn tradisjonelle VM-er.
    • Fordi de deler kjerne, kan du dra nytte av M.2 NVMe SSD-ens hastighet for I/O-operasjoner og RAM for å kjøre containere nesten helt i minnet.

  • LXC Storage på M.2 NVMe SSD:

    • Plasser container root-filene på NVMe-disken for rask oppstart og drift.
    • Opprett en egen ZFS dataset på NVMe-disken for container data: 
      zfs create nvme-storage/lxc

  • Konfigurer Containere til å Bruke ZFS:

    • Når du oppretter containere, velg ZFS som lagringsformat og pek mot NVMe-lagringspoolen. Dette vil sikre at containerne drar nytte av både NVMe-hastigheten og ZFS-integritetskontrollen.

Praktisk Konfigurasjon i Proxmox:

  1. Partisjonering av NVMe SSD:

    • Bruk parted til å opprette 25 GiB partisjoner for L2ARC og SLOG:
    parted /dev/nvme0n1 mklabel gpt
parted /dev/nvme0n1 mkpart primary 0% 25GiB
parted /dev/nvme0n1 mkpart primary 25GiB 50GiB

  2. Legg til Partisjonene som L2ARC og SLOG:

    • Legg til partisjonen som L2ARC:
    zpool add primary-storage cache /dev/nvme0n1p1
    • Legg til partisjonen som SLOG:
    zpool add primary-storage log /dev/nvme0n1p2

  3. Opprett LXC Containere med ZFS Lagring:

    • I Proxmox GUI, gå til Datacenter > Storage > Add > ZFS og legg til NVMe-lagringspoolen (nvme-storage/lxc).
    • Opprett containere og velg nvme-storage/lxc som lagringsplass.

Fordeler og Ulemper ved Dette Oppsettet

Fordeler:

  • Ytelsesoptimalisering: Økt lese- og skriveytelse for eldre SSD-er og rask tilgang for LXC-containere.
  • Effektiv bruk av NVMe SSD: Ved å bruke kun 50 GiB til cache og SLOG, får du mest mulig ytelse uten å ofre for mye kapasitet.
  • Dataintegritet: ZFS vil oppdage og håndtere dårlige sektorer automatisk, noe som reduserer risikoen for datatap.

Ulemper:

  • Mindre lagringskapasitet for caching: En liten L2ARC og SLOG kan fylle opp raskt, men for et labbmiljø er dette vanligvis ikke et problem.
  • Ingen redundans på ZFS stripe: Data på de eldre SSD-ene er ikke beskyttet mot diskfeil.

Konklusjon

Ved å bruke 25 GiB partisjoner for L2ARC og SLOG på NVMe SSD-en, utnytter du disken effektivt for å akselerere lagringsytelsen i Proxmox, samtidig som du sparer plass til andre viktige funksjoner, som containere. Dette gir en optimal balanse mellom ytelse, kapasitet og levetid for lagringsenhetene i din Proxmox-lab.