Выбираем диск в облаке: производительность, отказоустойчивость и цена выбора

При проектировании облачной инфраструктуры ^[1] основное внимание обычно уделяют vCPU и RAM. Диск же часто выбирают по остаточному принципу — как самую простую и понятную компоненту. На практике именно дисковая подсистема нередко становится «узким местом»: и вот приложение тормозит, база данных не справляется с нагрузкой, а стоимость владения необъяснимо растет.

Причина — в фундаментальном различии типов хранилищ. Понимая их архитектуру, вы не только избежите проблем с производительностью, но и сможете оптимизировать расходы, выбирая ровно тот ресурс, который нужен вашей задаче.

Архитектура облачных дисков: локальные vs сетевые

Все облачные диски можно разделить на две принципиально разные категории, каждая — со своими  компромиссами и преимуществами.

Локальные диски (Local Storage) 

Это «выделенный» физический накопитель NVMe SSD, подключенный напрямую к серверу через шину PCIe. Представьте его как внутренний SSD в вашем ноутбуке — быстрый, отзывчивый, но распаянный на материнской плате, из-за чего перенести его на другое устройство у вас не получится. 

Ключевой принцип локальных дисков — максимальная производительность в обмен на гибкость. Задержки (latency) минимальны, а пропускная способность стабильна и предсказуема, поскольку нет накладных расходов. Однако такой диск нельзя отключить, перенести на другой сервер или сделать его моментальный снимок (снапшот). 

Помимо прочего, он привязан к виртуальной машине и удаляется вместе с ней. Это выбор для задач, где скорость критична, а данные остаются высокодоступных благодаря архитектуре приложения (кластеризация, репликация).

Сетевые диски (Network/Block Storage) 

Это удаленное блочное хранилище, которое подключается к серверу по сети. Его главное преимущество — независимость от вычислительного узла.

Ключевой принцип сетевых дисков — гибкость и отказоустойчивость в обмен на небольшую задержку. Сетевой диск не привязан к конкретному облачному серверу ^[1], поэтому его легко переносить между ВМ и можно добавить как при создании нового сервера, так и после. 

Такой формат дисков поддерживает горячую замену и «переключение» к другому серверу, а также создание снапшотов или резервных копий. При этом сетевые диски могут использоваться как системные (загрузочные), так и в качестве дополнительных томов для хранения данных. Цена за эту гибкость — чуть более высокая и, в некоторых случаях, менее стабильная задержка по сравнению с локальным диском, так как данные проходят через сеть. Это основа для создания отказоустойчивых, переносимых и масштабируемых систем.

Облачная инфраструктура для ваших проектов

Виртуальные машины в Москве, Санкт-Петербурге и Новосибирске с оплатой по потреблению.

Подробнее → ^[6]

Как реализованы эти типы дисков в облаке Selectel

В Selectel обе модели представлены полным спектром решений, от архивных HDD до высокоскоростных NVMe. Разберем их, двигаясь от самого доступного к самому производительному. А для простоты восприятия подкрепим типы релевантными понятными образами. Делитесь в комментариях, если у вас есть другие аналогии с типами дисков — будет интересно увидеть креативы.

Сетевые диски: баланс цены, гибкости и скорости

Это семейство решений подходит для большинства типовых задач — от размещения сайтов до работы с базами данных. Но есть целый ряд типов сетевых дисков, которые отличаются рекомендуемыми ограничениями на размер, значениями пропускной способности и количеством операций на чтение и запись. Остановимся на каждом подробнее.

HDD Базовый. Создан на enterprise SATA-накопителях. Это «грузовик» для данных: небыстрый, но выгодный для «перевозки» больших объемов. Идеален для хранения архивов, резервных копий, логов и любых данных, доступ к которым происходит редко. Совершенно не подходит для систем, которые требуют активных операций ввода-вывода (БД, файловые хранилища).

SSD Универсальный v2. Эволюция классического сетевого SSD-диска с важным улучшением — гибкой настройкой IOPS без жесткого разделения на операции чтения и записи. Можно сказать, что это «автомобиль-универсал с турбонаддувом», который можно разогнать по мере роста нагрузки. Идеален для проектов с нестабильным или растущим паттерном использования: CRM-систем, платформ мониторинга, аналитических базы данных. Позволяет начать с базовых IOPS и увеличивать производительность по мере роста нагрузки, не меняя тип диска.

SSD Быстрый. Это «спортивный автомобиль» среди сетевых дисков. Такой SSD NVMe-диск обеспечивает максимально возможную в сетевой модели производительность с низкой задержкой. Оптимальное решение для высоконагруженных баз данных, систем реального времени и аналитических нагрузок, где требуется высокая скорость ввода-вывода. 

В сравнении с локальным диском он обеспечивает лучшие характеристики последовательного и случайного доступа, но с большей задержкой (latency). Идеален для задач, требующих высокой производительности и ожидаемой задержки доступа порядка 1-2 мс. Для получения меньшей задержки лучше использовать локальные диски.

SSD Быстрый v2 — развитие предыдущей версии. По архитектуре он повторяет подход, реализованный в SSD Универсальный v2, но ориентирован на более высокие лимиты производительности. Диск использует NVMe SSD в качестве физических носителей, а каждый блок данных хранится в трех экземплярах. Поддерживаются снапшоты и автоматические блочные бэкапы по расписанию.

🔜 Анонс: SSD Быстрый v2 станет доступен с марта. Следите за новостями и обновлениями — мы обязательно сообщим о релизе дополнительно.

Если требуется производительность выше базовых 25 000 IOPS, лимит можно увеличить в панели управления ^[8] — временно или на постоянной основе. Изменения применяются без перезагрузки ВМ. Тарификация дополнительной производительности почасовая.

По модели оплаты Быстрый v2 аналогичен Универсальный v2: оплачивается объем в ГБ и выбранный лимит IOPS сверх базового уровня. Такой подход позволяет точно настраивать баланс между стоимостью и производительностью. Решение подходит для высокопроизводительных OLTP-нагрузок, аналитических БД, машинного обучения и любых задач с интенсивным случайным доступом к данным.

Локальные диски: когда задержка измеряется в микросекундах

Локальный NVMe SSD в Selectel — это выделенный накопитель в конфигурации RAID 10, что повышает отказоустойчивость на аппаратном уровне. Это «гоночный болид»: все настроено для одной цели — минимальной задержки и максимальной стабильности операций.

RAID 10 — это массив, в котором данные сначала зеркалируются (RAID 1), а затем чередуются (RAID 0). RAID 10 подходит для работы с БД и другими объемными операционными нагрузками. 

Важно помнить, что система RAID 10 снижает риск потери данных при отказах, но не является заменой бэкапам ^[9]. Бэкапы необходимы для защиты данных от различных угроз, включая ошибки пользователя, зловреды и множественные отказы дисков.

Кстати, за более чем 10 лет эксплуатации продукта локальных дисков в облаке Selectel не было зафиксировано случаев потери данных. Тем не менее, архитектура отказоустойчивости всегда должна предусматривать резервирование.

Выбирайте локальный диск, если:

• задержка (latency) — враг №1. Например, в высокочастотных транзакционных системах (OLTP), кэширующих серверах или системах обработки потоковых данных, где любое ожидание критично;

• нагрузка высокая и постоянная. Диск рассчитан на стабильную работу 24/7 под высокой нагрузкой (запись логов, метрик, интенсивный I/O);

• высокая доступность данных обеспечивается архитектурой приложения.Поскольку локальный диск привязан к серверу, отказоустойчивость должна быть реализована на уровне кластера, репликации, распределенного хранения или кэширования. В этом случае минимальная задержка локального NVMe сочетается с высокой доступностью на уровне системы в целом.

Подробнее об особенностях локальных дисков

В документации Selectel → ^[10]

Шпаргалка для быстрого ориентира

Все перечисленные диски имеют свои ограничения: максимальный размер, количество IOPS, доступность в выбранном регионе. Чтобы проще в этом ориентироваться, приведем краткую сравнительную таблицу. Важно учесть, что лимиты на размер диска и количество IOPS у дисков одного типа могут отличаться в разных сегментах пула ^[11].

Практический алгоритм выбора

Чтобы сделать осознанный и корректный выбор, устройте себе небольшой блиц-опрос из четырех ключевых вопросов.

1. Что важнее: предсказуемая максимальная скорость или гибкость управления? Если первое и данные останутся доступными за счет кластеризации — смотрите на локальные NVMe. Если нужны снапшоты, переносимость и отказоустойчивость — ваш путь лежит в семейство сетевых дисков.

2. Какой паттерн нагрузки у вашего приложения?

• Постоянная высокая — выбирайте Быстрый или Быстрый v2 с соответствующим запасом IOPS.

• Переменная или растущая — Универсальный v2. Начните с минимальных значений и увеличивайте их по мере необходимости.

• Небольшие проекты, тестовые среды — достаточно Универсального v2 на минимальных настройках.

3. Насколько критична стоимость хранения? Для холодных данных, где цена за гигабайт первична, а скорость — нет, HDD Базовый не имеет конкурентов.

4. Как реализована отказоустойчивость данных? Если приложение уже использует репликацию или кластеризацию и обеспечивает высокую ��оступность на уровне архитектуры, можно рассматривать локальные диски для получения минимальной задержки. Если отказоустойчивость делегируется провайдеру инфраструктуры — лучше выбрать сетевые диски с поддержкой снапшотов и резервного копирования.

Производительность — это не абстрактная цифра, а соответствие задаче

Не существует «лучшего» диска в вакууме. Есть диск, оптимальный для вашего сценария. Выбор между локальным и сетевым хранилищем определяет архитектуру доступности и гибкости. Выбор внутри категории (HDD, SSD, NVMe) определяет производительность и стоимость.

• Для микросекундных задержек и максимального IOPS — выбирайте локальные NVMe.

• Для гибкости, масштабируемости и отказоустойчивости — стройте инфраструктуру на сетевых дисках, точно настраивая их тип под конкретную нагрузку (Быстрый, Универсальный v2).

• Для экономичного хранения терабайтов «холодных» данных — используйте HDD.

Правильно подобранная дисковая подсистема — это фундамент, который обеспечивает предсказуемость работы приложения, контролируемость расходов и спокойный рост проекта. Если сомневаетесь, начинайте с гибких и масштабируемых решений, таких как SSD Универсальный v2 — их можно точно «подкрутить» под растущие требования.

Получите до 30 000 бонусов на облако Selectel

Этого хватит для тестирования в течение месяца. Акция доступна для новых клиентов.

Подробнее → ^[12]