Restrições de tamanho e configuração de um volume do EBS

O tamanho de um volume do Amazon EBS é restrito pela física e pela aritmética do armazenamento de dados em bloco, bem como pelas decisões de implementação dos designers do sistema operacional (SO) e do sistema de arquivos. A AWS impõe limites adicionais sobre o tamanho de volumes para proteger a confiabilidade dos serviços.

As seções a seguir descrevem os fatores mais importantes que limitam o tamanho utilizável de um volume do EBS e oferecem recomendações para configurar seus volumes do EBS.

Capacidade de armazenamento

A tabela a seguir resume as capacidades de armazenamento teóricas e implementadas para a maioria dos sistemas de arquivos usados comumente no Amazon EBS, presumindo um tamanho de bloco de 4.096 bytes.

Esquema de particionamento	Max. de blocos endereçáveis	Tamanho máx. teórico (blocos × tamanho dos blocos)	Tamanho máx. implementado do Ext4*	Tamanho máx. implementado do XFS**	Tamanho máx. implementado do NTFS	Suporte máx. pelo EBS
MBR	232	2 TiB	2 TiB	2 TiB	2 TiB	2 TiB
GPT	264	64 ZiB	1 EiB = 10242 TiB (50 TiB certificados em RHEL7)	500 TiB (Certificado na RHEL7)	256 TiB	64 TiB †

* https://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Ext4_Howto e https://access.redhat.com/solutions/1532

** https://access.redhat.com/solutions/1532

† Os volumes io2 Block Express oferecem suporte para até 64 TiB para partições GPT. Para obter mais informações, consulte Volumes Block Express de SSD de IOPS provisionadas (io2).

Limitações do serviço

O Amazon EBS abstrai o armazenamento massivamente distribuído de um datacenter em unidades de disco rígido virtuais. Para um sistema operacional instalado em uma instância do EC2, um volume do EBS anexado é exibido como uma unidade de disco rígido virtual contendo setores de disco de 512 bytes. O sistema operacional gerencia a alocação de blocos de dados (ou clusters) nos setores virtuais com os utilitários de gerenciamento de armazenamento. A alocação está em conformidade com um esquema de particionamento de volume, como o registro mestre de inicialização (MBR) ou a tabela de partição do GUID (GPT), e nas capacidades de sistema de arquivos instalado (ext4, NTFS, etc.).

O EBS não considera dados contidos nos setores do disco virtual. Ele garante apenas a integridade dos setores. Isso significa que as ações da AWS e as ações do sistema operacional são completamente independentes umas das outras. Ao selecionar um tamanho de volume, lembre-se dos recursos e dos limites de ambos, como nos seguintes casos:

• Atualmente, o EBS oferece suporte a um tamanho máximo de volume de 64 TiB. Isso significa que é possível criar um volume do EBS de até 64 TiB, mas se o sistema operacional reconhecerá toda essa capacidade dependerá de suas próprias características de projeto e de como o volume está dividido.

• Os volumes de inicialização devem usar o esquema de particionamento MBR ou GPT. A AMI da qual uma instância é executada determina o parâmetro do modo de inicialização e, posteriormente, o esquema de partição usado para o volume de inicialização.

  Com o MBR, os volumes de inicialização são limitados a 2 TiB de tamanho.

  Com o GPT, os volumes de inicialização podem ter até 64 TiB quando usados com o modo de inicialização GRUB2 (Linux) ou UEFI (Windows).

  Para obter mais informações, consulte Disponibilizar um volume do Amazon EBS para uso.

• Os volumes de não inicialização com 2 TiB (2.048 GiB) ou mais devem usar uma tabela de partição GPT para acessar todo o volume.

Esquemas de particionamento

Entre outros impactos, o esquema de particionamento determina quantos blocos de dados lógicos podem ser endereçados exclusivamente em um único volume. Para obter mais informações, consulte Tamanhos de blocos de dados. Os esquemas comuns de particionamento em uso são registro mestre de inicialização (MBR) e tabela de partição GUID (GPT). As diferenças importantes entre esses esquemas podem ser resumidas da seguinte forma:

MBR

A MBR usa uma estrutura de dados de 32 bits para armazenar endereços de blocos. Isso significa que cada bloco de dados está mapeado com um de 2³² números inteiros possíveis. O tamanho endereçável máximo de um volume é determinado pela fórmula a seguir:

232 × Block size

O tamanho de bloco para volumes MBR normalmente é limitado a 512 bytes. Portanto:

232 × 512 bytes = 2 TiB

As ações alternativas de engenharia para aumentar o limite de 2 TiB para volumes MBR não alcançou a adoção em todo o setor. Portanto, o Linux e o Windows nunca detectam um volume MBR como sendo maior que 2 TiB, mesmo que a AWS mostre seu tamanho como maior.

GPT

A GPT usa uma estrutura de dados de 64 bits para armazenar endereços de blocos. Isso significa que cada bloco de dados está mapeado com um de 2⁶⁴ números inteiros possíveis. O tamanho endereçável máximo de um volume é determinado pela fórmula a seguir:

264 × Block size

O tamanho de bloco para volumes GPT normalmente é de 4.096 bytes. Portanto:

264 × 4,096 bytes
   = 264 × 212 bytes
   = 270 × 26 bytes
   = 64 ZiB

Os sistemas de computadores do mundo real não são compatíveis com nada próximo desse máximo teórico. O tamanho do sistema de arquivos implementado está limitado atualmente a 50 TiB para ext4 e a 256 TiB para NTFS.

Tamanhos de blocos de dados

O armazenamento físico de dados em um disco rígido moderno é controlado pelo endereçamento de blocos lógicos, uma camada de abstração que permite que o sistema operacional leia e grave dados em blocos lógicos sem saber muito sobre o hardware subjacente. O sistema operacional depende do dispositivo de armazenamento para mapear os blocos para seus setores físicos. O EBS anuncia setores de 512 bytes para o sistema operacional, que lê e grava dados no disco usando blocos de dados que são um múltiplo do tamanho do setor.

Atualmente, o tamanho padrão do setor para blocos de dados lógico é de 4.096 bytes (4 KiB). Como determinadas workloads se beneficiam de um tamanho de bloco menor ou maior, os sistemas de arquivos aceitam tamanhos de blocos não padrão que podem ser especificados durante a formatação. Os cenários em que os tamanhos de bloco não padrão devem ser usados estão fora do escopo do tópico, mas a opção de tamanho de bloco tem consequências para a capacidade de armazenamento do volume. A tabela a seguir mostra a capacidade de armazenamento como uma função do tamanho do bloco:

Tamanho de bloco	Tamanho máx. do volume
4 KiB (padrão)	16 TiB
8 KiB	32 TiB
16 KiB	64 TiB
32 KiB	128 TiB
64 KiB (máximo)	256 TiB

O limite imposto pelo EBS no tamanho do volume (64 TiB) atualmente é igual ao tamanho máximo permitido pelos blocos de dados de 16 KiB.