EBS 磁碟區的大小與組態限制 - Amazon Elastic Compute Cloud

EBS 磁碟區的大小與組態限制

Amazon EBS 磁碟區大小修改受到區塊資料儲存的實體與計算限制,以及作業系統 (OS) 與檔案系統設計程式實作決策的限制。為了保護服務的可靠性,AWS 還會對磁碟區大小強加額外的限制。

下列幾節說明限制 EBS 磁碟區可用大小的最重要因素,並提供設定 EBS 磁碟區的建議。

儲存容量

下表摘要列出 Amazon EBS 上最常用之檔案系統的理論與實作儲存容量,假設為 4,096 位元組區塊大小。

分割結構 最大可定址區塊 最大理論大小 (區域 × 區域大小) Ext4 最大實作大小* XFS 最大實作大小** NTFS 最大實作大小 EBS 支援的最大值
MBR 232 2 TiB 2 TiB 2 TiB 2 TiB 2 TiB
GPT 264

64 ZiB

1 EiB =

10242 TiB

(RHEL7 認證為 50 TiB)

500 TiB

(通過 RHEL7 認證)

256 TiB 16 TiB

* https://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Ext4_Howtohttps://access.redhat.com/solutions/1532

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

服務限制

Amazon EBS 可將資料中心大量的分散式儲存擷取到虛擬硬碟。對 EC2 執行個體上安裝的作業系統而言,連接的 EBS 磁碟區會顯示為包含 512 位元組磁碟磁區的實體硬碟。作業系統會透過儲存管理公用程式管理資料區塊 (或叢集) 在這些虛擬磁區上的分配。分配應符合主開機記錄 (MBR) 或 GUID 分割表格 (GPT) 等磁碟區分割結構,以及安裝的檔案系統功能 (ext4、NTFS 等等)。

EBS 不清楚包含在虛擬磁碟磁區內的資料;它只會確保磁區的完整性。這代表 AWS 動作和作業系統動作是相互獨立的。當您選取磁碟區大小時,需同時注意兩者的功能及限制,如下列情況所示:

  • EBS 目前支援最高 16 TiB 的磁碟區大小。這表示,您可以建立最大為 16 TiB 的 EBS 磁碟區,但作業系統能否辨識所有容量則取決於其設計特性及磁碟區的分割方式。

  • Linux 啟動磁碟區可能使用 MBR 或 GPT 分割結構。MBR 支援最高 2047 GiB (2 TiB - 1 GiB) 的開機磁碟區。使用 GRUB 2 的 GPT 支援 2TiB 或更大的啟動磁碟區。如果您的 Linux AMI 使用 MBR,您的啟動磁碟區限制為 2047 GiB,但非啟動磁碟區則沒有此限制。如需更多詳細資訊,請參閱 使 Amazon EBS 磁碟區可供在 Linux 上使用

分割結構

除了其他影響以外,分割結構更決定可在單一磁碟區上唯一定址的邏輯資料區塊數量。如需詳細資訊,請參閱 資料區塊大小。常用分割結構為主開機記錄 (MBR)GUID 分割表格 (GPT)。這些結構的重要差異摘要如下。

MBR

MBR 使用 32 位元資料結構來存放區塊位址。也就是說各資料區塊會映射至 232 個可能整數的其中之一。磁碟區的最大可定址大小決定方式:

(232 - 1) × Block size = Number of addressable blocks

MBR 磁碟區的區塊大小傳統上限制為 512 位元組。因此:

(232 - 1) × 512 bytes = 2 TiB - 512 bytes

提高 MBR 磁碟區此 2 TiB 限制的工程做法並不符合普遍的產業採用方式。因此,即使 AWS 顯示的大小更大,Linux 和 Windows 仍將無法偵測到超過 2 TiB 的 MBR 磁碟區。

GPT

GPT 使用 64 位元資料結構來存放區塊位址。也就是說各資料區塊會映射至 264 個可能整數的其中之一。磁碟區的最大可定址大小決定方式:

(264 - 1) × Block size = Number of addressable blocks

GPT 磁碟區的區塊大小通常限制為 4,096 位元組。因此:

(264 - 1) × 4,096 bytes
   = 264 x 4,096 bytes - 1 x 4,096 bytes
   = 264 x 212 bytes - 4,096 bytes
   = 270 x 26 bytes - 4,096 bytes
   = 64 ZiB - 4,096 bytes

但真實世界的電腦系統並不支援任何接近此最大理論值的容量。實作的檔案系統大小目前限制在 50 TiB (ext4) 和 256 TiB (NTFS)—兩者均超過 AWS 所規定的 16 TiB 限制。

資料區塊大小

現代化硬碟上的資料儲存由邏輯區塊定址管理,此抽象層允許作業系統在邏輯區塊中讀取和寫入資料,而不需要對基礎硬體有較多的認識。作業系統需要由儲存裝置將區塊映射至實體磁區。EBS 會將 512 位元組磁區公告至作業系統,以讀取和寫入資料至使用磁區大小倍數之資料區塊的磁碟。

邏輯資料區塊的產業預設大小目前為 4,096 位元組 (4 KiB)。部分工作負載適合使用更小或更大的區塊大小,因此檔案系統支援非預設的區塊大小,可在格式化期間指定。應使用非預設區塊大小的情況不在本主題範圍內,但區塊大小的選擇確實會對磁碟區儲存容量造成影響。下表顯示儲存容量與區塊大小的關係:

區塊大小 最高磁碟區大小
4 KiB (預設值) 16 TiB
8 KiB 32 TiB
16 KiB 64 TiB
32 KiB 128 TiB
64 KiB (最大) 256 TiB

EBS 強加的磁碟區大小限制 (16 TiB) 目前等於 4 KiB 資料區塊啟用的最大大小。