Restrições de volume do Amazon 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.

* 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 ter 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 data center 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:

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 ter 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, e lê e grava dados no disco usando blocos de dados que são um múltiplo do tamanho do setor.

O Amazon EBS anuncia os setores físicos de 512 bytes ou 4.096 bytes (4 KiB) para o sistema operacional. O Amazon EBS só anuncia os setores físicos de 4 KiB se o tipo de instância do Amazon EC2, o sistema operacional e o AWS driver NVMe forem compatíveis. Se o tipo de instância, o sistema operacional ou o driver AWS NVMe não forem compatíveis com setores físicos de 4 KiB, o Amazon EBS anunciará setores físicos de 512 bytes.

Compatibilidade com tipos de instância do Amazon EC2

A tabela a seguir mostra os tamanhos de setor que o Amazon EBS anuncia para os diferentes tipos de instância do Amazon EC2.

Compatibilidade com sistema operacional

A tabela a seguir mostra os tamanhos de setor que o Amazon EBS anuncia para alguns sistemas operacionais comuns.

Compatibilidade com o driver AWS NVMe

O Amazon EBS anuncia setores físicos de 4 KiB com o driver AWS NVMe versão 1.5.1 e posteriores. Sempre certifique-se de estar usando a versão mais recente do driver AWS NVMe.

Tamanhos de blocos não padrão

O tamanho padrão do setor para blocos de dados lógicos atualmente é de 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. Cenários em que tamanhos de bloco não padrão devem ser usados (como otimizações) estão fora do escopo desta documentação, mas a escolha do tamanho do bloco tem consequências para a capacidade de armazenamento do volume. A tabela a seguir mostra a capacidade teórica de armazenamento como uma função do tamanho do bloco. Mas lembre-se de que o limite imposto pelo EBS para o tamanho do volume (64 TiB para io2 Block Express) é atualmente igual ao tamanho máximo habilitado por blocos de dados de 16 KiB.