區域性 Persistent Disk 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區專為需要較低復原點目標 (RPO) 和復原時間目標 (RTO) 的工作負載設計。如要進一步瞭解 RPO 和 RTO，請參閱「災難復原計畫基本概念」。
區域性永久磁碟和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，可與區域性代管執行個體群組搭配使用。本文概述如何使用區域性永久磁碟和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，建構高可用性服務。
決定使用 區域性永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 時，請務必比較提高服務可用性的不同選項，以及不同服務架構的成本、效能和韌性。
關於同步磁碟複製
區域性永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區 (也稱為區域性磁碟或同步複製磁碟) 在其區域內有主要和次要可用區，用於儲存磁碟資料：
- 「主要可用區」與您要連接磁碟的運算執行個體位於相同可用區。
- 次要可用區是您在同一區域內選擇的替代可用區。
Compute Engine 會在這兩個可用區中維護磁碟副本。當您將資料寫入磁碟時，Compute Engine 會同步將資料複製到兩個可用區的磁碟副本，確保高可用性。每個可用區副本的資料會分散在可用區內的多部實體機器，確保耐用性。可用區備用資源可確保磁碟資料保持可用狀態，並防範磁碟可用區發生暫時性中斷。
區域備用資源的備用資源狀態
區域永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 的磁碟副本狀態，會顯示可用區副本與磁碟內容的比較狀態。磁碟的可用區副本一律處於下列其中一種磁碟副本狀態：
- 已同步：副本可供使用，會同步接收對磁碟執行的所有寫入作業，且磁碟上的所有資料都是最新狀態。
- Catching up：副本可用，但仍在追趕其他副本磁碟上的資料。
- 不同步：副本暫時無法使用，且與磁碟上的資料不同步。
如要瞭解如何查看及追蹤可用區副本的副本狀態，請參閱「監控磁碟副本狀態」。
區域磁碟的複製狀態
視個別可用區副本的狀態而定，區域性 Persistent Disk 或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區可能處於下列其中一種複製狀態：
- 完全複製：兩個可用區中的副本皆可使用，並與最新的磁碟資料同步。
- 趕上進度：可用區副本可用，但其中一個可用區副本正在趕上最新的磁碟資料。
- 降級：其中一個區域副本因故障或服務中斷，狀態為
out of sync。
如果磁碟複製狀態為「catching up」或「degraded」，表示其中一個可用區備用資源未更新所有資料。在這段期間，如果健康副本所在的可用區發生服務中斷，磁碟將無法使用，直到健康副本可用區恢復運作。
當 區域性永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區正在趕上進度時，Google Cloud 會開始修復正在趕上進度的可用區副本。Google 建議您等待受影響的可用區副本趕上磁碟上的資料，此時其狀態會變更為 Synced。可用區副本進入同步狀態後，區域磁碟狀態會變回 Fully replicated 狀態。
如果區域磁碟長時間處於 catching up 或 degraded 狀態，且不符合貴組織的 RPO 規定，建議您透過下列任一方式建立主要副本的快照：
- 啟用排定的快照。
- 手動建立區域性永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟的快照。
建立快照後，您可以使用該快照做為來源，建立新的區域永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟。這項操作會將快照還原至新磁碟。新磁碟也會以完全複製的狀態啟動，並正常複製資料。
如要瞭解如何檢查 區域性永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟的複寫狀態，請參閱「 判斷磁碟的複寫狀態」。
副本復原檢查點
副本復原檢查點是磁碟屬性，代表完全複製磁碟的最新當機一致性時間點。Compute Engine 會自動為每個區域磁碟建立及維護單一副本復原檢查點。磁碟完全複製後，Compute Engine 會大約每 15 分鐘重新整理檢查點，確保檢查點保持在最新狀態。當磁碟複製狀態為 degraded 時，Compute Engine 可讓您從該磁碟的副本復原檢查點建立標準快照。產生的標準快照會擷取完全複製磁碟的最新當機一致性版本資料。
在極少數情況下，如果磁碟效能降低，與最新磁碟資料同步的區域副本也可能在不同步的副本趕上進度前發生故障。您無法將磁碟強制附加至任一可用區的運算執行個體。複製的磁碟會無法使用，您必須將資料遷移至新磁碟。在這種情況下，如果磁碟沒有任何可用的標準快照，您仍可使用從副本復原檢查點建立的標準快照，從不完整的副本復原磁碟資料。
Compute Engine 會自動為每個掛接的 區域永久磁碟或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟建立副本復原檢查點。建立這些檢查點不會產生任何額外費用。不過，使用這些檢查點將區域磁碟遷移至正常運作的可用區時，您仍須支付建立快照和運算執行個體的任何適用儲存費用。
進一步瞭解如何使用副本復原檢查點復原區域磁碟資料。
區域磁碟容錯移轉
如果可用區發生服務中斷情形，您將無法存取該可用區，且該可用區中的運算執行個體無法對磁碟執行讀取或寫入作業。為允許執行個體繼續對區域磁碟執行讀取和寫入作業，Compute Engine 允許將磁碟資料遷移至磁碟具有副本的其他可用區。這項程序稱為「容錯移轉」。
容錯移轉程序包括從受影響可用區的執行個體分離區域副本，然後將區域副本附加至次要可用區的新執行個體。Compute Engine 會將磁碟上的資料同步複製到次要可用區，確保單一副本發生故障時，能快速進行容錯移轉。
依應用程式專屬的區域控制層進行容錯移轉
應用程式專屬的區域控制層並非 Google Cloud 服務。設計高可用性服務架構時，您必須自行建構應用程式專屬的區域控制層。這個應用程式控制層會決定哪些執行個體必須附加區域磁碟，以及哪個執行個體是目前的主要執行個體。
如果系統偵測到區域磁碟的主要執行個體或資料庫發生故障，高可用性服務架構的應用程式專屬區域控制層，就會自動啟動容錯移轉至次要可用區的待命執行個體。在容錯移轉期間，應用程式專屬的區域控制層會將區域磁碟重新附加至次要可用區中的待命執行個體。接著，Compute Engine 會根據健康狀態檢查信號，將所有流量導向該執行個體。
整體容錯移轉延遲時間 (不含故障偵測時間) 是下列延遲時間的總和：
- 不到 1 分鐘即可將區域性磁碟連接至待命執行個體
- 應用程式初始化和當機救援所需的時間
詳情請參閱「瞭解應用程式專屬的區域控制層」。
「災難復原建構區塊」頁面涵蓋 Compute Engine 提供的建構區塊。
透過強制連接進行容錯移轉
區域永久磁碟和 Hyperdisk Balanced High Availability 的其中一項優點，是萬一發生可用區服務中斷，您可以手動將工作負載容錯移轉至其他可用區。如果原始可用區發生中斷，您必須等到該可用區副本還原後，才能完成磁碟卸離作業。在這種情況下，您可能需要將次要區域副本連結至新的運算執行個體，而不必從主要執行個體卸載主要區域副本。這項程序稱為「強制連結」。
如果主要可用區中的運算執行個體無法使用，您可以強制將磁碟附加至次要可用區中的執行個體。如要執行這項工作，請採取下列任一做法：
- 在與要強制附加的區域磁碟副本相同的可用區中，啟動另一個運算執行個體。
- 在該可用區中維護熱備援運算執行個體。「熱備援」是指與主要可用區中的執行個體相同的執行中執行個體。這兩個執行個體具有相同的資料。
Compute Engine 會在不到一分鐘內執行強制附加作業。 總復原時間目標 (RTO) 不僅取決於儲存空間容錯移轉 (強制連接區域磁碟)，還取決於其他因素，包括：
- 是否必須先建立次要執行個體
- 基礎檔案系統偵測到熱附加磁碟所需的時間
- 對應應用程式的復原時間
如要進一步瞭解如何使用強制連接功能容錯移轉運算執行個體，請參閱「使用 force-attach 容錯移轉區域磁碟」。
限制
以下各節列出適用於區域性永久磁碟和 Hyperdisk Balanced High Availability 的限制。
區域性磁碟的一般限制
- 區域性永久磁碟只能連接至採用 E2、N1、N2 和 N2D 機型的 VM。
- Hyperdisk Balanced High Availability 只能連接至支援的機型。
- 使用唯讀模式時，區域性平衡型永久磁碟最多可連接 10 個 VM 執行個體。
- 區域標準永久磁碟的大小至少須為 200 GiB。
- 您只能增加 區域永久磁碟或Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區的大小，無法縮減。
- 區域性 Persistent Disk 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區的效能特性，與對應的可用區磁碟不同。詳情請參閱 關於 Persistent Disk 效能和 Hyperdisk Balanced High Availability 效能限制。
- 如果 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區處於多重寫入器模式，且連接的執行個體位於發生服務中斷的可用區，則無法變更磁碟區大小。
- 您無法將多重寫入模式的 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區做為開機磁碟。
- 如果透過複製可用區磁碟來建立複製磁碟，則兩個可用區副本在建立時不會完全同步。建立後，平均 3 分鐘內即可使用區域磁碟複製。不過，您可能需要等待幾十分鐘，磁碟才會達到完全複製狀態，且 復原點目標 (RPO) 接近零。瞭解如何 檢查磁碟是否已完整複製。
- 您無法在 AI 可用區建立區域磁碟。
- 依據映像檔建立區域磁碟時，有下列限制：
- 依據映像檔建立區域磁碟時，每 5 分鐘可在專案中建立一個磁碟。您一次最多可發出 5 個要求，但 25 分鐘內建立的磁碟不得超過 5 個。
- 依據映像檔建立區域性磁碟的功能目前為預先發布版，建立速度比依據映像檔建立可用區磁碟慢。
如果來源磁碟是 Hyperdisk ML 或 Hyperdisk Throughput 磁碟區，您就無法複製來源磁碟來建立區域磁碟。您必須依據可用區磁碟的快照，建立新的 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區。
副本復原檢查點的限制
- 副本復原檢查點是裝置中繼資料的一部分，本身不會顯示任何磁碟資料。您只能使用檢查點做為機制，建立效能降低磁碟的快照。使用檢查點建立快照後，您可以使用快照還原資料。
- 只有在磁碟效能降低時，才能從副本復原檢查點建立快照。
- 只有在磁碟完全複製後，Compute Engine 才會重新整理磁碟的副本復原檢查點。
- Compute Engine 只會為磁碟維護一個副本復原檢查點，且只會維護該檢查點的最新版本。
- 您無法查看副本復原檢查點的確切建立和重新整理時間戳記。
- 您只能使用 Compute Engine API，從副本復原檢查點建立快照。