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Amazon EBS

Amazon EBS 常见问题

Amazon Elastic Block Store

一般性问题

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会。有关更多详细信息,请访问 EC2 常见问题页面。

与存储在本地实例存储上的数据(仅在实例的生命周期内保留)不同,存储在 Amazon EBS 卷上的数据可以独立于实例的生命周期保留下来。因此,我们建议您仅对临时数据使用本地实例存储。对于需要保留较长时间的数据,我们建议您使用 Amazon EBS 卷,或将数据备份到 Amazon S3。如果您将 Amazon EBS 卷用作根分区,并且希望在实例的生命周期外保留 Amazon EBS 卷,请将“终止时删除”标志设为“否”。

Amazon EBS 提供六种卷类型:预调配 IOPS SSD(io2 Block Express 和 io1)、通用型 SSD(gp3 和 gp2)、吞吐量优化型 HDD(st1)和 Cold HDD(sc1)。这些卷类型的性能特点和价格各不相同,您可根据应用程序需求定制您所需的存储性能和相应费用。EC2 实例和 EBS 之间的平均延迟为个位数毫秒,而 io2 Block Express 卷的平均延迟则为亚毫秒级。 有关性能的更多信息,请参阅 EBS 产品详细信息页面。有关 Amazon EBS 性能指南的更多信息,请参阅提升 EBS 性能

Amazon EBS 包括两大类存储:采用 SSD 的存储,适用于事务型工作负载(性能主要取决于 IOPS、延迟和持久性);采用 HDD 的存储,适用于吞吐量工作负载(性能主要取决于吞吐量,以 MB/s 为单位)。采用 SSD 的卷是专为事务型、IOPS 敏感型数据库工作负载、引导卷以及需要高 IOPS 的工作负载而设计的。采用 SSD 的卷包括预调配 IOPS SSD(io2 Block Express 和 io1)和通用型 SSD(gp3 和 gp2)。预调配 IOPS SSD 卷的 io2 Block Express 旨在提供 99.999% 的持久性(是其他 EBS 卷的 100 倍),因此非常适合需要更长的正常运行时间的业务关键型应用程序。gp3 是新一代通用型 SSD 卷,能在价格与性能间取得恰当平衡,适用于大多数不要求最高 IOPS 性能或 99.999% 耐用性的应用程序。采用 HDD 的卷是专为吞吐量密集型和大数据工作负载、大型 I/O 大小和顺序 I/O 模式而设计的。采用 HDD 的卷包括吞吐量优化型 HDD(st1)和 Cold HDD(sc1)。

卷的高持久性、快照以及跨可用区复制卷的特性可针对不同类型的故障提供防护。客户可以根据自身数据持久性需求,选择采用其中一种、两种或全部三种方案。更高的卷持久性能降低数据主副本丢失的概率。快照可防范卷故障这类小概率事件。跨可用区复制卷不仅能防范可用区级别的故障,还能加快故障发生时的恢复速度。

Amazon EBS 卷经过设计,具有非常高的可用性、可靠性和持久性。Amazon EBS 卷的数据可在单个可用区内的多个服务器之间进行复制,以防因单个组件发生故障而导致数据丢失,无需额外付费。根据您的应用程序对高可用性(HA)的需求程度,我们推荐遵循以下指南,以实现强大的高可用性:
1)将系统设计为没有单点故障。
2)使用自动的监控、故障检测和失效转移机制。要了解有关监控 EBS 卷性能的更多详细信息,请参阅监控 EBS 卷的状态
3)制定通过手动机制来应对、减轻故障并从任何故障中恢复的操作程序。这包括在发生故障时,分离不可用的卷并连接备份恢复卷。有关更多详细信息,请参阅有关更换 EBS 卷的文档。

更改卷配置非常简单。借助弹性卷功能,您只需进行一次 CLI 调用、API 调用或在控制台中单击几下即可增加容量、调整性能或更改卷类型。有关弹性卷的更多信息,请参阅“弹性卷”文档。

EBS 标准卷已被重命名为 EBS 磁性介质卷。因此,不会更改任何现有卷,而且 EBS 磁性介质卷与 EBS 标准卷在功能上没有任何区别。之所以更改名称是为了避免与我们推荐的默认卷类型“通用型 SSD (gp2) 卷类型”混淆。

预调配 IOPS SSD io2 Block Express 和 io1 卷适用于所有 Amazon EC2 实例类型。使用 EBS 优化型 EC2 实例在 io2 Block Express 和 io1 卷上提供一致且可预测的 IOPS。 EBS 优化型实例可在 Amazon EC2 和 Amazon EBS 之间提供专用吞吐量,选择范围介于 62.5MB/s 到 12500MB/s 之间,具体取决于所用的实例类型。要达到 256000 IOPS 和 4000 MB/s 吞吐量的限制,您必须使用挂载到基于 Nitro System 的 EC2 实例的 io2 Block Express 卷。

借助 Amazon EBS 卷克隆功能,您可以在同一可用区内即时创建卷的副本,从而以个位数毫秒级的延迟快速访问特定时间点的生产数据。要了解更多信息,请访问卷克隆技术文档

性能

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预调配 IOPS SSD(io2 Block Express 和 io1)卷挂载到 EBS 优化型实例时,其在任意一年内 99.9% 的时间提供的 IOPS 性能与预调配 IOPS 的偏差不超过 10%。具体性能取决于应用程序的 I/O 需求。

预配置 IOPS 的 io2 Block Express 卷挂载到 EBS 优化型实例上时,可实现亚毫秒级延迟,io1 卷则可实现个位数毫秒级延迟。具体性能取决于应用程序的 I/O 需求。

是的,影响。为 io2 Block Express 卷预调配 IOPS 时,您获得的 IOPS 速率取决于应用程序读取和写入操作的 I/O 大小。预调配 IOPS 卷的基本 I/O 大小为 16KB。因此,如果您为一个 I/O 大小为 16KB 的卷预配调配了 40000 IOPS,那么在该 I/O 大小下,它能达到最高 40000 IOPS。如果 I/O 大小增加到 256KB,那么您将能达到最高 16000 IOPS,因为当 IOPS 为 16000 时,可达到 4000 MiB/s 的最大吞吐量。有关详细信息,请访问有关预调配 IOPS 卷的技术文档。 您可以使用 Amazon CloudWatch 来监控吞吐量和 I/O 大小。

挂载到 EBS 优化型实例的预调配 IOPS SSD(io2 Block Express 和 io1)卷旨在提供一致性能,其在任意一年内 99.9% 的时间提供的 IOPS 性能与预调配 IOPS 的偏差不超过 10%。为了让从快照创建的新卷实现最大的性能一致性,我们建议在快照上启用快速快照还原(FSR)。通过启用 FSR 的快照恢复的 EBS 卷将立即获得完整的性能。

另一影响性能的因素是您的应用程序是否没有发送足够的 I/O 请求。这可以通过查看卷的队列深度来监控。队列深度是指应用程序向卷发起的待处理 I/O 请求的数量。为获得最大的一致性,在一分钟内,对于每 1000 个预置 IOPS,预置 IOPS 卷必须将队列深度平均值(四舍五入取整数)保持为 1。例如,对于预置 3000 个 IOPS 的卷,队列深度平均值必须为 3。有关确保卷的一致性能的更多信息,请参阅提高 EBS 性能

如果挂载到 EBS 优化型实例,吞吐量优化型 HDD(st1)和 Cold HDD(sc1)卷可在给定年份的 99% 时间内提供波动幅度在 10% 以内的预期吞吐量性能。具体性能取决于应用程序的 I/O 需求和 EC2 实例的性能。

可以。您获得的吞吐率取决于应用程序读取和写入操作的 I/O 大小。采用 HDD 的卷会处理 I/O 大小为 1MB 的读取和写入操作。顺序 I/O 将被合并及处理为 1MB 的单位,而每个非顺序 I/O 将被处理为 1MB,即使实际 I/O 大小更小也是如此。因此,虽然具有小型随机 I/O 的事务型工作负载(如数据库)无法在采用 HDD 的卷上良好运行,但是顺序 I/O 和大型 I/O 将在较长一段时间内实现 st1 和 sc1 对外公布的性能。

挂载到 EBS 优化型实例的吞吐量优化型 HDD(st1)和 Cold HDD(sc1)卷可以提供一致性能,能在给定年份的 99% 时间内提供波动幅度在 10% 以内的预期吞吐量性能。影响一致性水平的因素有很多。例如,卷上随机和顺序 I/O 操作之间的相对平衡可能会影响性能。如果随机的小型 I/O 操作过多,将会很快耗尽 I/O 额度,并将性能降至基准速率。吞吐率也可能会降低,具体取决于所选实例。尽管 st1 可以将吞吐量提高到 500MB/s,但是性能将受限于 EBS 流量的单独实例级限制。另一因素是拍摄快照,这会将预期写入性能降至基准速率,直到快照拍摄完成。这仅限于 st1 和 sc1。

如果应用程序没有发送足够的 I/O 请求,性能也会受到影响。这可以通过查看卷的队列深度和 I/O 大小来监控。队列深度是指应用程序向卷发起的待处理 I/O 请求的数量。为获得最大的一致性,对于每 1MB 的顺序 I/O,采用 HDD 的卷必须将队列深度平均值(四舍五入取整数)保持为 4 或更大。有关确保卷的一致性能的更多信息,请参阅提高 EBS 性能

可以。将多个卷条带化后挂载到更大的 EC2 实例上,可实现高达 400000 IOPS 或 12500 Mbps 的性能。建议使用 io2 Block Express 卷,该卷可以满足更高的性能要求,且无需为多个卷的条带化进行运营管理。st1 和 sc1 的性能会随卷大小线性扩展,因此将这些卷条带化带来的性能提升可能并不显著。

EBS 是一项多租户块存储服务。我们采用速率限制作为避免资源争用的机制。首先定义卷的性能条件 – 我们的卷类型(gp2、PIOPS、st1 和 sc1)全部定义了 IOPS 和吞吐量方面的性能特性。下一步是定义实例级别的性能。每个 EBS 优化型实例都为挂载到该实例的 EBS 卷组定义了性能(吞吐量和 IOPS)。因此,客户可以调整实例和卷大小以获得所需的性能级别。此外,客户可以使用报告的指标观察实例级别和卷级别性能。他们可以设置警报以确定他们所看到的内容是否与预期性能不匹配,指标还可以帮助确定是否在卷级别以正确的性能数量在正确类型的实例上配置客户。在 EBS 端,我们使用配置的性能告知,为了支持卷,我们如何分配相应的实例和 EBS 基础设施。我们可通过适当地分配基础设施来避免资源争用。此外,我们还会持续监控基础设施。通过此监控,我们可以检测基础设施故障(或即将发生的基础设施故障),进而在维修或更换(根据需要)底层基础设施时,将卷主动迁移至运行正常的硬件。

如果挂载到 EBS 优化型实例,通用型 SSD(gp3 和 gp2)卷可在给定年份的 99% 时间内提供预置 IOPS 性能的 10%。具体性能取决于应用程序的 I/O 需求。

如果挂载到 EBS 优化型实例,通用型 SSD(gp3 和 gp2)卷可实现 10 毫秒内的延迟。具体性能取决于应用程序的 I/O 需求。

没有。所有通用型 SSD(gp3)卷都包含 3000 IOPS 和 125MB/s 的一致性能,而无需支付额外费用。卷可以无限期地支持全部 3000 IOPS 和 125MB/s。

低于 1000GB 的通用型 SSD(gp2)卷在至少 30 分钟的持续性能中可获得高达 3000 IOPS 的突增 IOPS 性能。此外,gp2 卷可为每个预置 GB 提供 3 IOPS 的一致性能。例如,一个 500GB 的卷能够持续驱动 1500 IOPS,并在 60 分钟内突增至 3000 IOPS(3000 IOPS * 60 秒 * 30 分钟 / 1500 IOPS / 60 秒)。

EBS Block Express 是 Amazon EBS 的下一代存储服务器架构,旨在为云规模的块存储提供最高级别的性能,同时实现亚毫秒级延迟。Block Express 通过采用可扩展可靠数据报(SRD,一种高性能、低延迟的网络协议)与基于 Nitro System 的 EC2 实例通信来实现这一点。这与面向高性能计算(HPC)和机器学习(ML)工作负载的 Elastic Fabric Adapter(EFA)中用于实例间通信的高性能、低延迟网络接口相同。此外,Block Express 还提供模块化的软硬件构建模块,这些模块可通过多种方式组合,让我们拥有更高的灵活性,能够以更快的速度设计并提供性能更高的功能。

io2 Block Express 适用于对性能和容量要求较高的工作负载,这类工作负载可从更低的延迟、更高的 IOPS、更高的吞吐量,或更大的单卷容量中获益。此类工作负载包括关系数据库和 NoSQL 数据库(如 SAP HANA、Oracle、MS SQL、PostgreSQL、MySQL、MongoDB、Cassandra)、关键业务运营工作负载(如 SAP Business Suite、NetWeaver、Oracle eBusiness、PeopleSoft、Siebel)以及 ERP 工作负载(如 Infor LN 和 Infor M3)。

如果您需要让存储卷在可预测的时间内充分发挥性能,则应该使用“卷初始化的预置速率”功能。如果您的工作负载需要底层 EBS 卷尽快完全初始化,您也应该使用此功能。如果您想要启动数百个 EC2 实例(从基于 EBS 的亚马逊机器映像)或者数百个 EBS 卷(从 EBS 快照),并且需要它们都尽快完成初始化,也应该使用此功能。

从基于 EBS 的亚马逊机器映像启动新的 EC2 实例,或者从 EBS 快照创建新的 EBS 卷时,需要输入一个期望的卷初始化速率。

不,在复制操作期间或之后,源卷的性能不会受到影响。要了解更多信息,请访问卷克隆技术文档

快照

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此功能可通过以下 API 使用,这些 API 可以使用 Amazon CLI 或通过 Amazon 开发工具包来调用。

  • 列出快照块:ListSnapshotBlocks API 操作返回指定快照中的块的块索引和块令牌。
  • 列出更改的块:ListChangedBlocks API 操作返回同一卷/快照谱系的两个指定快照之间不同的块的块索引和块令牌。
  • 获取快照块:GetSnapshotBlock API 操作返回指定快照 ID、块索引和块令牌的块中数据。
  • 启动快照:StartSnapshot 操作将启动快照,作为现有快照的增量快照或新快照。启动的快照仍处于待定状态,直到使用 CompleteSnapshot 操作完成。
  • 放置快照块:PutSnapshot 操作将单个块形式的数据添加到处于待定状态的已启动快照。必须为传输的数据块指定 Base64 编码的 SHA256 校验和。该服务将在传输完成后验证校验和。如果该服务计算的校验和与您指定的校验和不匹配,则请求失败。
  • 完成快照:CompleteSnapshot 操作完成处于待定状态的已启动快照。快照随后更改为已完成状态。

有关更多信息,请参阅技术文档

GetSnapshotBlock 和 PutSnapshotBlock API 支持 512KiB 块大小。

否,只能通过 Amazon EC2 API 访问快照。

否,可以在卷连接和使用期间实时拍摄快照。不过,快照只能捕获已写入 Amazon EBS 卷的数据,可能不包含应用程序或操作系统已在本地缓存的数据。为了确保能在挂载到实例的卷上获得一致的快照,我们建议先彻底断开卷连接,再发出快照命令,然后重新挂载卷。对于用作根设备的 Amazon EBS 卷,我们建议先关闭机器,以便能拍摄完整的快照。

就设计而言,拍摄整个 16TB 卷的 EBS 快照所花费的时间应该不会超过拍摄整个 1TB 卷的快照所花费的时间。但是,创建快照所需的实际时间取决于多个因素,包括自上次拍摄 EBS 卷的快照以来更改的数据量。

每个快照都会获得一个唯一的标识符,客户可以根据任何现有的快照创建卷。

您可以从 Amazon Web Services 管理控制台“快照”部分的列表中选择“私有快照”来查找与您共享的快照。此部分列出了您自己的快照以及他人与您共享的快照。

您可以从 Amazon Web Services 管理控制台“快照”部分的列表中选择“公有快照”来查找全局共享的快照。 您还可以通过启用屏蔽对 EBS 快照的公共访问权限来限制对账户中快照的公共访问权限。 

您可以使用 Amazon Web Services 管理控制台查找存储为 Amazon 快照的公有数据集。登录控制台,依次选择 Amazon EC2 服务和“快照”,然后单击公有快照进行筛选。

如果您将数据从快照还原到卷时考虑数据访问延迟,并希望避免初始化期间发生初始性能损失,您应在快照上启用 FSR。FSR 用于为多种使用案例提供帮助,例如虚拟桌面基础设施(VDI)、备份和还原、测试/开发卷副本以及从自定义 AMI 引导等。通过在快照上启用 FSR,每当您需要从该快照还原数据时,您将看到改进的且可预测的性能。

否。已启用 FSR 的快照可改进将备份数据从快照还原到卷的速度。已启用 FSR 的快照不会加速快照创建时间。

要使用该功能,请在即将还原已初始化卷的可用区(AZ)中的快照上,调用新的启用快速快照还原 API。
已启用 FSR 的快照可能处于以下任一状态:正在启用、正在优化、已启用、正在禁用、已禁用。状态转换作为 CloudWatch 事件发布,且可以通过描述快速快照还原 API 检查 FSR 状态。
在快照上启用 FSR 不会更改任何现有快照 API 交互,现有工作流无需更改。仅可在账户拥有的快照上启用或禁用 FSR。FSR 无法应用于共享快照。您可以通过 API 或控制台查看已启用 FSR 的快照列表。

从已启用 FSR 的快照创建的卷已完全初始化。但是,创建时即可具有完全性能的卷数量受限。这些限制采用积分存储桶的形式表示,该存储桶与给定可用区中的已启用 FSR 的快照关联。必须了解的有关积分的重要事项:

  1. 一个卷创建操作使用一个积分
  2. 积分数量是已启用 FSR 的快照大小的函数
  3. 积分随时间重新填充
  4. 积分存储桶大小最大为 10

要估算积分存储桶大小和填充速度,请用 1024 除以快照大小。例如,100 GiB 已启用 FSR 的快照的最大余额为 10 积分,填充速度为每小时 10 积分。4TiB 快照的最大余额为 1,填充速度为每 4 小时 1 积分。
必须注意,积分存储桶大小为已启用 FSR 的快照大小的函数,而非已创建的卷大小的函数。例如,一次可以从 100GiB 快照创建最多 10 个 1TiB 卷。

最后,其中快照为已启用 FSR 的快照的每个可用区会获取其自己的积分存储桶,而与其他可用区无关。

创建积分存储桶的大小代表最大数量,积分存储桶余额代表可用创建的数量。如果填充,一次可以从已启用 FSR 的快照创建最多 10 个已初始化的卷。积分存储桶的最大大小和积分存储桶余额都作为 CloudWatch 指标发布。超出此限制后将继续创建卷,好像快照上未启用 FSR 一样。

使用 FSR 时,将在 DescribeVolumes API 中添加新的 EBS 特定属性 (fastRestored),以表示创建时的状态。当在卷创建积分不足的情况下从已启用 FSR 的快照创建卷时,创建会成功,但卷不会初始化。

当您删除快照时,快照的 FSR 将自动禁用,快照的 FSR 账单将终止。

是,您可以为与您的账户共享的公用快照和私用快照启用 FSR。要为共享快照启用 FSR,您可以使用在您自己的快照上启用 FSR 时使用的相同 API 调用集。

当您在共享快照上启用 FSR 时,将以标准 FSR 费率收费(请参阅定价页面)。请注意,共享快照的 FSR 仅对您的账户收费。当您在共享快照上启用 FSR 时,不会向快照所有者收费。

当共享快照所有者删除快照,或者通过撤销您从此快照创建卷的权限停止与您共享快照时,您的共享快照的 FSR 将自动禁用,且快照的 FSR 账单将终止。

您可以使用 Amazon Data Lifecycle Manager 和 Amazon Systems Manager(SSM)来协调应用程序或数据库的冻结、I/O 刷新、解冻操作以及 EBS 快照的初始化。您需要提供特定于您的应用程序或数据库的命令来执行这些操作。您也可以参阅我们的文档,其中包含亚马逊提供的适用于 MySQL、PostgreSQL 和 Windows 应用程序的代码和 SSM 文档。

加密

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Amazon EBS 加密可以无缝加密 EBS 数据卷、引导卷和快照,使您无需构建和维护安全密钥管理基础设施。EBS 加密通过使用 Amazon 托管的密钥,或者您使用 Amazon Key Management Service(KMS)创建和管理的密钥来确保静态数据的安全。加密发生在托管 EC2 实例的服务器上,在数据于 EC2 实例和 EBS 存储之间移动时进行加密。有关更多详细信息,请参阅 Amazon EC2 用户指南中的“Amazon EBS 加密”部分。

Amazon KMS 是一种托管服务,让您可以轻松创建和控制用于加密数据的加密密钥。Amazon Key Management Service 与其他 Amazon Web Services 服务(包括 Amazon EBS、Amazon S3 和 Amazon Redshift)集成,让您可以轻松使用自己管理的加密密钥来加密数据。Amazon Key Management Service 还与 Amazon CloudTrail 集成,向您提供所有密钥使用情况日志,以帮助满足法规与合规性要求。要详细了解 KMS,请访问 Amazon Key Management Service 产品页面。

您可以使用 Amazon EBS 加密来满足在云中加密静态数据方面的安全性与合规性要求。将加密与现有 IAM 访问控制策略配合使用,可以改进贵公司的深度防御策略。

Amazon EBS 加密将为您处理密钥管理事宜。每个新创建的卷都会获得一个唯一的 256 位 AES 密钥;从加密快照创建的卷将共享密钥。这些密钥由我们自己的密钥管理基础设施提供保护,该基础设施实现了强大的逻辑和物理安全控制,以防止未经授权的访问。您的数据和相关密钥使用行业标准的 AES-256 算法进行加密。

可以。

能,需要使用亚马逊云科技托管或客户自主管理的客户主密钥(CMK)。您可以通过带有 BlockDeviceMapping 参数的 RunInstances API 调用或 EC2 控制台中的启动向导来指定卷详情和加密。

能,您可以在实例启动时使用默认或自定义 CMK 加密创建加密数据卷。您可以通过 RunInstances API 调用中的 BlockDeviceMapping 对象,或通过 EC2 控制台中的启动向导,来指定卷详情和加密。

可以。有关详细信息,请参阅技术文档

可以。您可以使用客户自主管理的客户主密钥(CMK)与中国境内的其他亚马逊云科技账户共享加密快照和 AMI。有关详细信息,请参阅技术文档

是的,您可以通过在每个区域设置一次来默认启用 EBS 加密。这样可确保所有新卷始终加密。请参阅技术文档,了解更多详细信息。

计费和计量

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需要。即使卷与实例断开连接,您也需要为预配置的 IOPS 付费。当卷分离时,我们建议您考虑创建快照并删除该卷,以降低成本。有关更多信息,请参阅 Trusted Advisor 中的“未充分利用的 Amazon EBS 卷”成本优化检查项。此项目会检查 Amazon Elastic Block Store(Amazon EBS)卷配置,并在卷似乎未得到充分使用时发出警告。

除非另有说明,否则我们的价格不包括适用的税费和关税(包括增值税和适用销售税)。对于账单地址在日本的客户,使用亚马逊云科技提供的服务需缴纳日本消费税。

如果您需要让存储卷在可预测的时间内充分发挥性能,则应该使用“卷初始化的预置速率”功能。如果您的工作负载需要底层 EBS 卷尽快完全初始化,您也应该使用此功能。如果您想要启动数百个 EC2 实例(从基于 EBS 的亚马逊机器映像)或者数百个 EBS 卷(从 EBS 快照),并且需要它们都尽快完成初始化,也应该使用此功能。

多挂载

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不需要。多挂载功能可在 EBS 预调配 IOPS 卷上启用,费用仅按预调配的存储容量(按 GB-月计费)和 IOPS(按 IOPS-月计费)收取。

不能。

卷的 deleteOnTermination 行为由终止的最后一台已挂载实例的配置决定。为确保终止时删除行为可预测,需为该卷所挂载的所有实例统一启用或禁用“deleteOnTermination”。

如果希望在已挂载实例终止时自动删除该卷,请为该卷挂载的所有实例启用“deleteOnTermination”。如果希望在已挂载实例终止后保留该卷,请为所有已挂载实例禁用“deleteOnTermination”。有关更多信息,请参阅多挂载技术文档。

如果您的应用程序基于 Windows Server 失效转移群集构建、通过 NVMe 预留协调对共享存储的安全访问,或者在应用程序层协调对共享存储的安全访问,则可使用多挂载功能。

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