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ceph 怎样使用

时间:2024-10-18 03:39:26

1、Ceph 最初的目标是做一个分布式文件系统,直到现在这个目标也不能算完美实现;目前官网上对它的文件系统还是谨慎推荐的态度(不建议对线上核心业务部署);业界使用 Ceph ,大多是用它的对象存储;

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2、Ceph 客户端Ceph 支持三种存储接口:对象存储 RGW(rados gateway)、块存储 RBD(rados block device) 和文件存储 CephFS;这三个接口只是在客户端的封装库不同,到服务端了都是对象存储;

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3、对象存储(RGW:RADOS gateway)Ceph 对象存储服务提供了 REST 风格的 API ,它有与 Amazon S3 和 OpenStack Swift 兼容的接口。也就是通常意义的键值存储,其接口就是简单的GET、PUT、DEL和其他扩展;

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4、块存储(RBD:RADOS block device)RBD 是通过librbd库对应用提供块存储,主要面向云平台的虚拟机提供虚拟磁盘;RBD类似传统的SAN存储,提供数据块级别的访问;目前 RBD 提供了两个接口,一种是直接在用户态实现, 通过 QEMU Driver 供 KVM 虚拟机使用。 另一种是在操作系统内核态实现了一个内核模块。通过该模块可以把块设备映射给物理主机,由物理主机直接访问。

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5、文件存储Ceph 文件系统服务提供了兼容 POSIX 的文件系统,可以直接挂载为用户空间文件系统。它跟传统的文件系统如Ext4是一个类型,区别在于分布式存储提供了并行化的能力;

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6、原生接口除了以上3种存储接口, 还可以直接使用 librados 的原生接口,直接和RADOS通信;原生接口的优点是是它直接和和应用代码集成,操作文件很方便;但它的问题是它不会主动为上传的数据分片;一个1G的大对象上传,落到 Ceph 的存储磁盘上就是1G的文件;而以上三个接口是具有分片功能(即:条带化 file-striping)

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7、PS:两个对象的区分需要说明下,这里提到两个对象的概念:一个是 RGW中的对象存储,一个是 Ceph 的后端存储的对象;这两个需要区分:- 第一个对象面向用户,是用户接口能访问到的对象;- 第二个对象是ceph 服务端操作的对象;eg:使用RGW接口,存放一个1G的文件,在用户接口看到的就是存放了一个对象(1);而通过RGW 分片成多个对象(2)后最终存储到磁盘上;

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8、Ceph 服务端Ceph 服务端架构服务端 RADOS 集群主要由两种节点组成:一种是为数众多的、负责完成数据存储和维护功能的OSD(Object Storage Device),另一种则是若干个负责完成系统状态检测和维护的monitor。

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9、MonitorMonitor 集群提供了整个存储系统的节点信息等全局的配置信息,通过 Paxos 算法保持数据的一致性。

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10、Pool 、PG和OSDPool是存储对象的逻辑分区,它规定了数据冗余的类型和对应的副本分布策略;支持两种类型:副本(replicated)和 纠删码( Erasure Code);目前我们公司内部使用的Pool都是副本类型(3副本);PG( placement group)是一个放置策略组,它是对象的集合,该集合里的所有对象都具有相同的放置策略;简单点说就是相同PG内的对象都会放到相同的硬盘上;PG是 ceph的核心概念, 服务端数据均衡和恢复的最小粒度就是PG;OSD是负责物理存储的进程,一般配置成和磁盘一一对应,一块磁盘启动一个OSD进程;

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11、下面这张图形象的描绘了它们之间的关系:一个Pool里有很多PG,一个PG里包含一堆对象;一个对象只能属于一个PG;PG有主从之分,一个PG分布在不同的OSD上(针对三副本类型)

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12、讲究的PG一个Pool里设置的PG数量是预先设置的,PG的数量不是随意设置,需要根据OSD的个数及副本策略来确定。线上尽量不要更改PG的数量,PG的数量的变更将导致整个集群动起来(各个OSD之间copy数据),大量数据均衡期间读写性能下降严重;推荐的姿势(掉坑后的教训):预先规划Pool的规模,设置PG数量,一旦设置之后就不再变更。后续需要扩容就以 Pool 为维度为扩容,通过新增Pool来实现(Pool通过 crushmap实现故障域隔离)。

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13、故障域的划分刚开始接触 Ceph,通常会忽略 crushmap,因为即使对它不做任何设置,也不影响我们的正常使用;一旦集群大了,没有它集群就处于一个危险的运行状态中;没有故障域的划分,整个集群就处于一个未隔离的资源池中;一个对象存过去,可能落在 500个OSD硬盘的任意三个上;如果一块硬盘坏了,可能带来的是全局影响(副本copy,这个硬盘上丢失的PG副本可能分布在全局各个硬盘上);使用crushmap 将整个集群的OSD 划分为一个个故障域,类似将一个集群按业务划分成为了多个小集群;每个Pool 只会用到特定的 OSD,这样,一旦某个OSD 损坏,影响的只是某个业务的某个Pool,将故障的范围控制在一个很小的范围内。推荐的姿势:使用crushmap 划分故障域,将pool限制在特定的osd list上,osd的损坏只会引起这个pool内的数据均衡,不会造成全局影响;

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14、服务端对象的存储对象是数据存储的基本单元, 一般默认 4MB 大小(这里指的是RADOS的底层存储的对象,非RGW接口的对象)。对象的组成分为3部分:key 、value、元数据;- 元数据可直接存在文件的扩展属性中(必须是标准的文件属性),也可存到levelDb中;- value 就是对象数据,在本地文件系统中用一个文件存储;对于大文件的存储,Ceph 提供的客户端接口会对大文件分片(条带化)后存储到服务端;这个条带化操作是在客户端接口程序完成的,在 Ceph 存储集群内存储的那些对象是没条带化的。客户端通过 librados 直接写入 Ceph 存储的数据不会分片,大量大对象直接存放到 Ceph中会影响 Ceph 稳定性(存储容量达到60%后)。推荐的姿势:对于对象存储,只使用 Ceph 提供的 RGW 接口, 不使用 librados原生接口;不仅有分片功能,扩展也更容易(RGW是无状态的,可水平扩展)。

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15、总结上线 Ceph 前,先规划未来一年的预期使用量,为每个 pool 一次性设置 PG之后不再变更; 使用crushmap 设置故障域隔离,将磁盘故障后带来的数据平衡控制在一个小的范围之内。接口方面推荐只使用Ceph 提供的RGW 接口,不使用 librados原生接口。做好这些, 你的 Ceph 用起来会省心很多。

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