怎么理解Ceph分布式存儲集群

怎么理解Ceph分布式存儲集群，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

在規(guī)劃Ceph分布式存儲集群環(huán)境的時候，對硬件的選擇很重要，這關(guān)乎整個Ceph集群的性能，下面梳理到一些硬件的選擇標準，可供參考：

1）CPU選擇

Ceph metadata server會動態(tài)的重新分配負載，它是CPU敏感性的，所以Metadata Server應該有比較好的處理器性能 (比如四核CPU). Ceph OSDs運行RADOS服務，需要通過CRUSH來計算數(shù)據(jù)的存放位置，replicate數(shù)據(jù)，以及維護Cluster Map的拷貝，因此OSD也需要合適的處理性能 Ceph Monitors 簡單的維護了Cluster Map的主干信息所以這個是CPU不敏感的。

2）RAM選擇

Metadata servers 以及Monitors 必須能夠快速的提供數(shù)據(jù)，因此必須有充足的內(nèi)存(e.g., 1GB of RAM per daemon instance). OSDs 在執(zhí)行正常的操作時不需要過多的內(nèi)存 (e.g., 500MB of RAM per daemon instance);但是 執(zhí)行恢復操作時，就需要大量的內(nèi)存(e.g., ~1GB per 1TB of storage per daemon). Generally, 而且是越多越好。

3）Data Storage選擇

規(guī)劃數(shù)據(jù)存儲時要考慮成本和性能的權(quán)衡。同時OS操作，同時多個后臺程序?qū)蝹€驅(qū)動器進行讀寫操作會顯著降低性能。也有文件系統(tǒng)的限制考慮：BTRFS對于生產(chǎn)環(huán)境來說不是很穩(wěn)定，但有能力記錄journal和并行的寫入數(shù)據(jù)，而XFS和EXT4會好一點。

提示:不推薦單個磁盤的分區(qū)上運行多個OSD。不推薦單個磁盤的分區(qū)上運行一個OSD和一個監(jiān)視器或元數(shù)據(jù)服務。

存儲驅(qū)動器受尋道時間，訪問時間，讀取和寫入時間，以及總吞吐量的限制。這些物理限制會影響整個系統(tǒng)的性能，尤其是在恢復過程中。我們建議為操作系統(tǒng)和軟件使用專用的驅(qū)動器，并且為你在主機上運行每個OSD守護分配一個驅(qū)動器。大多數(shù)“慢OSD”的問題的產(chǎn)生是由于在一個操作系統(tǒng)同一驅(qū)動器上運行多個OSDs和/或多個日志。

由于解決性能問題的一小部分的成本可能超過額外的磁盤驅(qū)動器的成本，因此你可以加快你的的集群設計規(guī)劃，為了避免OSD存儲驅(qū)動器負荷過重。

在每個硬盤驅(qū)動器上同時運行多個Ceph的OSD守護程序，但是這可能會導致資源爭用，并降低整體吞吐量。你可能把日志和對象數(shù)據(jù)存儲在相同的驅(qū)動器上，但這樣可能會增加所花費在記錄寫入操作和發(fā)送ACK給客戶端的時間。在CEPH可以ACK對于寫入操作前,Ceph必須把操作寫入到日志。

BTRFS文件系統(tǒng)的日志數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)的同時可以寫，而XFS和ext4的不能。Ceph的推薦做法，分開在單獨的驅(qū)動器上運行操作系統(tǒng)，OSD數(shù)據(jù)和OSD日志。

本文原創(chuàng)地址：https://www.linuxprobe.com/ceph-linux.html

4）固態(tài)硬盤選擇

性能改進的機會之一是使用固態(tài)硬盤（SSD），以減少隨機訪問時間，讀取等待時間，同時吞吐量加速。固態(tài)硬盤每GB的費用與硬盤驅(qū)動器相比往往超過10倍之多，但固態(tài)硬盤往往表現(xiàn)至少比硬盤驅(qū)動器快100倍的訪問時間。

固態(tài)硬盤沒有移動機械部件，所以他們不需要受同類型硬盤驅(qū)動器的限制。盡管固態(tài)硬盤有明顯的局限性。重要的是考慮其連續(xù)讀取和寫入的性能。當存儲多個OSDs的多個日志時，有400MB/s的順序?qū)懭胪掏铝康腟SD的性能，相比機械盤120MB/s的順序?qū)懭胪掏铝?，SSD更好、更快。

固態(tài)硬盤的OSD對象存儲成本高昂，通過存儲一個OSD的日志在一個單獨的硬盤驅(qū)動器SSD和OSD的對象數(shù)據(jù)上時，OSDs上可能會看到一個顯著的性能提升。OSD日志配置默認在/var/lib/ceph/osd/$cluster-$id/journal里。你可以掛載這個路徑到SSD或SSD的分區(qū)上，將日志文件和數(shù)據(jù)文件分別存放在不同的磁盤。

5）Networks選擇

建議每臺機器最少兩個千兆網(wǎng)卡，現(xiàn)在大多數(shù)普通硬盤吞的吐量都能達到100MB/s，網(wǎng)卡應該能處理所以OSD硬盤總吞吐量，所以推薦最少兩個千兆網(wǎng)卡，分別用于public network和cluster_network。集群網(wǎng)絡（最好別連接到互聯(lián)網(wǎng)）用于處理由數(shù)據(jù)復制產(chǎn)生的額外負載，并且有助于阻止拒絕服務攻擊，拒絕服務攻擊會干擾數(shù)據(jù)歸置組，使之在OSD數(shù)據(jù)復制時不能回到active+clean狀態(tài)。請考慮部署萬兆網(wǎng)卡。通過1Gbps網(wǎng)絡復制1TB數(shù)據(jù)耗時3小時，而3TB（一個典型的驅(qū)動配置）需要9小時，與之相反，如果使用10Gbps復制時間可分別縮減到20分鐘和1小時。

在一個PB級集群中，OSD磁盤失敗是常態(tài)，而非異常；在性價比合理的前提下，系統(tǒng)管理員想讓PG盡快從degraded（降級）狀態(tài)恢復到active+clean狀態(tài)。采用10G網(wǎng)卡值得考慮使用。每個網(wǎng)絡的頂級機架路由器到核心路由器通信應該有更快的吞吐量，例如，40Gbps~100Gbps。

6）其他注意事項：

可以在每臺主機上運行多個OSD進程，但應該確保OSD硬盤的吞吐量總和不超過客戶端讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)所需的網(wǎng)絡帶寬。也應該考慮在每個主機上數(shù)據(jù)的存儲率。如果一個特定的主機上的百分比較大，它可能會導致問題:為了防止數(shù)據(jù)丟失,會導致Ceph停止操作。

當每臺主機上運行多個OSD進程時，還需要保證內(nèi)核是最新的。 當每臺主機上運行多個OSD進程時（如>20）會產(chǎn)生很多的線程，特別是進行recovery和relalancing操作。許多 Linux 內(nèi)核默認線程限最大數(shù)量比較小（例如，32k的）。如果您遇到這方面的問題，可以考慮把kernel.pid_max設置的高一點。理論上的最大值為4,194,303。

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