如何基于 Ceph 构建高性能块存储服务

2025年04月08日 07:32
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网友(1):

Ceph是一个分布式存储系统,支持对象文件快接口,设计目标是:
  • 所有组件横向扩展
  • 没有单点故障
  • 可以在普通厂商硬件使用
  • 所有机制都能自我管理
  • 开源
  分布式存储的应用场景相对于其存储接口,现在流行分为三种:
  1.对象存储: 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,如七牛、又拍,Swift,S3等。
  2.块存储: 这种接口通常以QEMUDriver或者KernelModule的方式存在,这种接口需要实现Linux的Block Device的接口或者QEMU提供的Block Driver接口,如Sheepdog,AWS的EBS,青云的云硬盘和阿里云的盘古系统,还有Ceph的RDB(RDB是Ceph面向块存储的接口)。
  3、文件存储: 通常意义是支持POSIX接口,它跟传统的文件系统如Ext4是一个类型的,但区别在于分布式存储提供了并行化的能力,如Ceph的CephFS(CephFS是Ceph面向文件存储的接口),但是有时候又会把GFS,HDFS这种非POSIX接口的类文件存储接口归入此类。
  提到存储的种类就不得不提到另外一个话题:存储不能做统一化吗?因为必须要有多个不同的软件栈去管理不同的存储设备:SSD,SATA等。
  Ceph就此提出了不同观点,RADOS提供了基础的存储设备的管理、数据控制流访问的管理,提供的是一个可靠持久的数据存储平台,基于其上,我们可以实现多个不同的接口户来实现面向不同需求的对接,比如对象存储我们有一个单独的库实现去满足不同的存储需要,比如我们块存储是通过RDP来实现。
  统一存储并不意味着所有存储都的同一个接口,同一个实现,同一个软件栈,它其实只是使用了同一个设备管理的生命周期和数据访问的有效控制,它提供了一个相对合理,非常适合运维的,利于成本,利于软件可靠性控制的的机制去保证我们的存储的可靠。
  举一个例子,大部分存储厂商甚至网络厂商都有一个自己的核心软件栈,如文件系内核。基于其上演化出各种不同的产品线。如果厂商要追求各个产品线的极致是不是就应该每个产品完全独立来追求极致,但事实上一个核心的底层技术栈需要高质量的代码、完备的测试和长期的使用。在Ceph这里,一个分布式系统的并发IO、分布式恢复、数据端到端校验等等关键实现是唯一实现,成熟的系统系统在这些实现上需要经过一定量级和时间的考验,这才是Ceph所谓的统一存储,而不是其他的接口堆叠式开发。
  【Ceph和其他开源分布式存储、其他商用存储的区别之处在哪?】
  众所周知,很多传统厂商如日立、富士通等存储大厂也采用了Ceph作为它们存储硬件的载体,Ceph能提供企业级的存储服务一定有它的优势,才能让传统的存储厂商弃而采用开源的存储方案。
  1、中心化系统我们认为它在数据控制系统方面做的较好,在迁移运维方面提供较好的实现,但却有元数据的瓶颈。在访问数据时需要经过元数据服务器的查询再去寻找相应的数据服务器会在大规模扩展时遇到性能瓶颈问题。
  2、全分布式系统虽然提供较好的数据访问能力,能高效处理客户端的LO请求,但是却没有提供一个非常好的数据控制的实现,比如故障处理能力不足,数据恢复的困难,如果跳出中心化的元数据存储系统它没办法做到强一致性的数据恢复。
  弹性的数据分布策略和物理拓扑输入实现了高可用性和高持久性,Ceph的高性能重构还体现在利用CRush算法对数进行约束,避免数据分布到所有的集群的一个节点上,利用Ceph设计并提供的一个由CRush算法来支持一个高自由化的存储集群的设计,实现高可靠性,高持久性,高性能。

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