軟件定義存儲SDS-分佈式存儲Ceph實踐與設計


    近兩年“軟件定義”已經被業界很多商業公司與技術咖所青睞;“軟件定義一切”具有技術改革與實際價值,在虛擬化管理平臺軟件定義一直性體現在三大方面:軟件定義計算(SDC),軟件定義網絡(SDN),軟件定義存儲(SDS);

    軟件定義存儲(SDS)是衆多中小企業在IT架構基礎建設中比較重要的一項,存儲是每個程序與應用必不可少的組成部分,存儲TCO也是大家所關注的重點,權衡在性能(Performance)、容量(Capability)、TCO(總擁有成本)三方面,根據這三方面考慮Ceph分佈式存儲特色具有很好的實際使用價值與靈活的結構,讓中小企業在RBD、OD等存儲方式有了更好的選擇;Ceph具有開源與社區活躍優勢,同時與主流IaaS架構Openstack結合密切等,Ceph生態系統也是有很多IT公司協同開發,如今用戶羣體包含國內外知名廠商,最新版本更新到2016.3 Jewel.

    Ceph基礎架構

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Ceph提供RBD、FS等存儲方式支持,Ceph分佈式針對於大規模PB級環境部署,技術特性體現在Cluster可靠性與擴展行,Data Replace、Interface統一性;Ceph去中心的設計思想可讓計算能力得到了充分發揮,Crush算法可保證各OSD與Monitor Node提供HA ENV;對於Openstack架構的後端存儲,側重在Ceph RBD存儲,RBD是基於LIBRADOS之上,通過QEMU/KVM Attach至VM上.


     OpenStack架構後端存儲核心在於VM、Volume、Images三方面,Ceph RBD可無縫支持這三項存儲,經過幾個項目的實踐,Ceph RBD存儲方式穩定性還是非常好,Ceph自身Journal優化特性可提高硬盤存儲讀寫性能;利用Ceph在設計OpenStack後端存儲解決方案時,建議合理規劃硬件資源與評估存儲需求,這樣才能在PCT三方Balance;


    根據公司業務存儲場景,可提供High Performance Pools與Common Pools,根據Openstack配置與對接方式,將Compute Pools進行整合,進行對應的存儲Pools對接;

    Ceph存儲自身規劃

    1、硬件選型:CPU、Mem、Disk按照OSD Process(2C、1G)與Monitor(2C、2G)合理規劃

    2、版本選型以及系統文件:Ceph目前穩定版本Jewel V10.0.0(社區推薦),系統文件格式Ext4

    3、網絡:建議生產環境採用10G網絡,Ceph Public Net與Client Net進行物理隔離,提供穩定與數據高保證性;可通過網絡調優引入巨型幀來提高網絡傳輸

    4、硬盤:Journal盤與Data盤建議1:6,匹配方式SSD(J)-SAS,PCIE(J)-SSD

    5、Ceph調優:硬件層面(BIOS、磁盤IOPS)、System層面(Cgroup、Kernel)、網絡層面(巨型幀、硬件加速)、Ceph(合理設置PG-PGS、副本數、對接存儲位置等)

    6、擴展:儘量減少縱向擴展、根據Crush Map進行Object物理Host存儲,隨着業務發展及時進行橫向擴展

    7、監控:對OSD Perf項進行監控,防止主副節點影響存儲速度;對集羣Health網絡、硬件狀態等實時監控、及時處理故障問題

    8、測試:初次搭建進行全面IOPS與網絡吞吐量測試、以及故障通過測試排除問題


    Ceph效率提升:增加並行度降低服務時間

    Ceph實際生產環境中,可支持多類型存儲,對象存儲、文件存儲、塊存儲等,Openstack匹配完美的則是Ceph RBD方式存儲,靈活地配置方式以及全面的driver支持,Ceph穩定與高可用靈活架構以及Crush算法讓Ceph分佈式存儲解決方案成爲Openstack最重要的存儲夥伴;隨着Openstack高速發展,Ceph也是以6個月一個新版本進行迭代,開源虛擬化以及存儲虛擬化是未來最具有商業價值與研究的熱點.

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