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史上最全的Ceph构件及组件分析

2019-01-02 16:26
启迪云计算
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Ceph Monitor

顾名思义,Ceph monitor 负责监控整个集群的健康状况。它们以守护进程的形式存在,这些守护进程通过存储集群的关键信息来维护集群成员状态、对等节点状态,以及集群配置信息。Ceph monitor 通过维护整个集群状态的主副本来完成它的任务。集群map 包括monitor 、OSD 、PG 、CRUSH 和MDS map o 所有这些map 统称为集群map 。让我们简单地浏览一下每个map 的功能。

monitor map

它维护着monitor 节点间端到端的信息,其中包括Ceph 集群ID 、monitor 主机名、IP 地址及端口号。它还存储着当前map 的创建版本和最后一次修改的信息。可以通过下面的命令检查集群的monitor map:

# ceph mon dump

OSD map :

它存储着一些常见的信息,如集群ID、OSD map 创建版本和最后一次修改信息,以及与池相关的信息(如池名字、池ID 、类型、副本数和归置组) 。它还存储着OSD 的一些信息,如数目、状态、权重、最近处于clean 状态的间隔以及OSD 主机等信息。可以通过执行以下命令获取集群的OSD map:

# ceph osd dump

PG map :

它存储着归置组的版本、时间戳、最新的OSD map 版本、容量充满的比例以及容量接近充满的比例等信息。它同时也跟踪每个归置组的ID 、对象数、状态状态时间戳、OSD 的叩集合、OSD 的acting 集合,最后还有清洗等信息。要检查集群的PG map ,执行:

# ceph pg dump

CRUSH map:

它存储着集群的存储设备信息、故障域层次结构以及在故障域中定义如何存储数据的规则。要查看集群的CRUSH map ,执行:

# ceph osd crush dump

MDS map:

它存储着当前MDS map 的版本,map 的创建和修改时间,数据和元数据池的ID ,集群中MDS 的数目以及MDS 的状态。要查看集群MDS map ,执行:

# ceph mds dump

一个典型的Ceph 集群通常包含多个monitor 节点。多monitor 的Ceph 架构使用了仲

裁( quorum ) ,使用Paxos 算法为集群提供了分布式决策机制。集群中monitor 数目应该是奇数,最低要求是一个monitor 节点,推荐的数是3 。自monitor开始仲裁操作,至少需要保证一半以上的monitor 始终处于可用状态,这样才可以防止其他系统可以看到的脑裂问题。

这就是为什么推荐使用奇数个monitor。在所有的集群monitor 巾,其中有一个是领导者( leader ) 。如果领导者monitor不可用其他monitor 节点也有权成为领导者。生产环境下的集群必须至少有三个monitor节点来提供高可用性。

对于企业级生产环境,建议使用专门的monitor 节点。这样, 一旦你的OSD 节点发生

故障,只要你有足够的monitor 运行在独立的机器上,你仍然可以连接到你的Ceph 集群。在存储的规划阶段,也应该考虑物理机架的布局。你应该将monitor节点分散到所有的故障域中,例如,不同的开关、电源和物理机架。如果你有多个数据中心连接在同一个高速网络,monitor 节点应该放到不同的数据中心。

Ceph块存储

块存储是企业环境中最常见的一种数据存储格式。Ceph 块设备也称为RADOS 块设备(RBD) ;它为物理层的虚拟机监控程序以及虚拟机提供块存储解决方案。Ceph 的RBD 驱动程序已经被集成到Linux 内核( 2.6.39 或更高版本)中,而且已经被QEMU/KVM 支持,它们能无缝地访问Ceph 块设备。

Linux主机能全力支持内核RBD (KRB D ) 并通过librados 映射Ceph 块设备。然后RADOS将Ceph 块设备的对象以分布式模式存储在集群中。一旦Ceph 块设备映射到Linux主机,它也可以当作裸分区或标记为文件系统,然后进行挂载。

Ceph对象网关

Ceph 对象网关,也称做RADOS 网关,它是一个代理,可以将HTTP 请求转换为RADOS ,同时也可以把RADOS 请求转换为HTTP 请求,从而提供RESTful 对象存储,这兼容S3 和Swift。Ceph 对象存储使用Ceph 对象网关守护进程( radosgw) 与librgw 、librados (Ceph 集群)交互。这是使用libfcgi 作为FastCGI的一个模块来实现的,并且可以被任何支持FastCGl的Web 服务器使用。

Ceph文件系统

CephFS 在RADOS 层之上提供了一个兼容POSIX 的文件系统。它使用MDS 作为守护进程,负责管理其元数据并将它和其他数据分开,这有助于降低复杂性并提高可靠性。CephFS 继承了RADOS 的特性并为数据提供了动态再平衡。

以上是对Ceph的架构和组件做了一些介绍,后续我们将对里面的技术细节进行详细的讨论。

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