Linux:理解 Ceph:一个开源的分布式存储平台

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Ceph是一个软件分布式存储平台,可运行在商用硬件上。为了了解Ceph的运行效率,我们首先要弄清什么是商用硬件。商用电脑是由多个硬件供应商提供的硬件组装而成的,供应商们开发这些硬件是基于同一个开放标准的。与超级微型计算机相比,商品电脑的成本更低,并且它的开放标准能减少众多硬件提供商提供的硬件差异性。Ceph存储集群运行在商用机上,为了确保集群中数据的分布式存储和良好的可扩展性,Ceph运用了著名的CRUSH(Controllled Replication Under Scalable Hashing)算法。Ceph开发的主要目标是提供高可扩展性和提供对象存储、块存储和文件系统的存储机制。Ceph提供一个单一的存储平台,可以处理所有类型的数据存储(包括对象、块和文件)。它的高扩展性可以达到PB级,它还拥有高容错性和高一致性数据冗余机制。

Ceph的历史

在2004年,Sage Weil开发了一个名叫Ceph的开源项目,并于2006年,基于开源协议开源了Ceph。Weil 曾经是“Inktank Storage”公司的创始人。Inktank Storage一直专注于Ceph的研发,直到它被红帽收购。2012年,Ceph的第一个稳定版本发布了。2014年10月,Ceph的开发团队发布了Ceph的第七个稳定版本Giant。为了让Ceph更加成熟与完美,这个项目还在继续开发中。

一个Ceph集群由两种类型的后台进程(Daemon)组成:

  • OSD Daemon
  • Ceph Monitor

Ceph OSD Daemon

Object Storage Device(OSD)是Ceph集群中的重要组成部分。OSD可以存储文件或数据的内容,它使用文件系统来存储数据。OSD Daemon主要负责管理集群中的所有磁盘。OSD Daemon还负责在本地文件系统存储数据,并为不同的客户软件或存取媒介通过网络提供数据访问。而且,OSD Daemon还负责添加和删除磁盘,磁盘分区,管理OSD、低层空间管理,提供安全措施和磁盘数据的可复制性。

Ceph Monitor

Ceph Monitor也是一种Ceph OSD Daemon,它主要负责管理全部集群。当你运行一个Ceph集群时,你就会需要Ceph Monitor每天帮你检查集群的健康情况和状态。管理一个集群需要每天做很多工作比如检测所有OSD的状态和文件系统或块数据的状态。你可以通过Ceph Monitor来管理负载均衡和数据响应的详细信息。为了更好的了解Ceph集群的工作原理,我们来看看它是如何处理三种类型数据存储的机制。

Ceph Object storage

当向Ceph写入数据时,Ceph通过内部机制自动跨集群标记和复制数据。Ceph存储对象数据时,不仅可以通过调用Ceph内部的API来实现,还可以通过亚马逊的S3服务或AWS REST提供的API来实现。Ceph块存储机制提供了RADOS(Reliable Autonomic Distributed Object Store)服务。RADOS服务存储机制中不可或缺的;RADOS服务通过使用节点中安装的软件管理工具能够扩展千级的硬件设备(通常被应用为“Nodes“)。

Ceph Block Storage

Ceph的块存储模式使用户可以像挂载一个小型块设备一样挂载Ceph。在块数据存储级别上,RADOS服务也保证块数据的可扩展性。Librados就是包含在这一级别上的一个python类库,你可以使用librados类库和存储服务器或节点进行通信。Librados是一个开源的应用,你可以调整和增强它。Librados通过“RADOS Block Device“即RBD与后台进行交互。RBD不仅继承了Librados的功能,还能够为集群建立快照和恢复数据。

Ceph File Storage

CephFS 是一个为Ceph集群设计的,且遵循POSIX标准的分布式文件系统。CephFS提供把数据目录和文件映射到存储在RADOS中对象的存储的服务。通过这种方式,CephFS和RADOS可以相互协作。在这里,RADOS动态均等地把数据分布到不同的节点上。这种文件系统支持无限的数据存储和更强的数据安全性。在文件存储集群系统中,Ceph因提供容量大和高可扩展性而闻名。请注意你可以同时把Ceph与btrfs或EXT4一起使用,但Red Hat推荐使用最新Linux内核(3.14版本或者更新版本)。

结论

Red Hat下的Ceph文件系统拥有性价比高、操作简单、集群数据高可靠性的特点。RedHat也一直为Ceph投入了很多人力,这也确保了Bug可的跟进速度,以及新特性的引入。由于Ceph是开源的,所以你可以按照你的需求随意修改它。

来源:http://dockerone.com/article/307

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