Yritystason pilvihosting tarvitsee erittäin skaalautuvan tallennusratkaisun tärkeiden liiketoimintatietojen virtaviivaistamiseen ja hallintaan. Kun teknologia ja parhaat käytännöt siirtyvät kohti pilvipohjaisia palveluita pysyäkseen kukoistavan liiketoiminnan mukana, Ceph syntyi tarpeesta löytää ohjelmistoratkaisu, joka kannustaa kestävään kasvumalliin.

Tässä artikkelissa

• Mikä on Ceph?
• Miten Ceph toimii?
• Objektitallennus
• Lohkotallennus
• tiedostojärjestelmä
• Mikä on Ceph-tallennus?

Taustamme Cephiin tulee siitä, että se on osa hyperkonvergoituja yksityisiä pilviämme, mutta myös itsenäisten objektitallennusjärjestelmiemme taustalla oleva ohjelmisto. Lisätietoja saat tutustumalla Flex Metal Private Cloud -pilvipalveluumme.

Mikä on Ceph?

Ceph on avoimen lähdekoodin tallennusalusta, joka on suunniteltu mahdollistamaan olio-, lohko- ja tiedostotallennuksen yhdestä järjestelmästä. Ceph on suunniteltu itsestään parantavaksi ja itsehallinnoitavaksi, ja se pyrkii vähentämään ylläpitäjä- ja budjettikustannuksia, jolloin se pystyy selviytymään käyttökatkoksista omatoimisesti. Se pyrkii myös täysin hajautettuun toimintaan ilman yksittäistä vikapistettä, ja se on skaalautuva exatavutasolle. Ceph-ohjelmisto toimii myös tavanomaisella laitteistolla ja replikoi tietoja vikasietoiseksi.

Miten Ceph toimii?

Ceph voi käyttää viittä erilaista daemonia, jotka ovat kaikki täysin hajautettuja ja joita voidaan ajaa samoilla palvelimilla, jolloin käyttäjät voivat olla suoraan vuorovaikutuksessa niiden kanssa:

• Ceph-monitorit (ceph-mon) pitävät kirjaa aktiivisista ja vikaantuneista klusterin solmuista.
• Ceph-manageriohjelmat (ceph-mgr) kulkevat monitori-daemonien rinnalla tarjoten lisämonitorointia ja liitäntöjä ulkoisiin monitorointi- ja hallintajärjestelmiin.
• Metatietopalvelimet (ceph-mds) tallentavat solmujen ja hakemistojen metatiedot.
• Objektitallennuslaitteet (ceph-osd) tallentavat varsinaiset sisältötiedostot.
• Representational state transfer (RESTful) -yhdyskäytävät (ceph-rgw) paljastaa objektitallennuskerroksen rajapintana, joka on yhteensopiva OpenStackin Swift-rajapintojen kanssa.

Yhdestä tai useammasta Ceph-monitorista ja kahdesta tai useammasta Ceph-objektitallennuslaitteesta koostuvaa käyttöönottoa kutsutaan Ceph Storage Clusteriksi. Toiminnassa Ceph-tiedostojärjestelmä, Ceph-objektitallennus ja Ceph-lohkolaitteet lukevat tietoja Ceph-tallennusklusterista ja kirjoittavat tietoja siihen. Ceph-tallennusklusterin sisällä Ceph-objektitallennuslaitteet tallentavat tiedot objekteina tallennussolmuihin. Ceph Storage Clusterissa voi olla tuhansia tallennussolmuja.

Ceph käyttää itse tallennusjärjestelmässä hajautettua objektitallennusta, joka on tietokonetiedon tallennusarkkitehtuuri, jossa tietoja käsitellään objekteina. Tämä eroaa muista tallennusarkkitehtuureista, jotka käsittelevät tietoja tiedostohierarkiassa, kuten tiedostojärjestelmissä. Cephin ohjelmistokirjastojen kautta käyttäjät saavat suoran pääsyn luotettavaan autonomiseen hajautettuun objektivarastoon (RADOS) perustuvaan objektipohjaiseen tallennusjärjestelmään, joka tarjoaa myös perustan joillekin Cephin ominaisuuksille, kuten RADOS Block Device ja Ceph Filesystem.

Lohkotallennus

Ceph tarjoaa pääsyn lohkotallennukseen asentamalla Ceph-klusterin lohkolaitteeksi Linux-ytimen moduulin nimeltä RDB eli Radios Block Device avulla.

Kun tietoja kirjoitetaan Cephiin lohkolaitteen avulla, Ceph raidoittaa ja replikoi tiedot automaattisesti koko klusterissa. Cephin objektitallennusjärjestelmän avulla käyttäjät voivat myös asentaa Cephin thin-provisioned block -laitteena. Ceph-lohkolaitteet hyödyntävät RADOS-ominaisuuksia, joihin kuuluvat tilannekuvat, replikointi ja johdonmukaisuus. Lohkolaite voi myös tarjota lohkotallennustilaa virtuaalikoneille OpenStackissa.

Hyviä uutisia on tulossa myös Ceph Crimsonista, joka on tarkoitusta varten rakennettu OSD-järjestelmä, joka auttaa hyödyntämään NVMe-asemien uskomatonta tehoa.

Tiedostojärjestelmä

Ceph:n tiedostojärjestelmä (CephFS) on POSIX-yhteensopiva tiedostojärjestelmä (standardit varmistavat tiedostojen yhteensopivuuden eri käyttöjärjestelmien välillä), joka käyttää datan tallentamiseen Ceph:n tallennusrypästä. Ceph-metatietopalvelinklusterin avulla hakemistojen ja tiedostojen nimien kartat tallennetaan RADOS-klustereihin. Lisäksi metatietopalvelinklusteri voi skaalata ja tasapainottaa tiedostojärjestelmää dynaamisesti tietojen jakamiseksi tasaisesti klusterin isäntien kesken, mikä takaa korkean suorituskyvyn ja estää klusterin sisäisen raskaan kuormituksen.

Objektitallennus – Asiakastyökalut/RGW

Sisällä itse tallennusjärjestelmässä Ceph käyttää hajautettua objektitallennusta. Tämä on erillinen käsite siitä, että Ceph-klusteriin liitetään yhteys, jotta sitä voidaan käyttää objektivarastona. Cephillä on natiivi objektitallennuksen yhdyskäytävä nimeltä RGW. Se on palvelu, joka toimii useissa tai kaikissa klusterin jäsenissä ja tarjoaa S3-yhteensopivan API:n ja yhdyskäytävän, jonka avulla ohjelmasi voivat lisätä, poistaa jne. objekteja. Kaikissa Flex Metal -pilvissä on on-demand Ceph-objektitallennus osana ydintä ja erillisiä tallennusklustereita.

Se voi varmasti olla hieman hämmentävää. Lyhyt kuvaus lohkotallennuksesta vs. objektitallennuksesta voi auttaa.

Ceph Storage Cluster

Ceph Storage Cluster on kahden daemon-tyypin käyttöönotto: yksi tai useampi Ceph-monitori ja kaksi tai useampi Ceph-objektitallennuslaite. Ceph Storage Cluster on kaikkien Ceph-käyttöönottojen perusta, ja se voi sisältää tuhansia tallennuslaitteita.

Miten se toimii?

Toiminnassa Ceph-tiedostojärjestelmä, Ceph-objektitallennus ja Ceph-lohkolaitteet lukevat tietoja Ceph-tallennusklusterista ja kirjoittavat tietoja siihen. Ceph-tallennusklusterin sisällä Ceph-objektitallennuslaitteet tallentavat tiedot objekteina tallennussolmuihin. Objektitallennuslaitteet tallentavat varsinaiset sisältötiedostot, ja Ceph-monitorit pitävät kirjaa aktiivisista ja vikaantuneista klusterin laitteista.

Käyttäjät, jotka perustavat, muokkaavat ja purkavat Ceph-klustereita, käyttävät ceph-deploy-työkalua. Yksinomaan Cephiä varten tehdyn ceph-deploy-työkalun avulla käyttäjät voivat käynnistää Cephin nopeasti ja helpommin käytännöllisillä alkukonfiguraatioasetuksilla. Työkalun avulla voit asentaa Ceph-paketteja etäisäntäasemille, luoda klusterin, lisätä monitoreita, kerätä ja unohtaa avaimia, lisätä objektitallennuslaitteita, purkaa klustereita ja paljon muuta.

Yhteenvetona totean, että mielestämme Ceph on loistava ohjelmisto, ja se muodostaa perustan tallennusjärjestelmillemme – sekä hyperkonvergoituneissa ja konvergoituneissa pilvissä että tarjoamissamme erillisissä Ceph-käyttöisissä petabtimittakaavaisissa tallennusjärjestelmissä.