L’hosting cloud per distribuzioni di livello enterprise necessita di una soluzione di storage altamente scalabile per ottimizzare e gestire importanti dati aziendali. Poiché la tecnologia e le best practice si spostano verso servizi basati sul cloud per stare al passo con un business fiorente, Ceph è nato dal bisogno di una soluzione software che incoraggi un modello sostenibile per la crescita.

In questo articolo

• Che cos’è Ceph?
• Come funziona Ceph?
• Object Storage
• Block Storage
• Filesystem
• Cosa è Ceph Storage?

Il nostro background su Ceph deriva dal fatto che fa parte dei nostri cloud privati iperconvergenti, ma anche come software sottostante ai nostri sistemi di storage a oggetti indipendenti. Per maggiori informazioni consultate il nostro Flex Metal Private Cloud.

Che cos’è Ceph?

Ceph è una piattaforma di storage open-source che è progettata per consentire l’archiviazione di oggetti, blocchi e file da un unico sistema. Progettato per essere auto-riparante e auto-gestito, Ceph si sforza di ridurre i costi di amministratore e di bilancio, consentendogli di affrontare le interruzioni da solo. Mira anche a operazioni completamente distribuite senza un singolo punto di fallimento ed è scalabile a livello di exabyte. Il software Ceph gira anche su hardware commodity e replica i dati per renderlo fault-tolerant.

Come funziona Ceph?

Ceph può impiegare cinque demoni distinti che sono tutti completamente distribuiti e possono essere eseguiti sullo stesso set di server, permettendo agli utenti di interagire direttamente con loro:

• I monitor Ceph (ceph-mon) tengono traccia dei nodi del cluster attivi e falliti.
• I manager Ceph (ceph-mgr) girano insieme ai demoni monitor per fornire monitoraggio aggiuntivo e interfacce per sistemi di monitoraggio e gestione esterni.
• I server di metadati (ceph-mds) memorizzano i metadati degli inode e delle directory.
• I dispositivi di archiviazione degli oggetti (ceph-osd) memorizzano i file di contenuto effettivo.
• I gateway RESTful (ceph-rgw) espongono il livello di archiviazione degli oggetti come interfaccia compatibile con le API OpenStack Swift.

L’implementazione di uno o più monitor Ceph e di due o più dispositivi di archiviazione a oggetti Ceph è chiamata Ceph Storage Cluster. In azione, il filesystem Ceph, l’object storage Ceph e i dispositivi a blocchi Ceph leggono e scrivono dati nel Cluster di Ceph Storage. All’interno del Ceph Storage Cluster, i dispositivi di Ceph object storage memorizzano i dati come oggetti sui nodi di storage. Un Ceph Storage Cluster può avere migliaia di nodi di storage.

All’interno del sistema di storage stesso, Ceph utilizza l’object storage distribuito, che è un’architettura di archiviazione dei dati del computer che tratta i dati come oggetti. Questo è diverso da altre architetture di storage che gestiscono i dati in una gerarchia di file, come i file system. Attraverso le librerie software di Ceph, gli utenti ottengono un accesso diretto al sistema di storage a oggetti RADOS (reliable autonomic distributed object store), che fornisce anche una base per alcune delle caratteristiche di Ceph, come RADOS Block Device e il Ceph Filesystem.

Block Storage

Ceph fornisce l’accesso al block storage montando il cluster Ceph come block device attraverso un modulo del kernel Linux chiamato RDB o Radios Block Device.

Quando i dati vengono scritti su Ceph utilizzando un block device, Ceph esegue automaticamente lo striping e la replica dei dati nel cluster. Il sistema di storage a oggetti di Ceph permette anche agli utenti di montare Ceph come un dispositivo a blocchi con thin-provisioning. I dispositivi a blocchi di Ceph utilizzano le capacità di RADOS, che includono snapshotting, replica e consistenza. Il dispositivo a blocchi può anche fornire lo storage a blocchi alle macchine virtuali in OpenStack.

C’è anche una grande novità in arrivo con Ceph Crimson, un sistema OSD costruito appositamente che aiuta a sfruttare l’incredibile potenza delle unità NVMe.

Filesystem

Il filesystem di Ceph (CephFS) è un filesystem POSIX-compliant (che sono standard usati per assicurare la compatibilità dei file tra sistemi operativi) che utilizza un Ceph Storage Cluster per archiviare i dati. Con il Ceph metadata server cluster, le mappe delle directory e i nomi dei file sono memorizzati all’interno dei cluster RADOS. Inoltre, il cluster di server di metadati può scalare e riequilibrare dinamicamente il file system per distribuire i dati in modo uniforme tra gli host del cluster, garantendo alte prestazioni e prevenendo carichi pesanti all’interno del cluster.

Object Storage – Client Tools/RGW

In seno al sistema di storage stesso, Ceph utilizza lo storage distribuito di oggetti. Questo è separato dal concetto di connessione al Ceph Cluster per usarlo come un object store. Ceph ha un gateway nativo per lo storage a oggetti chiamato RGW. È un servizio che gira su diversi o tutti i membri di un cluster e fornisce un’API compatibile con S3 e un gateway per i vostri programmi per aggiungere, rimuovere, ecc. oggetti. Le Cloud Flex Metal sono tutte dotate di Ceph Object Storage on-demand come parte del Core e di cluster di storage indipendenti.

Sicuramente può creare un po’ di confusione. Una rapida descrizione dello storage a blocchi e dello storage a oggetti può aiutare.

Ceph Storage Cluster

Un Ceph Storage Cluster è la distribuzione di due tipi di demoni: uno o più monitor Ceph e due o più dispositivi di storage a oggetti Ceph. Il Ceph Storage Cluster è la base per tutte le implementazioni Ceph e potrebbe contenere migliaia di dispositivi di storage.

Come funziona?

In azione, il filesystem Ceph, lo storage a oggetti Ceph e i dispositivi a blocchi Ceph leggono e scrivono dati sul cluster di Ceph Storage. All’interno del Ceph Storage Cluster, i dispositivi di storage a oggetti Ceph memorizzano i dati come oggetti sui nodi di storage. I dispositivi di archiviazione a oggetti memorizzano i file di contenuto effettivo, e i monitor Ceph tengono traccia dei dispositivi del cluster attivi e falliti.

Gli utenti che impostano, modificano e smontano i cluster Ceph useranno lo strumento ceph-deploy. Realizzato esclusivamente per Ceph, ceph-deploy permette agli utenti di lanciare Ceph rapidamente e facilmente con pratiche impostazioni di configurazione iniziale. Lo strumento dà la possibilità di installare i pacchetti Ceph su host remoti, creare un cluster, aggiungere monitor, raccogliere e dimenticare le chiavi, aggiungere dispositivi di storage a oggetti, smontare i cluster e altro ancora.

In sintesi, crediamo che Ceph sia un ottimo software e costituisce la base dei nostri sistemi di storage – sia su cloud iperconvergenti e convergenti che sui sistemi di storage stand alone alimentati da Ceph su scala di petabyte che offriamo.