Ceph分佈式存儲高性能設計

隨着數據量的不斷增長,如何以高效的方式存儲數據量成爲IT界的一個挑戰。許多傳統存儲解決方案不能滿足日益增長的需求,業界迫切需要一種新的方法來管理現今的數據,爲用戶控制訪問時間,縮減管理成本。

 

軟件定義的存儲解決方案是存儲大量數據的一個新興方案。當代網絡,雲計算、大數據技術的應用使得數據呈指數增長,每天增長達百萬兆背景字節的數據量是常見的情況。我們迫切需要一種更有效的解決方案,如可伸縮擴展的軟件定義存儲解決方案Ceph。

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Ceph是一個具有高度可擴展性、開放源碼的軟件定義存儲解決方案,能夠提供基於對象,塊和文件系統的統一的分佈式存儲集羣服務。Ceph可以改造公司的IT基礎設施來管理海量數據,並提供非常好的可擴展性,存儲集羣可以容納大量的利用硬件和守護進程的分佈式存儲節點,互相之間複製分發數據。Ceph監控在Ceph存儲集羣的也具有分佈式的特點,從而保證高可用性。

 

一個高度可擴展的容錯存儲集羣,網絡架構和運行Ceph的MON(Monitor,監控)和Ceph OSD(Object Storage Device,提供存儲資源)一樣重要。對於Ceph存儲集羣的主要指標就是高擴展性和高可用性,因此,網絡顯然必須有能力處理預期的客戶端數量和每個客戶端的吞吐量。該網絡還必須處理Ceph OSD的心跳、數據複製、集羣再平衡以及故障恢復。在正常操作中,一個單獨寫主OSD的操作會間接導致寫非主的OSD,寫的次數基於我們的複製因子。因此,集羣網絡的流量顯著超過了公衆網絡在正常工作條件下的流量,在公共網絡中,Ceph客戶端讀取和寫入數據到Ceph OSD守護進程以及發送OSD心跳信息,而在集羣網絡,Ceph OSD守護進程彼此檢查Ceph OSD的心跳信息,當系統出問題的時候,發送狀態報告給監視器,複製對象,重平衡集羣以及實現backfill和恢復。

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WinStore是雲宏提供的企業級分佈式軟件定義塊存儲解決方案。它針對Ceph在性能方面進行深度優化,對可靠性、易用性、可管理性實施改進,實現自動化運維。WinStore不但可支持運營商實現PB級以上容量的存儲資源池,也可幫助企業實現成本可控的小規模水平擴展存儲,整合或替代現有中端存儲設施,或構建應用融合方案,支撐各種OLTP或OLAP業務應用。WinStore分佈式塊存儲可以幫助用戶發揮通用的x86服務器硬件設施的性能潛力,在管理特性、效能和接口各方面達到傳統SAN設備的水平,並具備水平擴展的能力,讓用戶在TCO可控的情況下輕鬆實現“軟件定義存儲”的目標。

 

區別於開源的Ceph,WinStore在關鍵環節進行了深度代碼優化,包括網絡和磁盤處理效率的優化、數據分層與緩存機制的優化等,使得存儲系統能夠勝任高併發、高輸入輸出效率的需求,與主流NVMe閃存技術相結合,通過SPDK新協議棧優化IO路徑,突破單節點數千IOPS的瓶頸;通過配置不同性能的通用硬件,無縫適應冷熱數據切換等各種應用場景的性能需求。同時WinStore也具有卷級的QoS(Quality of Service)設置,支持最爲廣泛的客戶應用接口。




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