【存储ceph】 ceph概念与原理

超、凢脫俗 2022-02-01 14:41 368阅读 0赞

#  CEPH概念 #

Ceph是一个可靠地、自动重均衡、自动恢复的分布式存储系统，可以将Ceph分为三大块，分别是对象存储、块设备存储和文件系统服务。由于Ceph的良好设计，采用了CRUSH算法、HASH环等方法，使得它不存在传统的单点故障的问题，且随着规模的扩大性能并不会受到影响。

# **CEPH架构** #

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经典的Ceph模块架构图

*  **RBD**： RADOS block device，提供的块设备服务。
 *  **RGW**：RADOS gateway，对外提供的对象存储服务，接口与S3和Swift兼容
 *  **CephFS**：Ceph File System，对外提供的文件系统服务
 *  **RADOS：**Reliable Autonomic Distributed Object Store，实现数据分配、Failover等集群操作
 *  **Libradio：RADOS库**

# CEPH核心组件 #

**    Monitor：**

>      集群需要多个Monitor组成的小集群，它们通过Paxos同步数据，用来保存OSD的元数据
> 
>      负责监视Ceph集群，维护Ceph集群的健康状态，同时维护着Ceph集群中的各种Map图，比如OSD Map、Monitor Map、PG Map和CRUSH Map，这些Map统称为Cluster Map，Cluster Map是RADOS的关键数据结构，管理集群中的所有成员、关系、属性等信息以及数据的分发，比如当用户需要存储数据到Ceph集群时，OSD需要先通过Monitor获取最新的Map图，然后根据Map图和object id等计算出数据最终存储的位置

**OSD**

>        Object Storage Device，存储数据、复制数据、平衡数据、恢复数据等，与其它OSD间进行心跳检查等，并将一些变化情况上报给Ceph Monitor。一般情况下一块硬盘对应一个OSD，由OSD来对硬盘存储进行管理，当然一个分区也可以成为一个OSD。

**MDS**

>      Ceph MetaData Server，主要保存的文件系统服务的元数据，但对象存储和块存储设备是不需要使用该服务的。

# PG状态表 #

Placement Grouops，是一个逻辑的概念，一个PG包含多个OSD。引入PG这一层其实是为了更好的分配数据和定位数据。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>状态</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Activating</td> 
   <td>Peering已经完成，PG正在等待所有PG实例同步并固化Peering的结果(Info、Log等)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Active</td> 
   <td>活跃态。PG可以正常处理来自客户端的读写请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Backfilling</td> 
   <td>正在后台填充态。 backfill是recovery的一种特殊场景，指peering完成后，如果基于当前权威日志无法对Up Set当中的某些PG实例实施增量同步(例如承载这些PG实例的OSD离线太久，或者是新的OSD加入集群导致的PG实例整体迁移) 则通过完全拷贝当前Primary所有对象的方式进行全量同步</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Backfill-toofull</td> 
   <td>某个需要被Backfill的PG实例，其所在的OSD可用空间不足，Backfill流程当前被挂起</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Backfill-wait</td> 
   <td>等待Backfill 资源预留</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Clean</td> 
   <td>干净态。PG当前不存在待修复的对象， Acting Set和Up Set内容一致，并且大小等于存储池的副本数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Creating</td> 
   <td>PG正在被创建</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Deep</td> 
   <td>PG正在或者即将进行对象一致性扫描清洗</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Degraded</td> 
   <td>降级状态。Peering完成后，PG检测到任意一个PG实例存在不一致(需要被同步/修复)的对象，或者当前ActingSet 小于存储池副本数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Down</td> 
   <td>Peering过程中，PG检测到某个不能被跳过的Interval中(例如该Interval期间，PG完成了Peering，并且成功切换至Active状态，从而有可能正常处理了来自客户端的读写请求),当前剩余在线的OSD不足以完成数据修复</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Incomplete</td> 
   <td>Peering过程中， 由于 a. 无非选出权威日志 b. 通过choose_acting选出的Acting Set后续不足以完成数据修复，导致Peering无非正常完成</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Inconsistent</td> 
   <td>不一致态。集群清理和深度清理后检测到PG中的对象在副本存在不一致，例如对象的文件大小不一致或Recovery结束后一个对象的副本丢失</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Peered</td> 
   <td>Peering已经完成，但是PG当前ActingSet规模小于存储池规定的最小副本数(min_size)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Peering</td> 
   <td>正在同步态。PG正在执行同步处理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Recovering</td> 
   <td>正在恢复态。集群正在执行迁移或同步对象和他们的副本</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Recovering-wait</td> 
   <td>等待Recovery资源预留</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Remapped</td> 
   <td>重新映射态。PG活动集任何的一个改变，数据发生从老活动集到新活动集的迁移。在迁移期间还是用老的活动集中的主OSD处理客户端请求，一旦迁移完成新活动集中的主OSD开始处理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Repair</td> 
   <td>PG在执行Scrub过程中，如果发现存在不一致的对象，并且能够修复，则自动进行修复状态</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Scrubbing</td> 
   <td>PG正在或者即将进行对象一致性扫描</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Unactive</td> 
   <td>非活跃态，PG不能处理读写请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Unclean</td> 
   <td>非干净态，PG不能从上一个失败中恢复</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Stale</td> 
   <td>未刷新态。PG状态没有被任何OSD更新，这说明所有存储这个PG的OSD可能挂掉, 或者Mon没有检测到Primary统计信息(网络抖动)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Undersized</td> 
   <td>PG当前Acting Set小于存储池副本数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

###  Degraded ###

每个PG有三个副本，分别保存在不同的OSD中，在非故障情况下，这个PG是active+clean 状态。降级就是在发生了一些故障比如OSD挂掉之后，Ceph 将这个 OSD 上的所有 PG 标记为 Degraded

### 参考： ###

[https://www.jianshu.com/p/cc3ece850433][https_www.jianshu.com_p_cc3ece850433]

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[https_www.jianshu.com_p_cc3ece850433]: https://www.jianshu.com/p/cc3ece850433