1. Ceph分布式存储系统简介

一、Ceph简介

Ceph是一个统一的分布式存储系统，提供较好的性能、可靠性和扩展性

二、Ceph 与其他存储对比

三、Ceph特点

高性能：

a. 摒弃了传统的集中式存储元数据寻址的方案，采用 CRUSH 算法，数据分布均衡，并行度高。

b. 考虑了容灾域的隔离，能够实现各类负载的副本放置规则，例如跨机房、机架感知等。

c. 能够支持上千个存储节点的规模，支持 TB 到 PB 级的数据。

高扩展性：可无限扩容

特性丰富：支持三种存储接口：块存储、文件存储、对象存储

支持三种接口： Object：有原生的API，而且也兼容Swift和S3的API、Block：支持精简配置、快照、克隆。File：Posix接口，支持快照

四、Ceph架构

<1> Ceph的最底层是RADOS（分布式对象存储系统），它具有可靠、智能、分布式等特性，实现高可靠、高可拓展、高性能、高自动化等功能，并最终存储用户数据。RADOS系统主要由两部分组成，分别是OSD和Monitor。
<2> RADOS之上是LIBRADOS，LIBRADOS是一个库，它允许应用程序通过访问该库来与RADOS系统进行交互，支持多种编程语言，比如C、C++、Python等。
<3> 基于LIBRADOS层开发的有三种接口，分别是RADOSGW、librbd和MDS。
<4> RADOSGW是一套基于当前流行的RESTFUL协议的网关，支持对象存储，兼容S3和Swift。
<5> librbd提供分布式的块存储设备接口，支持块存储。
<6> MDS提供兼容POSIX的文件系统，支持文件存储。

五、Ceph核心组件

Montior：一个Ceph集群需要多个Monitor组成小集群， 它们通过 Paxos 同步数据，用来保存 OSD 的元数据。

OSD：负责响应客户端请求返回具体数据进程，一个Ceph集群一般都有多个OSD。

Pool、PG和OSD的关系：

• 一个Pool里有很多PG；
• 一个PG里包含一堆对象，一个对象只能属于一个PG；
• PG有主从之分，一个PG分布在不同的OSD上（针对三副本类型）

MDS：是CephFS服务的依赖的元数据服务。

RBD：Ceph对外提供的块设备服务,接口iSCSI兼容。

RGW：Ceph对外提供对象存储服务，接口S3和Swift兼容。

CephFS：Ceph对外提供的文件系统服务。

RADOS：Ceph集群的精华，用户实现数据分配，Failover等集群操作。

Libradio： Librados 是 Rados 提供库，因为 RADOS 是协议很难直接访问，因此上层的 RBD、RGW 和 CephFS 都是通过 librados 访问的，目前提供 PHP、Ruby、Java、Python、C 和 C++支持。

CRUSH：Ceph使用的数据分布算法，类似一致性哈希，让数据分配到预期的地方。

Pool： Pool是存储对象的逻辑分区。

PG：逻辑感念，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。

Object：Ceph最底层存储单元是Object对象，每个Object包含元数据和原始数据。

六、Ceph 架构展示

Ceph的功能模块

ceph资源划分

七、Ceph三种存储类型

1、 块存储（RBD）

• 优点：
  • 通过Raid与LVM等手段，对数据提供了保护；
  • 多块廉价的硬盘组合起来，提高容量；
  • 多块磁盘组合出来的逻辑盘，提升读写效率；
• 缺点：
  • 采用SAN架构组网时，光纤交换机，造价成本高；
  • 主机之间无法共享数据；
• 使用场景
  • docker容器、虚拟机磁盘存储分配；
  • 日志存储；
  • 文件存储；

2、文件存储（CephFS）

• 优点：
  • 造价低，随便一台机器就可以了；
  • 方便文件共享；
• 缺点：
  • 读写速率低；
  • 传输速率慢；
• 使用场景
  • 日志存储；
  • FTP、NFS；
  • 其它有目录结构的文件存储

3、对象存储（Object）(适合更新变动较少的数据)

• 优点：
  • 具备块存储的读写高速；
  • 具备文件存储的共享等特性；
• 使用场景
  • 图片存储；
  • 视频存储；