你该了解的CephFS点滴
今天，新的存储系统接口定期被创建，以解决分布式存储中新出现的挑战。例如，亚马逊简单存储服务[S3]（不透明对象存储）和亚马逊弹性块存储[EBS]（提供虚拟机镜像）都在云生态系统中提供必要的、可扩展的存储服务。然而，即使使用这些新技术，常规文件系统仍然是计算中使用最广泛的存储接口。
几乎所有程序都使用某种级别的文件系统。这使得文件系统成为任何计算设备上的所有存储访问的通用语言——从小型设备（如智能手机）到CERN和国家实验室的大型高性能计算（HPC）集群。由于方便、熟悉和互操作性，程序仍然通过文件系统进行通信和存储数据。
人们通常不会想太多计算系统如何提供他们习惯的熟悉环境的细节。即使文件系统支持所有类型的计算（作为以持久的、有组织和有用的方式存储数据的手段），但它不是大多数人屏幕上的东西。
这就是为什么很少有人知道便携式操作系统接口（POSIX）是最广泛使用的文件系统类型——在20世纪70年代自UNIX开始就主导多用户系统，甚至在今天的Android和iOS移动设备上运行。
与智能手机不同，HPC集群需要可扩展、可用和协作（共享）的存储。分布式文件系统为来自多个独立系统的程序提供了一个接口，用于操作并使它们能够以一致、持久和可靠的方式共享存储。
Ceph分布式文件系统
自从被加州大学圣克鲁斯分校的研究人员开发以来，Ceph分布式存储系统就包括一个分布式文件系统（CephFS）。实际上，它的对象存储器RADOS（代表可靠的自主分布式对象存储）最初是在国家实验室中设计和实现的，用于在HPC集群中使用CephFS。
自2006年以来，CephFS已经出现了很大的变化，主要是为了提高稳定性。 Ceph的发展侧重于云存储的新兴趋势，其分布式对象存储技术预计将会发光。特别地，RADOS块存储（RBD）和RADOS网关（RGW）分别为不透明块设备和对象存储提供了存储解决方案。这些技术表明，Ceph是商业和专有云存储解决方案的合适的开源替代品。
Ceph团队重新致力于CephFS开发，因为文件存储仍然是分布式系统的主要趋势。Ceph在2016年4月的Jewel发布中引入了CephFS，并且为黄金时段做好准备，但需要遵守一些警告——也就是说，提供可扩展性的多个活动元数据仍然被认为是试验性的。
CephFS的架构
CephFS是Ceph的文件存储解决方案部分。它可以作为系统中的一个更高级别的组件，在RADOS之上提供文件存储（所有Ceph存储解决方案的对象存储都构建在RADOS之上）。两种类型的实体合作来提供文件系统接口：客户端和元数据服务器（MDS）。
MDS是文件系统的所有元数据的同步点和缓存层。其主要功能是允许客户端安全地存储关于文件系统的元数据（例如，目录包含哪些文件）而不会变得不一致（例如，两个客户端不同意哪个文件在目录中）。
CephFS的一个显著特征是客户端可以读取和写入文件，而不需要MDS进行手把手指导。客户端只需要打开一个文件（即告诉MDS它想要使用该文件），然后根据需要读/写，在这个过程中只是偶尔更新MDS。
该设计的结果是改进了系统的可扩展性，其中客户端可以执行大量的读/写，这与RADOS集群中的对象存储设备的数量（但是每个客户端受其网络链路的带宽限制）呈线性关系。
Ceph的下一步
Ceph的Luminous发布将为CephFS提供许多重要的增强功能。
多个活动元数据服务器
最重要的变化是导出CephFS文件系统的多个活动元数据服务器的稳定性。管理员可以启动多个元数据服务器，并配置文件系统以一起使用这些服务器来均匀地传播元数据负载。这种变化是开发人员广泛测试和bug修复的结果。该文档（http://docs.ceph.com/docs/luminous/cephfs/multimds/）提供了有关将集群配置为使用多个活动元数据服务器的信息。
目录碎片
目录碎片现在在Luminous中默认启用。此更改允许将目录在内部分解为更小的目录——这样可以提高性能并允许在多个服务器之间拆分目录的元数据负载。像多个活动的元数据服务器一样，该功能自CephFS之初就可以使用，但由于增加了测试和bug修复，现在被认为是稳定的。此功能是透明的，不需要任何管理员或用户输入。
子树固定
管理员现在也可以明确地将目录子树固定到特定的元数据服务器。这使管理员在元数据均衡器被认为无效或不受欢迎时，可以覆盖多个活动的元数据服务器集群中的元数据平衡器。例如，运营人员可以决定特定目录应该仅使用单个元数据服务器的资源。
CephFS用户可以期待文件系统的可扩展性和稳定性得到提高——CephFS未来的工作将继续把提高可用性和稳定性作为重点。你可以在ceph.com上了解更多关于Ceph和CephFS的信息。
阅读推荐：
编译：Jonathan Zhang
作者：Patrick Donnelly
来源：https://opensource.com/article/17/8/ceph
投稿邮箱：openstackcn@sina.cn