第一章 Ceph v1.0

Ceph是一个统一的、分布式的存储系统，设计目标是良好地扩展到EB（Exabyte）级别的存储容量，并且提供高性能和高可靠性。

第一部分 核心架构

一、RADOS（Reliable Autonomic Distributed Object Store）

RADOS是Ceph的基础存储层，提供：

• 对象存储：基于对象的存储接口
• 分布式：数据自动分布到集群中的所有节点
• 自愈：自动检测和修复故障

二、核心组件

• OSD（Object Storage Daemon）：负责存储数据，每个OSD对应一块硬盘
• MON（Monitor）：维护集群状态，包括OSD Map、CRUSH Map等
• MDS（Metadata Server）：为CephFS提供元数据服务

第二部分 存储类型

一、RBD（RADOS Block Device）

• 提供块存储接口
• 支持快照、克隆、精简配置
• 常用于虚拟机磁盘（如OpenStack、KVM）

二、CephFS

• 提供POSIX兼容的文件系统接口
• 支持目录结构和文件权限
• 适合共享文件存储

三、RGW（RADOS Gateway）

• 提供对象存储接口
• 兼容S3和Swift API
• 适合海量非结构化数据存储

第三部分 数据分布机制

一、CRUSH算法

Ceph使用CRUSH（Controlled Replication Under Scalable Hashing）算法来确定数据存储位置：

• 去中心化：无需中心节点，客户端可直接计算数据位置
• 可扩展：支持大规模集群
• 灵活：支持自定义故障域（如机架、机房）

二、数据保护

• 多副本：默认3副本，数据自动复制到不同OSD
• 纠删码：可选的数据保护方式，节省存储空间

第四部分 部署方式

一、手动部署

使用ceph-deploy或cephadm工具部署：

# 安装ceph-deploy
pip install ceph-deploy

# 创建集群
ceph-deploy new node1 node2 node3

# 安装Ceph
ceph-deploy install node1 node2 node3

# 初始化Monitor
ceph-deploy mon create-initial

# 创建OSD
ceph-deploy osd create node1:/dev/sdb

二、容器化部署

使用Cephadm或Rook（Kubernetes环境）部署。

第五部分 优缺点

优点	缺点
统一存储，支持块、文件、对象三种接口	部署和管理复杂
高可用、自愈、可扩展	对硬件要求较高
开源免费	学习曲线陡峭

第六部分 典型应用场景

• 云平台存储：为OpenStack、Kubernetes提供存储后端
• 大数据存储：替代HDFS，提供更灵活的存储接口
• 企业级存储：替代商业存储产品，降低成本