ceph-cache-tier

本文详细介绍了Ceph的缓存分层特性,包括创建缓存池、缓存池原理、缓存池配置以及如何删除缓存层。缓存分层通过在SSD上创建缓存池,提升I/O性能,数据根据预设策略自动在缓存层和存储层之间迁移。文章提供了具体的Ceph命令示例,指导读者如何操作。

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创建

1、给数据资源池添加tier层
ceph osd tier add data_pool cache_pool --force-nonempty
2、设置tier模式为writeback
ceph osd tier cache-mode cache_pool writeback
3、设置tier层overlay
ceph osd tier set-overlay data_pool cache_pool
4、设置过滤器
ceph osd pool set cache_pool hit_set_type bloom
5、设置hit count数量
ceph osd pool set cache_pool hit_set_count 4
6、设置target_max_bytes
ceph osd pool set cache_pool target_max_bytes
7、设置第一条水线
ceph osd pool set cache_pool cache_target_dirty_ratio 0.4
8、设置第二条水线
ceph osd pool set cache_pool cache_target_dirty_high_ratio 0.6
9、设置第三条水线
ceph osd pool set cache_pool cache_target_full_ratio 0.8

缓存池原理

缓存分层特性也是在Ceph的Firefly版中正式发布的,这也是Ceph的Firefly版本中被谈论最多的一个特性。缓存分层是在更快的磁盘(通常是SSD),上创建一个Ceph池。这个缓存池应放置在一个常规的复制池或erasure池的前端,这样所有的客户端I/O操作都首先由缓存池处理。之后,再将数据写回到现有的数据池中。客户端能够在缓存池上享受高性能,而它们的数据显而易见最终是被写入到常规池中的。
[外链图片转存失败(img-7MFcOb0E-1564730623363)(cep

优化 Ceph 存储系统的性能是提升其稳定性和效率的关键任务。以下是一些被广泛认可的最佳实践,涵盖硬件配置、参数调优、数据管理等多个方面。 ### 1. 硬件配置优化 Ceph 的性能在很大程度上依赖于底层硬件的选择和配置。建议采用高性能的 SSD 作为日志设备(Journal)或 WAL/DB 设备,以加速元数据操作和写入性能。同时,使用大容量 HDD 作为数据存储设备,可以在成本和容量之间取得平衡。此外,网络带宽和延迟对 Ceph 集群性能有显著影响,建议使用高速(如 10Gbps 或更高)网络连接,并优化网络拓扑结构[^1]。 ### 2. 参数调优 Ceph 提供了大量可配置的参数,合理设置这些参数能够显著提升性能。例如: - **OSD 相关参数**:调整 `osd_op_threads` 和 `osd_disk_threads` 可以优化并发操作性能。 - **日志和缓存设置**:适当增大 `osd_journal_size` 可以提高写入性能,同时确保日志设备具有足够的空间。 - **PG 数量**:根据集群规模合理配置 PG(Placement Group)数量,通常建议每个 OSD 上有 100 个左右的 PG,以平衡负载和性能。 ### 3. 使用高效的 I/O 调度策略 Ceph 支持多种 I/O 调度策略,选择合适的策略可以优化存储性能。例如,使用 `deadline` 或 `none` 调度器可以减少 I/O 延迟,提升随机 I/O 性能。同时,通过将数据分布到 SSD 和 HDD 组合中,利用混合存储架构的优势,可以进一步优化性能。例如,基于 BCW(Buffer-Controlled Write)和 MIOS(Mixed IO Scheduler)的方法,能够根据写入模式动态分配数据到 SSD 或 HDD,从而减少 SSD 的写入量并降低延迟[^2]。 ### 4. 数据格式与分片优化 采用高效的文件格式可以减少 I/O 开销并提高数据加载速度。例如,使用 `HDF5` 或 `Parquet` 等列式存储格式,可以优化大规模数据处理的性能。此外,数据分片(Data Sharding)也是一种有效的优化手段,通过将数据分割成多个分片并行处理,可以显著提升读写性能[^3]。 ### 5. 配置文件优化 Ceph 的配置文件 `ceph.conf` 包含了大量影响性能的参数。以下是一个典型的优化配置示例: ```ini [global] fsid = <cluster-id> mon_initial_members = ft01, ft02, ft03 mon_host = 192.168.142.201, 192.168.142.202, 192.168.142.203 [osd] osd_journal_size = 10240 osd_op_threads = 4 osd_disk_threads = 2 osd_recovery_max_active = 10 osd_max_backfills = 2 [client] rbd_cache = true rbd_cache_size = 33554432 rbd_cache_writethrough_until_flush = true ``` ### 6. 监控与调优 定期监控 Ceph 集群的性能指标,例如 OSD 的 I/O 延迟、吞吐量、PG 状态等,可以帮助及时发现瓶颈。使用 `ceph -s`、`ceph osd perf` 和 `ceph -w` 等命令可以实时查看集群状态。此外,结合 Prometheus 和 Grafana 等监控工具,可以更直观地分析性能趋势并进行调优。 ### 7. 数据分布与负载均衡 Ceph 通过 CRUSH(Controlled Replication Under Scalable Hashing)算法实现数据分布和负载均衡。合理设计 CRUSH Map 可以确保数据在集群中均匀分布,避免热点问题。此外,定期运行 `ceph osd reweight` 命令可以调整 OSD 的权重,进一步优化负载均衡。 ### 8. 使用缓存层 Ceph 提供了缓存层(Cache Tiering)功能,可以将热数据缓存到高性能存储设备(如 SSD)中,从而加速读取性能。通过以下命令可以创建缓存层: ```bash ceph osd pool create cache_pool 128 128 ceph osd tier add data_pool cache_pool ceph osd tier cache-mode cache_pool writeback ceph osd tier set-overlay data_pool cache_pool ``` ### 9. 定期维护与优化 定期清理集群中的旧数据、优化 PG 分布、升级软件版本等,都是保持 Ceph 高性能的重要措施。此外,合理规划集群扩展,避免过度负载,也是长期维护的关键。 ###
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