Pools com codificação de eliminação | Guia de Administração

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Aplica-se a SUSE Enterprise Storage 6

13 Pools com codificação de eliminação #

13.1 Pré-requisito para pools com codificação de eliminação
13.2 Criando um pool com codificação de eliminação de exemplo
13.3 Perfis de codificação de eliminação
13.4 Pools com codificação de eliminação com dispositivo de blocos RADOS

O Ceph oferece uma alternativa à replicação normal de dados em pools conhecidos como de eliminação ou com codificação de eliminação. Os pools de eliminação não oferecem todas as funcionalidades que os pools replicados (por exemplo, eles não podem armazenar metadados para pools RBD), mas exigem menos armazenamento bruto. Um pool de eliminação padrão capaz de armazenar 1 TB de dados requer 1,5 TB de armazenamento bruto, o que permite a falha de um único disco. Isso equivale a um pool replicado que precisa de 2 TB de armazenamento bruto para a mesma finalidade.

Para obter informações sobre a Codificação de Eliminação, visite https://en.wikipedia.org/wiki/Erasure_code.

Nota

Ao usar o FileStore, você não pode acessar pools com codificação de eliminação pela interface do RBD, a menos que você tenha uma camada de cache configurada. Consulte a Seção 14.5, “Pool com codificação de eliminação e camada de cache” para obter mais detalhes ou use o BlueStore padrão (consulte o Seção 1.4, “BlueStore”).

13.1 Pré-requisito para pools com codificação de eliminação #

Para usar a codificação de eliminação, você precisa:

Definir uma regra de eliminação no Mapa CRUSH.
Definir um perfil de codificação de eliminação que especifica o algoritmo de codificação a ser usado.
Criar um pool usando a regra e o perfil mencionados anteriormente.

Lembre-se de que a modificação do perfil e dos detalhes no perfil não será possível depois que o pool for criado e tiver dados.

Verifique se as regras CRUSH para os pools de eliminação usam indep para step. Para saber os detalhes, consulte a Seção 9.3.2, “firstn e indep”.

13.2 Criando um pool com codificação de eliminação de exemplo #

O pool com codificação de eliminação mais simples é equivalente ao RAID5 e requer pelo menos três hosts. Este procedimento descreve como criar um pool para fins de teste.

O comando ceph osd pool create é usado para criar um pool do tipo de eliminação. 12 representa o número de grupos de posicionamento. Com os parâmetros padrão, o pool é capaz de resolver a falha de um OSD.
```
cephadm@adm > ceph osd pool create ecpool 12 12 erasure
pool 'ecpool' created
```

A string ABCDEFGHI é gravada em um objeto denominado NYAN.

cephadm@adm > echo ABCDEFGHI | rados --pool ecpool put NYAN -

Para fins de teste, os OSDs agora podem ser desabilitados. Por exemplo, desconecte-os da rede.
Para testar se o pool é capaz de resolver a falha de dispositivos, o conteúdo do arquivo pode ser acessado com o comando rados.
```
cephadm@adm > rados --pool ecpool get NYAN -
ABCDEFGHI
```

13.3 Perfis de codificação de eliminação #

Quando o comando ceph osd pool create é invocado para criar um pool de eliminação, o perfil padrão é usado, a menos que outro perfil seja especificado. Os perfis definem a redundância dos dados. Para fazer isso, defina dois parâmetros denominados aleatoriamente k e m. k e m definem em quantos pacotes os dados são divididos e quantos pacotes de codificação são criados. Em seguida, os pacotes redundantes são armazenados em OSDs diferentes.

Definições necessárias para perfis de pool de eliminação:

chunk: quando a função de codificação é chamada, ela retorna pacotes do mesmo tamanho: pacotes de dados que podem ser concatenados para reconstruir o objeto original e pacotes de codificação que podem ser usados para reconstruir um pacote perdido.
k: o número de pacotes de dados, que é o número de pacotes em que objeto original é dividido. Por exemplo, se k = 2, um objeto de 10 kB será dividido em k objetos de 5 kB cada um. O min_size padrão nos pools com codificação de eliminação é k + 1. No entanto, recomendamos que o min_size seja no mínimo k + 2 para evitar perda de gravações e dados.
m: o número de pacotes de codificação, que é o número de pacotes adicionais calculado pelas funções de codificação. Se houver 2 pacotes de codificação, isso significa que 2 OSDs poderão ser eliminados sem perda de dados.
crush-failure-domain: define para quais dispositivos os pacotes são distribuídos. Um tipo de compartimento de memória precisa ser definido como valor. Para todos os tipos de compartimento de memória, consulte a Seção 9.2, “Compartimentos de memória”. Se o domínio de falha for rack, os pacotes serão armazenados em racks diferentes para aumentar a resiliência em caso de falhas no rack. Observe que isso exige k+m racks.

Com o perfil de codificação de eliminação padrão usado na Seção 13.2, “Criando um pool com codificação de eliminação de exemplo”, você não perderá os dados do cluster se houver falha em um único OSD ou host. Dessa forma, para armazenar 1 TB de dados, ele precisa de mais 0,5 TB de armazenamento bruto. Isso significa que 1,5 TB de armazenamento bruto é necessário para 1 TB de dados (porque k=2, m=1). Isso equivale a uma configuração RAID 5 comum. Para comparação, um pool replicado precisa de 2 TB de armazenamento bruto para armazenar 1 TB de dados.

As configurações do perfil padrão podem ser exibidas com:

cephadm@adm > ceph osd erasure-code-profile get default
directory=.libs
k=2
m=1
plugin=jerasure
crush-failure-domain=host
technique=reed_sol_van

A escolha do perfil correto é importante, porque ele não poderá ser modificado após a criação do pool. Um novo pool com um perfil diferente precisa ser criado, e todos os objetos do pool anterior precisam ser movidos para o novo (consulte a Seção 11.3, “Migração de pool”).

Os parâmetros mais importantes do perfil são k, m e crush-failure-domain porque definem o overhead de armazenamento e a durabilidade dos dados. Por exemplo, se a arquitetura desejada tiver que sustentar a perda de dois racks com um overhead de armazenamento de 66%, o seguinte perfil poderá ser definido. Observe que isso é válido apenas com um Mapa CRUSH que tenha compartimentos de memória do tipo “rack”:

cephadm@adm > ceph osd erasure-code-profile set myprofile \
   k=3 \
   m=2 \
   crush-failure-domain=rack

O exemplo na Seção 13.2, “Criando um pool com codificação de eliminação de exemplo” pode ser repetido com este novo perfil:

cephadm@adm > ceph osd pool create ecpool 12 12 erasure myprofile
cephadm@adm > echo ABCDEFGHI | rados --pool ecpool put NYAN -
cephadm@adm > rados --pool ecpool get NYAN -
ABCDEFGHI

O objeto NYAN será dividido em três (k=3), e dois pacotes adicionais serão criados (m=2). O valor de m define quantos OSDs podem ser perdidos simultaneamente sem nenhuma perda de dados. O crush-failure-domain=rack criará um conjunto de regras CRUSH para garantir que dois pacotes não sejam armazenados no mesmo rack.

13.3.1 Criando um novo perfil de codificação de eliminação #

O comando a seguir cria um novo perfil de codificação de eliminação:

root # ceph osd erasure-code-profile set NAME \
 directory=DIRECTORY \
 plugin=PLUGIN \
 stripe_unit=STRIPE_UNIT \
 KEY=VALUE ... \
 --force

DIRECTORY: Opcional. Defina o nome do diretório do qual o plug-in de codificação de eliminação é carregado. O padrão é /usr/lib/ceph/erasure-code.
PLUGIN: Opcional. Use o plug-in de codificação de eliminação para calcular blocos de codificação e recuperar blocos ausentes. Os plug-ins disponíveis são “jerasure”, “isa”, “lrc” e “shes”. O padrão é “jerasure”.
STRIPE_UNIT: Opcional. A quantidade de dados em um pacote, por distribuição. Por exemplo, um perfil com 2 pacotes de dados e stripe_unit=4K coloca a faixa 0-4K no pacote 0, 4K-8K no pacote 1 e 8K-12K no pacote 0 novamente. Esse valor deve ser um múltiplo de 4K para obter o melhor desempenho. O valor padrão é extraído da opção de configuração do monitor osd_pool_erasure_code_stripe_unit quando um pool é criado. O "stripe_width" de um pool que usa este perfil será o número de pacotes de dados multiplicado por esta "stripe_unit".
KEY=VALUE: Os pares de chave/valor das opções específicas ao plug-in de codificação de eliminação selecionado.
--force: Opcional. Substitua um perfil existente pelo mesmo nome e permita definir uma stripe_unit sem alinhamento de 4K.

13.3.2 Removendo um perfil de codificação de eliminação #

O comando a seguir remove um perfil de codificação de eliminação conforme identificado por seu NAME:

root # ceph osd erasure-code-profile rm NAME

Importante

Se o perfil for referenciado por um pool, haverá falha na exclusão.

13.3.3 Exibindo detalhes do perfil de codificação de eliminação #

O comando a seguir exibe os detalhes de um perfil de codificação de eliminação conforme identificado por seu NAME:

root # ceph osd erasure-code-profile get NAME

13.3.4 Listando perfis de codificação de eliminação #

O comando a seguir lista os nomes de todos os perfis de codificação de eliminação:

root # ceph osd erasure-code-profile ls

13.4 Pools com codificação de eliminação com dispositivo de blocos RADOS #

Para marcar um pool EC como pool RBD, sinalize-o de acordo:

cephadm@adm > ceph osd pool application enable rbd ec_pool_name

O RBD pode armazenar dados da imagem em pools EC. No entanto, o cabeçalho e os metadados da imagem ainda precisam ser armazenados em um pool replicado. Considerando que você tem um pool chamado “rbd” para esta finalidade:

cephadm@adm > rbd create rbd/image_name --size 1T --data-pool ec_pool_name

Você pode usar a imagem normalmente, como qualquer outra, com exceção de que todos os dados serão armazenados no pool ec_pool_name em vez do “rbd”.

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