适用范围 SUSE Enterprise Storage 7.1

19 纠删码存储池 #

Ceph 提供了一种在存储池中正常复制数据的替代方案，称为纠删存储池或纠删码存储池。纠删码存储池不能提供副本存储池的所有功能（例如，它们无法存储 RBD 存储池的元数据），但其所需的原始存储空间更少。一个能够存储 1 TB 数据的默认纠删码存储池需要 1.5 TB 的原始存储空间，以应对发生单个磁盘故障的情况。从这方面而言，纠删码存储池优于副本存储池，因为后者需要 2 TB 的原始存储空间才能实现相同目的。

有关纠删码的背景信息，请参见 https://en.wikipedia.org/wiki/Erasure_code。

有关 EC 存储池相关的存储池值列表，请参考纠删码存储池值。

19.1 纠删码存储池的先决条件 #

要使用纠删码，您需要：

在 CRUSH 索引中定义纠删码规则。
定义指定要使用的编码算法的纠删码配置。
创建使用上述规则和配置的存储池。

请记住，一旦创建好存储池且存储池中包含数据，便无法更改配置和配置中的详细信息。

确保纠删码存储池的 CRUSH 规则对 step 使用 indep。有关详细信息，请参见第 17.3.2 节 “firstn 和 indep”。

19.2 创建示例纠删码存储池 #

最简单的纠删码存储池相当于 RAID5，至少需要三个主机。以下过程介绍如何创建用于测试的存储池。

命令 ceph osd pool create 用于创建类型为纠删的存储池。12 表示归置组的数量。使用默认参数时，该存储池能够处理一个 OSD 的故障。
```
cephuser@adm > ceph osd pool create ecpool 12 12 erasure
pool 'ecpool' created
```

字符串 ABCDEFGHI 将写入名为 NYAN 的对象。

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

为了进行测试，现在可以禁用 OSD，例如，断开其网络连接。
要测试该存储池是否可以处理多台设备发生故障的情况，可以使用 rados 命令来访问文件的内容。
```
cephuser@adm > rados --pool ecpool get NYAN -
ABCDEFGHI
```

19.3 纠删码配置 #

调用 ceph osd pool create 命令来创建纠删码存储池时，除非指定了其他配置，否则会使用默认的配置。配置定义数据冗余。要进行这种定义，可以设置随意命名为 k 和 m 的两个参数。k 和 m 定义要将数据片段拆分成多少个块，以及要创建多少个编码块。然后，冗余块将存储在不同的 OSD 上。

纠删池配置所需的定义：

chunk: 如果调用该编码函数，它会返回相同大小的块：可串联起来以重构造原始对象的数据块，以及可用于重构建丢失的块的编码块。
k: 数据块的数量，即要将原始对象分割成的块数量。例如，如果 k = 2，则会将一个 10 kB 对象分割成各为 5 kB 的 k 个对象。纠删码存储池的默认 min_size 为 k + 1。不过，我们建议将 min_size 设置为 k + 2 或更大的值，以防丢失写入和数据。
m: 编码块的数量，即编码函数计算的额外块的数量。如果有 2 个编码块，则表示可以移出 2 个 OSD，而不会丢失数据。
crush-failure-domain: 定义要将块分布到的设备。其值需要设置为某个存储桶类型。有关所有的存储桶类型，请参见第 17.2 节 “存储桶”。如果故障域为机柜，则会将块存储在不同的机柜上，以提高机柜发生故障时的恢复能力。请记住，这需要 k+m 个机柜。

使用第 19.2 节 “创建示例纠删码存储池”中所用的默认纠删码配置时，如果单个 OSD 或主机发生故障，将不会丢失集群数据。因此，要存储 1 TB 数据，需要额外提供 0.5 TB 原始存储空间。也就是说，需要 1.5 TB 原始存储空间才能存储 1 TB 的数据（因为 k=2、m=1）。这相当于常见的 RAID 5 配置。作为对比，副本存储池需要 2 TB 原始存储空间才能存储 1 TB 数据。

可使用以下命令显示默认配置的设置：

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

选择适当的配置非常重要，因为在创建存储池后便无法修改配置。需要创建使用不同配置的新存储池，并将之前的存储池中的所有对象移到新存储池（请参见第 18.6 节 “存储池迁移”）。

最重要的几个配置参数是 k、m 和 crush-failure-domain，因为它们定义存储开销和数据持久性。例如，如果在两个机柜发生故障并且存储开销达到 66% 的情况下，必须能够维系所需的体系结构，可定义以下配置。请注意，这仅适用于拥有“rack”类型的存储桶的 CRUSH 索引：

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

对于此新配置，可以重复第 19.2 节 “创建示例纠删码存储池”中的示例：

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

NYAN 对象将分割成三个 (k=3)，并将创建两个额外的块 (m=2)。m 值定义可以同时丢失多少个 OSD 而不会丢失任何数据。crush-failure-domain=rack 将创建一个 CRUSH 规则组，用于确保不会将两个块存储在同一个机柜中。

19.3.1 创建新纠删码配置 #

以下命令可创建新纠删码配置：

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

DIRECTORY: 可选。设置从中加载纠删码插件的目录名称。默认为 /usr/lib/ceph/erasure-code。
PLUGIN: 可选。使用纠删码插件可计算编码块和恢复缺失的块。可用的插件有“jerasure”、“isa”、“lrc”和“shes”。默认为“jerasure”。
STRIPE_UNIT: 可选。数据块中每个条带的数据量。例如，如果配置拥有 2 个数据块且 stripe_unit 等于 4K，则会将范围 0-4K 的数据置于块 0 中，将 4K-8K 置于块 1 中，然后再将 8K-12K 置于块 0 中。需要有多个 4K 才能实现最佳性能。默认值取自创建存储池时的 Monitor 配置选项 osd_pool_erasure_code_stripe_unit。使用此配置的存储池的“stripe_width”等于数据块的数量乘以此“stripe_unit”。
KEY=VALUE: 专用于选定纠删码插件的选项键/值对。
--force: 可选。覆盖名称相同的现有配置，并允许设置不按 4K 对齐的 stripe_unit。

19.3.2 删除纠删码配置 #

以下命令可按 NAME 所标识的纠删码配置删除相应配置：

# ceph osd erasure-code-profile rm NAME

重要

如果某个存储池引用了该配置，则删除将会失败。

19.3.3 显示纠删码配置的详细信息 #

以下命令可按 NAME 所标识的纠删码配置显示其详细信息：

# ceph osd erasure-code-profile get NAME

19.3.4 列出纠删码配置 #

以下命令可列出所有纠删码配置的名称：

# ceph osd erasure-code-profile ls

19.4 标记含 RADOS 块设备的纠删码存储池 #

要将 EC 池标记为 RBD 池，请对其进行相应标记：

cephuser@adm > ceph osd pool application enable rbd ec_pool_name

RBD 可在 EC 池中存储映像数据。但是，映像报头和元数据仍需要存储在副本存储池中。为此，假设您的存储池命名为“rbd”：

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

您可以像使用任何其他映像一样正常使用该映像，只不过所有数据都将存储在 ec_pool_name 池而非“rbd”池中。