適用範圍 SUSE Enterprise Storage 7.1

19 糾刪碼池 #

Ceph 提供了一種在池中正常複製資料的替代方案，稱為糾刪池或糾刪碼池。糾刪碼池不能提供複本池的所有功能 (例如，它們無法儲存 RBD 池的中繼資料)，但其所需的原始儲存空間更少。一個能夠儲存 1 TB 資料的預設糾刪碼池需要 1.5 TB 的原始儲存空間，以應對發生單個磁碟故障的情況。從這方面而言，糾刪碼池優於複本池，因為後者需要 2 TB 的原始儲存空間才能實現相同目的。

如需糾刪碼的背景資訊，請參閱 https://en.wikipedia.org/wiki/Erasure_code。

如需 EC 池相關的池值清單，請參閱糾刪碼池值。

19.1 糾刪碼池的先決條件 #

若要使用糾刪碼，您需要：

在 CRUSH 地圖中定義糾刪碼規則。
定義用於指定要使用的編碼演算法的糾刪碼設定檔。
建立使用上述規則和設定檔的池。

請記住，一旦建立好池且池中包含資料，便無法變更設定檔和設定檔中的詳細資料。

確定糾刪池的 CRUSH 規則對 step 使用 indep。如需詳細資料，請參閱第 17.3.2 節「firstn 和 indep」。

19.2 建立範例糾刪碼池 #

最簡單的糾刪碼池相當於 RAID5，至少需要三個主機。以下程序介紹如何建立用於測試的池。

ceph osd pool create 指令用於建立類型為糾刪的池。12 表示放置群組的數量。使用預設參數時，該池能夠處理一個 OSD 的故障。
```
cephuser@adm > ceph osd pool create ecpool 12 12 erasure
pool 'ecpool' created
```

字串 ABCDEFGHI 將寫入名為 NYAN 的物件。

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

為了進行測試，現在可以停用 OSD，例如，透過斷開其網路連接來停用。
若要測試該池是否可以處理多部裝置發生故障的情況，可以使用 rados 指令來存取檔案的內容。
```
cephuser@adm > rados --pool ecpool get NYAN -
ABCDEFGHI
```

19.3 糾刪碼設定檔 #

呼叫 ceph osd pool create 指令來建立糾刪池時，除非指定了其他設定檔，否則會使用預設的設定檔。設定檔定義資料備援。若要進行此定義，可以設定隨意命名為 k 和 m 的兩個參數。k 和 m 定義要將資料片段拆分成多少個區塊，以及要建立多少個編碼區塊。之後，備援區塊即會儲存在不同的 OSD 上。

糾刪池設定檔所需的定義：

chunk: 如果呼叫該編碼函數，它會傳回相同大小的區塊：可串連起來以重新建構原始物件的資料區塊，以及可用於重建所遺失區塊的編碼區塊。
k: 資料區塊的數量，即要將原始物件分割成的區塊數量。例如，如果 k = 2，則會將一個 10 kB 物件分割成各為 5 kB 的 k 個物件。糾刪碼池的預設 min_size 為 k + 1。不過，我們建議將 min_size 設定為 k + 2 或更大的值，以避免寫入操作和資料遺失。
m: 編碼區塊的數量，即編碼函數運算的額外區塊數量。如果有 2 個編碼區塊，則表示可以移出 2 個 OSD，而不會遺失資料。
crush-failure-domain: 定義要將區塊分佈到的裝置。其值需要設定為某個桶類型。如需所有的桶類型，請參閱第 17.2 節「桶」。如果故障網域為機櫃，則會將區塊儲存在不同的機櫃上，以提高機櫃發生故障時的復原能力。請記住，這需要 k+m 個機架。

使用第 19.2 節「建立範例糾刪碼池」中所用的預設糾刪碼設定檔時，如果單個 OSD 或主機發生故障，叢集資料將不會遺失。因此，若要儲存 1 TB 資料，需要額外提供 0.5 TB 原始儲存空間。也就是說，需要 1.5 TB 原始儲存空間才能儲存 1 TB 資料 (因為 k=2、m=1)。這相當於常見的 RAID 5 組態。做為對比，複本池需要 2 TB 原始儲存空間才能儲存 1 TB 資料。

可使用以下指令來顯示預設設定檔的設定：

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

選擇適當的設定檔非常重要，因為在建立池後便無法修改設定檔。需要建立使用不同設定檔的新池，並將之前的池中的所有物件移到新池 (請參閱第 18.6 節「池移轉」)。

設定檔最重要的幾個參數是 k、m 和 crush-failure-domain，因為它們定義儲存負擔和資料持久性。例如，如果在兩個機架發生故障並且儲存負擔達到 66% 的情況下，必須能夠維繫所需的架構，您可定義以下設定檔。請注意，這僅適用於擁有「rack」類型的桶的 CRUSH 地圖：

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

對於此新設定檔，可以重複第 19.2 節「建立範例糾刪碼池」中的範例：

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 物件將分割成三個 (k=3)，並將建立兩個額外的區塊 (m=2)。m 值定義可以同時遺失多少個 OSD 而不會遺失任何資料。crush-failure-domain=rack 將建立一個 CRUSH 規則集，用於確保不會將兩個區塊儲存在同一個機櫃中。

19.3.1 建立新糾刪碼設定檔 #

以下指令可建立新糾刪碼設定檔：

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

DIRECTORY: 選擇性。設定從中載入糾刪碼外掛程式的目錄名稱。預設為 /usr/lib/ceph/erasure-code。
PLUGIN: 選擇性。使用糾刪碼外掛程式可計算編碼區塊和復原遺失的區塊。可用的外掛程式有「jerasure」、「isa」、「lrc」和「shes」。預設為「jerasure」。
STRIPE_UNIT: 選擇性。資料區塊中每個分割區的資料量。例如，如果設定檔有 2 個資料區塊，且 stripe_unit 等於 4K，則系統會將範圍 0-4K 的資料置於區塊 0 中，將 4K-8K 置於區塊 1 中，然後再將 8K-12K 置於區塊 0 中。需要有多個 4K 才能實現最佳效能。預設值取自建立池時的監控程式組態選項 osd_pool_erasure_code_stripe_unit。使用此設定檔的池的「stripe_width」等於資料區塊的數量乘以此「stripe_unit」。
KEY=VALUE: 選定糾刪碼外掛程式特定的選項鍵值組。
--force: 選擇性。覆寫名稱相同的現有設定檔，並允許設定不依 4K 對齊的 stripe_unit。

19.3.2 移除糾刪碼設定檔 #

以下指令可依 NAME 所識別的糾刪碼設定檔移除相應設定檔：

# ceph osd erasure-code-profile rm NAME

重要

如果某個池參考了該設定檔，則刪除將會失敗。

19.3.3 顯示糾刪碼設定檔的詳細資料 #

以下指令可依 NAME 所識別的糾刪碼設定檔顯示其詳細資料：

# ceph osd erasure-code-profile get NAME

19.3.4 列出糾刪碼設定檔 #

以下指令可列出所有糾刪碼設定檔的名稱：

# ceph osd erasure-code-profile ls

19.4 標示含 RADOS 區塊裝置的糾刪碼池 #

若要將 EC 池標示為 RBD 池，請對其進行相應標記：

cephuser@adm > ceph osd pool application enable rbd ec_pool_name

RBD 可在 EC 池中儲存影像資料。但是，影像標題和中繼資料仍需要儲存在複本池中。為此，假設您的池命名為「rbd」：

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

您可以如同使用任何其他影像一般正常使用該影像，只不過所有資料都將儲存在 ec_pool_name 池而非「rbd」池中。