Curve 分布式存储设计 程义 — Curve Maintainer XAgenda 第二 第三 第四 第一 Curve的由来 Curve的设计目标 Curve块存储 和 Curve文件存储 Curve社区Curve的由来 1. 代码复杂/代码量大 2. 运维难度高 3. 无法满足高的性能需求Curve的设计目标 1. Curve云原生软件定义存储 2. Curve块存储 Curve块存储 3. Curve文件存储 4. 高性能，易运维，云原生Curve块存储 1. 高性能分布式共享数据库场景 2. Curve块存储提供底层分布式共享存储 3. Polardb for PostgreSQL提供上层高性能数 据库服务 4. 性能测试 1. benchmarkSQL 每分钟事务数提升39% 2. pgbench 延迟降低21% TPS提升26% 研究现状Curve块存储 研究现状Curve块存储 1. 分布式块存储服务 2. KVM块存储服务 3. iSCSI协议 4. 容器云块存储(CSI) 应用场景Curve块存储 1. 高可用性/高可靠性 (易运维) 2. RAFT一致性协议 3. CopySet分配算法 4. 拓扑结构 5. 高性能 6. chunkfilepool (降低写放大) 7. data stripe (增大并发) 8. zerocopy

分布式存储系统，支持 块存储 和 文件存储 2018~2021 Curve块存储 2021~2022 Curve文件存储 • 基于Openstack构建云计算平台 • 底层存储使用Ceph块存储 • 稳定性挑战 • 算力平台kubernetes的迅速发展 • AI/大数据业务的快速增长 • 存储使用Ceph文件存储/HDFS • 成本/性能挑战 Curve块存储和文件存储均采用raft协议整体架构 对接OpenStack平台为云主机提供高性能块 存储服务 • 对接Kubernetes为其提供RWO、RWX等类 型的持久化存储卷 • 对接PolarFS作为云原生数据库的高性能存储 底座，完美支持云原生数据库的存算分离架 构 • Curve作为云存储中间件使用S3兼容的对象 存储作为数据存储引擎，为公有云用户提供 高性价比的共享文件存储 • 支持在物理机上挂载使用块设备或FUSE文件 致已经被提交，系统切换到新的配置(new)。RAFT协议简介 日志压缩 • 日志会不断增长，占用空间 • 采用快照的方式压缩日志 • 在某个时间点，整个系统的状态都以快照的形式写入 到稳定的持久化存储中 • 完成一次快照之后，删除时间点之前的所有日志和快 照。BRAFT简介 • raft协议提出之后，涌现出了非常多的实现，比如etcd，braft，tikv等。 • braft是raft的一

新一代云原生分布式存储—Curve 上 李小翠 网易数帆存储团队分布式存储介绍 01 存储的发展 | 分布式存储的分类 | 分布式存储的要素 02 03 04 Ceph 架构简介 | 场景介绍 | 使用中的问题 Curve 架构简介 | 数据对比 | 应用情况 FAQ 答疑存储的发展 互联网时代，数据大爆炸 大型主机 成本高 单点问题 扩容困难 各存储设备通过网络互联 各存储设备通过网络互联 大规模 弹性扩容 底层构建在分布式存储之上 云的概念 成本：共用基础设施 弹性：随意扩缩容 速度：更快的构建发布业务 底层构建在分布式存储之上 云原生的概念： 易用性：跨平台，超融合，弹性 小型主机 容量有限分布式存储的分类 按照各种应用场景所需的存储接口分类 对象 存储 文件 存储 块存储 接口为简单的 Get、PUT、DEL 和其他扩展 通常意义是支持 对指定地址空间进行随机读写 传统意义的块存储：磁盘分布式存储的要素 如何构建分布式文件系统？ 以分布式块存储为例。 •提供大容量的块设备 •可以在指定地址空间内随机读写 write(offset, len) •服务质量要求：数据不能丢、服务随时可用、弹性扩缩容 要什么 •成百上千台存储节点 •磁盘故障、机器故障、网络故障概率性发生 有什么 分布式存储系统需要满足接口需求，并且有持续监控、错误检测、容错与自动恢复的能力

绝大部分附加软件不会带来 额外费用 • 标准化的操作系统，个性化 选项有限 • 需要为附加的应用程序付费 数据存放 • 方便升级和降级 • 用户数据存储在用户主目录 里 • 方便迁移、复制用户数据和 迁移到另一台计算机上 • 用户数据被分散存储在多个 地方 • 备份和迁移数据较困难 表 1.1 关 键 因 素 进一步了解表格中概括的内容： 相关费用 Microsoft Windows 和 Microsoft Windows：对比 目录 Karmic Koala 图 1.6 桌 面 自 定 义 数据存储 Microsoft Windows 中，用户数据通常被分散存储在多个地方，备份和 迁移数据到另一台计算机上比较困难。Ubuntu 把所有的用户信息都存储在一个地 方——用户主目录，可以很方便的从一台旧的电脑迁移到新电脑上，或者把数据备份 到其他地方。 1.4.1 安装 安装 Ubuntu 桌面 27 Ubuntu 桌面培训 目录 图 2.5 “ 位 置 ” 菜 单 注释： 默认情况下，系统将自动为每个用户创建以用户名命名的主目录，里面存储了该用 户所有的配置文件。在一个多用户系统中，每个用户都应把他的个人数据存储在他 的主目录中。 • 系统此菜单供修改计算机设置和访问 Ubuntu 帮助系统。 28 Ubuntu 桌面组件 目录 Karmic Koala 图 2

绝大部分附加软件不会带来 额外费用 • 标准化的操作系统，个性化 选项有限 • 需要为附加的应用程序付费 数据存放 • 方便升级和降级 • 用户数据存储在用户主目录 里 • 方便迁移、复制用户数据和 迁移到另一台计算机上 • 用户数据被分散存储在多个 地方 • 备份和迁移数据较困难 表 I.1 关 键 因 素 14 Ubuntu 和 Microsoft Windows：对比 目录 Lucid 是标准化的操作系统，自定义选项有限。尽管也有数量众多应 用程序，但是绝大部分是专有软件，会带来额外的花费。 图 I.7 桌 面 自 定 义 数据存储 Microsoft Windows 中，用户数据通常被分散存储在多个地方，备份和 迁移数据到另一台计算机上比较困难。Ubuntu 把所有的用户信息都存储在一个地 方——用户主目录，可以很方便的从一台旧的电脑迁移到新电脑上，或者把数据备份 到其他地方。 16 Ubuntu 和 Ubuntu 桌面 29 Ubuntu 桌面培训 目录 图 II.5 “ 位 置 ” 菜 单 注释： 默认情况下，系统将自动为每个用户创建以用户名命名的主目录，里面存储了该用 户所有的配置文件。在一个多用户系统中，每个用户都应把他的个人数据存储在他 30 Ubuntu 桌面组件 目录 Lucid Lynx 的主目录中。 • 系统此菜单供修改计算机设置和访问 Ubuntu 帮助系统。 图 II

Un*x 或 GNU 系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.4.5 受支持的存储系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.5 内存与磁盘空间的需求 . . 5.2.3 高对比度的主题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 5.2.4 缩放 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 5.2.5 区。这通常工作得很好，尽管有一定的限制（显示 分辨率不能即时更改，并且无法管理显示器）。 在基于 sunXi 的系统上，板载的大容量存储设备闪存通常有两种：原始 NAND 闪存和 eMMC 闪存。 大多数旧的 sunXi 板使用原始 NAND 闪存作为板载闪存存储器，内核主线通常不包括对此的支持， 因此也不在 Debian 中。许多较新的系统使用 eMMC 闪存而不是原始 NAND 闪存。eMMC

Un*x 或 GNU 系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.4.5 受支持的存储系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.5 内存与磁盘空间的需求 . . 5.2.3 高对比度的主题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.2.4 缩放 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.2.5 该 (事实 上) 标准的设备可以使用一个通用的设备驱动程序而不需要设备独有的驱动程序。对于一些硬件 (例如 USB “Human Interface Devices”，像键盘、鼠标等等，和 USB 存储设备，像 U 盘和记忆卡读取器) 工作 很正常，并且市场上销售的所有设备都是符合标准的。 非常不幸，另一些领域不属于这种情况，例如打印机。有很多打印机可以借助一套 (事实上的) 标准控 制语言处理，

Un*x 或 GNU 系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.4.5 受支持的存储系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.5 内存与磁盘空间的需求 . . 5.2.3 高对比度的主题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.2.4 缩放 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 5.2.5 该 (事实 上) 标准的设备可以使用一个通用的设备驱动程序而不需要设备独有的驱动程序。对于一些硬件 (例如 USB “Human Interface Devices”，像键盘、鼠标等等，和 USB 存储设备，像 U 盘和记忆卡读取器) 工作 很正常，并且市场上销售的所有设备都是符合标准的。 非常不幸，另一些领域不属于这种情况，例如打印机。有很多打印机可以借助一套 (事实上的) 标准控 制语言处理，

Un*x 或 GNU 系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.4.5 受支持的存储系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.5 内存与磁盘空间的需求 . . 5.2.3 高对比度的主题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2.4 缩放 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2.5 需要设备独有的驱动程序。对于一些硬件 (例如 7 CHAPTER 2. 系统需求 2.4. 安装介质 USB “Human Interface Devices”，像键盘、鼠标等等，和 USB 存储设备，像 U 盘和记忆卡读取器) 工作 很正常，并且市场上销售的所有设备都是符合标准的。 非常不幸，另一些领域不属于这种情况，例如打印机。有很多打印机可以借助一套 (事实上的) 标准控 制语言处理，

Un*x 或 GNU 系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.4.5 受支持的存储系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.5 内存与磁盘空间的需求 . . 5.2.5 高对比度的主题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2.6 缩放 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2.7 该 (事实 上) 标准的设备可以使用一个通用的设备驱动程序而不需要设备独有的驱动程序。对于一些硬件 (例如 USB “Human Interface Devices”，像键盘、鼠标等等，和 USB 存储设备，像 U 盘和记忆卡读取器) 工作 很正常，并且市场上销售的所有设备都是符合标准的。 非常不幸，另一些领域不属于这种情况，例如打印机。有很多打印机可以借助一套 (事实上的) 标准控 制语言处理，