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 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 1. 分布式块存储服务 2. KVM块存储服务 快速跨云弹性发布的业务 3. 低成本大容量需求的业务 4. 中间件冷热数据自动分离 5. S3和POSIX统一访问需求 主要挑战和支持场景Curve Roadmap 1. 架构 1. 文件存储支持分布式缓存、完善冷热数据分层存储能力 2. 完善混合云、公有云上部署架构 3. 完善高性能3副本存储引擎，支持混合盘 4. 文件存储支持数据存储到HDFS、rados等引擎 2. 性能 1. 完善RDMA/SPDK方案，发布稳定版本

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 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

Permission denied© XXX Page 4 of 33 查阅资料发现这是fuse的一种安全策略，默认是只有filesystem owner拥有该文件系统的访问权限，如果想要其他用户有权访问，需要在挂载参数中指定‘-o allow-root’ 或'-o allow-other'以允许相应用户有权访问该文件系统，如果挂载者不是root还需要在/etc/fuse.conf（/usr/local/etc/fuse network filesystems)。挂载参数‘default_permissions’用于启用内核自己的权限检查，而不是将权限检查推迟到文件系统，除了文件系统的任何权限检查之外，内核还会进行检查，并且两者都必须成功才能允许操作 。 。 。 内核执行标准的 UNIX 权限检查 如果文件系统在打开设备 fd 时的初始功能协商期间启用了 ACL 支持，则此挂载选项将被隐式激活。 在这种情况下，内核执行 ACL For future use.© XXX Page 14 of 33 */ unsigned reserved[22]; }; 未实现任何权限检查的文件系统通常 应在内部添加此选项，可与参数‘allow_other’一起达到共享文件访问控制。© XXX Page 15 of 33 # LD_PRELOAD=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libjemalloc.so

秦 亦 1/33背景 01 02 03 04 Curve质量控制 Curve监控体系 Curve运维体系Curve 是网易针对块存储、对象存储、云原生数据库、EC等 多种场景自研的分布式存储系统：  高性能、低延迟  当前实现了高性能块存储，对接OpenStack和 K8s  网易内部线上无故障稳定运行近两年  已完整开源 • github主页： https://opencurve https://opencurve.github.io/ • github代码仓库： https://github.com/opencurve/curve Curve 3/33为用户服务 作为一个复杂的大型分布式存储系统，Curve 需要利用科学的方法论和专业的工具，在整个 软件生命周期内更好地为用户服务：  质量——向用户交付稳定可靠的软件；  监控——直观地展示Curve运行状态；  运维——保障Curve始终稳定高效运行。 容易发现隐藏的问题，手工测试无法做到频繁触发  测试用例可以持续积累，成为代码质量的。 目前Curve的 异常测试以及混沌测试 均实现了自动化。 15/33测试用例的编写方法 很多情况下，待测试场景会包含多个变化的参数，每个参数有若干个典 型值；如果将用例覆盖所有可能的情况，总用例数将达到不可接受的程 度。因此，需要通过组合测试的方法，尽量用较少的用例数量覆盖绝大 多数情况：  两因素组合测试 通过测试集覆

阿里云数据库解决方案架构师为什么要兼容 MySQL 01 The longer you look back, the farther you can look forward.也从阿里巴巴的“去IOE”运动说起 业务驱动下的分布式技术实践之路 5月17日，支付宝最后一台小型 机下线标志去IOE落下帷幕 首次双十一大考卡顿半分钟后稳 定度过 7月，TDDL+AliSQL首次验证支 持核心库 无法弹性扩展 成本高 去 IOE 中间件只是起点，PolarDB-X 可能是离终点最近的那个 对近十年的探索以及五年的上云 经验进行重新思考，面向未来设 从运维视角实现计算存储一体化 计新架构 产品形态 基于MySQL XA实现分布式事务 基于外部组件进行扩容 支持扩容 分布式事务 一体化尝试 Review 2.0 开源 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2021年10月20日，云栖大会宣 布开源 2020年5月，PolarDB-X 不同队列中事件之间的顺序 • 分布式事务完整性 • DDL 引起的多 Schema 版本问题 • 扩缩容引起的队列增减 ? Maxwell Debezium A: PolarDB-X 全局 Binlog：完全兼容 • 与 MySQL Binlog 体验完全一致 • 保障分布式事务完整性 • 透明：下游系统或工具改造成本为零 • 实现复杂度高 Q: 分布式数据库有哪些问题要考虑Demo

字段，里面有个保存了当前进程所有已打开文件 描述符的数组，而通过 fd 就可以找到具体的文件描述符:© XXX Page 3 of 23 open & openat 系统调用的区别：如果pathname是绝对路径，则dirfd参数没用。如果pathname是相对路径，并且dirfd的值不是AT_FDCWD，则pathname的参照物是相对于dirfd指向的目录，而不是进程的当前工作目录；反之，如 果dirfd的值是AT_FD 当pathname对应的文件不存在时则创建它，文件uid为进程uid，gid为进程gid或父目录gid（取决于SGID是否置位）；当flags中出现O_CREAT 或 O_TMPFILE时，mode参数必须提供，否则会使用栈中随机字节填充；通常在没有ACL的情况下，有效的mode是经过与进程mask作用后的结果（mode & ~mask)。 # symbolic constants S_IRWXU 0010000 (fifo)© XXX Page 5 of 23 O_EXCL: 与O_CREATE一起使用，如果pathname已经存在则返回失败(EEXIST)，否则创建文件成功。 : 该参数不会使打开的文件成为该进程的控制终端。如果没有指定这个标志，那么任何一个 输入都将会影响用户的进程。 O_NOCTTY : 如果文件存在，且是个普通文件，具有对该文件的写权限，该flag会将文件长度截断为0。

。 使用etcd实现元数据节点的leader主要依赖于它的两个核心机制: TTL和CAS。TTL(time to live)指的是给一个key设置一个有效期，到期后key会被自动删掉。这在很多分布式锁的实现上都会用到，可以保证锁的实时性和有效性。CAS(Atomic Compare-and-Swap)指的是在对key进行赋值的时候，客户端需要提供一些条件，当这些条件满足后才能赋值成功。 3. etcd 以及get超时的时间 GetTimeout ③使用Observe监控指定前缀的key的最小版本的变化情况。© XXX Page 19 of 30 1. 2. 1. 该部分涉及到的参数说明： 参数 说明 当前配置 ElectionTimeout etcd集群leader选举的超时时间 3s LeaseTime mds当选leader之后，与etcd集群维持租约的过期时间 租约的k

client版本对删除unlink和rmdir的设计只有简单的删除inode和dentry结构，遗留了nlink和lookup count相关的内容还未实现，是不完备的。本文首先调研moosefs，chubaofs等分布式系统，参考并设计解决上述遗留问题。 当前删除接口代码如下：© XXX Page 3 of 15 CURVEFS_ERROR FuseClient::RemoveNode(fuse_req_t req count在fuse_reply_entry和fuse_reply_create时增加1 当内核移除其inode cache时，会调用forget，此时lookup count需要减nlookup（forget的参数） 当umount时，所有lookup count减至0 不应该完全依赖forget接口去实现inode的移除，因为forget接口可能不会被内核调用（例如client崩溃） 相关调研 moosefs

●使用epoll和边沿触发 ●提供监视一个fd是否可读写，并调用对应socket对象的成员函数1314 Socket 输入事件处理15 Socket options ●是创建socket的参数 ●主要成员: –fd 是socket文件句柄 –void (*on_edge_triggered_events)(Socket*) ●可读事件的回调函数16 Server创建Socket Ucp Context ●只有一个全局对象，使用下列函数获取 ●UCP_Context* get_or_create_ucp_ctx() ●指定了FEATURE_AM, 多线程共享39 命令行参数控制context的属性 ●--brpc_ucp_error_mode缺省是none，是的本地通讯使用shared memory成为可能 ●--brpc_set_cpu_latency 非-1, –接收和发送使用无锁队列 ●UcpWorker接收时写入UcpConnection的无锁队列 ●brpc发送时写入UcpWorker的无锁发送队列5455 UcpWorker实现 ●提供命令行参数调整ucp worker的行为 –--brpc_ucp_worker_busy_poll为true时使用busy poll –--brpc_ucp_worker_poll_time为wait模式时，一次突发的poll的时长

要是适配云原生数据库的场景。当前Curve是实现了块存储，向上提供块设备服务，CurveFS会基于此实现。第一阶段的目标是实现 满足数据库场景的文件接口。 调研 开源fs 当前对已有的开源分布式文件系统进行了调研，主要包括系统架构，元数据内存结构，元数据持久化，调研文档如下： chubaofs: ChubaoFS© XXX Page 3 of 14 1. 2. 3. moosefs: 并对以上文件系统在相同环境进行了元数据节点性能测试： 。测试结果c开发的moosefs和fastcfs元数据性能远优于go开发的chubaofs和c开发的cephfs，理论上分析这个结果是合理的，分布式的元数据设 调研测试 计会涉及到多次rpc的交互。这里需要确认的一点是：我们需要怎样的元数据节点的性能？ 可行性分析 方案对比 根据上述调研和测试结果，我们考虑了三种curvefs的元数据设计方案： 可用性足够，由于是 master-slave 的方式，master 以同步方式调用 slave，slave 在内存中也缓存了全部元数据信息 master-slave 多副本数据 CurveFS 分布式元数据设计 类似 chubaofs 的元数据设计方式，同样是采用 dentry，inode 两层映射关系，所有的元数据都缓存在内存中。元数据是分片的，使用 multi-raft 持久化元数据以及保证多副本数据一致性。基于这种方式开发：