块存储客户端

① 求 分布式对象存储 原理 架构及Go语言实现 pdf

分布式存储架构由三个部分组成：客户端、元数据服务器和数据服务器。客户端负责发送读写请求，缓存文件元数据和文件数据。元数据服务器负责管理元数据和处理客户端的请求，是整个系统的核心组件。数据服务器负责存放文件数据，保证数据的可用性和完整性。该架构的好处是性能和容量能够同时拓展，系统规模具有很强的伸缩性。
对象存储最常用的方案，就是多台服务器内置大容量硬盘，再装上对象存储软件，然后再额外搞几台服务作为管理节点，安装上对象存储管理软件。管理节点可以管理其他服务器对外提供读写访问功能。
之所以出现了对象存储这种东西，是为了克服块存储与文件存储各自的缺点，发扬它俩各自的优点。简单来说块存储读写快，不利于共享，文件存储读写慢，利于共享。能否弄一个读写快，利 于共享的出来呢。于是就有了对象存储。

② 对象存储、文件存储和块存储的区别是什么

对象存储、文件存储和块存储的区别如下：

1、速度不同

块存储：低延迟（10ms），热点突出；

文件存储：不同技术各有不同；

对象存储：100ms-1s，冷数据；

2、可分步性不同

块存储：异地不现实；

文件存储：可分布式，但有瓶颈；

对象存储：分步并发能力高；

3、文件大小不同

块存储：大小都可以，热点突出；

文件存储：适合大文件；

对象存储：适合各种大小；

4、接口不同

块存储：Driver，kernel mole ；

文件存储：POSIX；

对象存储：Restful API ；

5、典型技术不同

块存储：SAN；

文件存储： HDFS，GFS；

对象存储：Swift，Amazon S3；

6、适合场景不同

块存储：银行；

文件存储：数据中心；

对象存储：网络媒体文件存储。

(2)块存储客户端扩展阅读：

对象存储、文件存储和块存储的联系：

通常来讲，磁盘阵列都是基于Block块的存储，而所有的NAS产品都是文件级存储。

1. 块存储：DAS SAN

a) DAS(Direct Attach Storage): 是直接连接于主机服务器的一种存储方式，每台服务器有独立的存储设备，每台主机服务器的存储设备无法互通，需要跨主机存取资料室，必须经过相对复杂的设定，若主机分属不同的操作系统，则更复杂。

应用：单一网络环境下且数据交换量不大，性能要求不高的环境，技术实现较早。

b) SAN(Storage Area Network): 是一种高速(光纤)网络联接专业主机服务器的一种存储方式，此系统会位于主机群的后端，它使用高速I/O联接方式，如：SCSI,ESCON及Fibre-Channels.特点是，代价高、性能好。但是由于SAN系统的价格较高，且可扩展性较差，已不能满足成千上万个CPU规模的系统。

应用：对网速要求高、对数据可靠性和安全性要求高、对数据共享的性能要求高的应用环境中。

2. 文件存储

通常NAS产品都是文件级存储。

NAS(Network Attached Storage)：是一套网络存储设备，通常直接连在网络上并提供资料存取服务，一套NAS储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统，特点是性价比高。

它采用NFS或CIFS命令集访问数据，以文件为传输协议，可扩展性好、价格便宜、用户易管理。目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统，但由于NAS的协议开销高、带宽低、延迟大，不利于在高性能集群中应用。

3. 对象存储：

总体上讲，对象存储同时兼具SAN高级直接访问磁盘特点及NAS的分布式共享特点。

核心是将数据通路(数据读或写)和控制通路(元数据)分离，并且基于对象存储设备(OSD)，构建存储系统，每个对象存储设备具备一定的职能，能够自动管理其上的数据分布。

对象储存结构组成部分(对象、对象存储设备、元数据服务器、对象存储系统的客户端)

③ 块存储、文件存储、对象存储这三者的本质差别是什么

一、概念及区别

针对不同的应用场景，选择的分布式存储方案也会不同，因此有了对象存储、块存储、文件系统存储。这三者的主要区别在于它们的存储接口：

1. 对象存储:

也就是通常意义的键值存储，其接口就是简单的GET,PUT,DEL和其他扩展，

2. 块存储:

这种接口通常以QEMU Driver或者Kernel Mole的方式存在，这种接口需要实现Linux的BlockDevice的接口或者QEMU提供的BlockDriver接口，如Sheepdog，AWS的EBS，青云的云硬盘和阿里云的盘古系统，还有Ceph的RBD(RBD是Ceph面向块存储的接口)

3. 文件存储:

通常意义是支持POSIX接口，它跟传统的文件系统如Ext4是一个类型的，但区别在于分布式存储提供了并行化的能力，如Ceph的CephFS(CephFS是Ceph面向文件存储的接口)，但是有时候又会把GFS，HDFS这种非POSIX接口的类文件存储接口归入此类。

二、IO特点

按照这三种接口和其应用场景，很容易了解这三种类型的IO特点，括号里代表了它在非分布式情况下的对应:1. 对象存储(键值数据库):

接口简单，一个对象我们可以看成一个文件，只能全写全读，通常以大文件为主，要求足够的IO带宽。

2. 块存储(硬盘):

它的IO特点与传统的硬盘是一致的，一个硬盘应该是能面向通用需求的，即能应付大文件读写，也能处理好小文件读写。但是硬盘的特点是容量大，热点明显。因此块存储主要可以应付热点问题。另外，块存储要求的延迟是最低的。

3. 文件存储(文件系统):

支持文件存储的接口的系统设计跟传统本地文件系统如Ext4这种的特点和难点是一致的，它比块存储具有更丰富的接口，需要考虑目录、文件属性等支持，实现一个支持并行化的文件存储应该是最困难的。但像HDFS、GFS这种自己定义标准的系统，可以通过根据实现来定义接口，会容易一点。

因此，这三种接口分别以非分布式情况下的键值数据库、硬盘和文件系统的IO特点来对应即可。至于冷热、快慢、大小文件而言更接近于业务。但是因为存储系统是通用化实现，通常来说，需要尽量满足各种需求，而接口定义已经一定意义上就砍去了一些需求，如对象存储会以冷存储更多，大文件为主。

④ 常用的各类存储

块存储： 指在一个RAID（独立磁盘冗余阵列）集中，一个控制器加入一组磁盘驱动器，然后提供固定大小的RAID块作为LUN（逻辑单元号）的卷，简单理解硬盘就是块存储。
常见的块存储

提供了文件共享的文件存储服务，普通的文件存储可以同时支持上千个云主机客户端同时共享访问，提供高吞吐量。

对象存储 ：
无目录层次结构、无数据格式限制，可容纳海量数据且支持 HTTP/HTTPS 协议访问的分布式存储服务。

使用场景 ：
适合非结构化文件，如图片和音视频等数据的海量存储
各种终端设备、Web网站程序、移动应用可以直接向OSS写入或读取数据。OSS支持流式写入和文件写入两种方式

阿里云的对象存储的分类 ：
标准类型
低频访问类型
归档存储类型
（云厂商都提供对象存储）

下表来自阿里云：

注： ECS 指的的云主机。
如果是自己搭建的NAS,那么他的吞吐取决约你的磁盘的类型和Raid类型， 一般是百Mbps,而不是Gbps.

⑤ 对象存储、块存储、文件存储分别是什么有什么区别

你可以把块理解成整个硬盘，文件理解成硬盘中的文件，对象理解成很多台服务器中的很多块硬盘。

⑥ ceph 块存储rbd的使用，使用普通户创建和挂载rbd

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ ceph osd pool create rbd1-data 32 32

pool 'rbd1-data' created

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ ceph osd pool ls

device_health_metrics

mypool

.rgw.root

default.rgw.log

default.rgw.control

default.rgw.meta

myrbd1

cephfs-metadata

cephfs-data

rbd1-data

在存储池启用rbd：

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ ceph osd pool application enable rbd1-data rbd

enabled application 'rbd' on pool 'rbd1-data'

初始化存储池：

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd pool init -p rbd1-data

创建存储池映像文件：

映像文件的管理都是rbd命令来执行，rbd可对映像执行创建，查看，删除，以及创建快照，克隆映像，删除快照，查看快照，快照回滚等管理操作

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd create data-img1 --size 3G --pool rbd1-data --image-format 2 --image-feature layering

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd create data-img2 --size 5G --pool rbd1-data --image-format 2 --image-feature layering

查看存储池映像文件

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd list --pool rbd1-data

data-img1

data-img2

列出映像更多信息

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd list --pool rbd1-data -l

NAME      SIZE  PARENT  FMT  PROT  LOCK

data-img1  3 GiB            2           

data-img2  5 GiB            2

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd --image data-img1 --pool rbd1-data info

rbd image 'data-img1':

size 3 GiB in 768 objects

order 22 (4 MiB objects)

snapshot_count: 0

id: 3ab91c6a62f5

block_name_prefix: rbd_data.3ab91c6a62f5

format: 2

features: layering

op_features:

flags:

create_timestamp: Thu Sep  2 06:48:11 2021

access_timestamp: Thu Sep  2 06:48:11 2021

modify_timestamp: Thu Sep  2 06:48:11 2021

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd --image data-img1 --pool rbd1-data info --format json --pretty-format

{

    "name": "data-img1",

    "id": "3ab91c6a62f5",

    "size": 3221225472,

    "objects": 768,

    "order": 22,

    "object_size": 4194304,

    "snapshot_count": 0,

    "block_name_prefix": "rbd_data.3ab91c6a62f5",

    "format": 2,

    "features": [

        "layering"

    ],

    "op_features": [],

    "flags": [],

    "create_timestamp": "Thu Sep  2 06:48:11 2021",

    "access_timestamp": "Thu Sep  2 06:48:11 2021",

    "modify_timestamp": "Thu Sep  2 06:48:11 2021"

}

镜像(映像)特性的启用和禁用

特性包括：

layering支持分层快照特性  默认开启

striping条带化

exclusive-lock：支持独占锁  默认开启

object-map 支持对象映射，加速数据导入导出及已用空间特性统计等  默认开启

fast-diff 快速计算对象和快找数据差异对比  默认开启

deep-flatten  支持快照扁平化操作  默认开启

journaling  是否记录日志

开启：

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd feature enable object-map --pool rbd1-data --image data-img1

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd feature enable fast-diff --pool rbd1-data --image data-img1

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd feature enable exclusive-lock --pool rbd1-data --image data-img1

禁止：

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd feature disable object-map --pool rbd1-data --image data-img1

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd feature disable fast-diff --pool rbd1-data --image data-img1

ceph@ceph-deploy:~/ceph-cluster$ rbd feature disable exclusive-lock --pool rbd1-data --image data-img1

客户端使用块设备：

首先要安装ceph-comman，配置授权

[root@ceph-client1 ceph_data]# yum install -y http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-octopus/el7/noarch/ceph-release-1-1.el7.noarch.rpm

[root@ceph-client1 ceph_data]# yum install ceph-common -y 

授权,

ceph@ceph-deploy:/etc/ceph$ sudo -i

root@ceph-deploy:~# cd /etc/ceph/           

root@ceph-deploy:/etc/ceph# scp ceph.conf ceph.client.admin.keyring [email protected]:/etc/ceph

ubuntu系统：

root@ceph-client2:/var/lib/ceph# apt install -y ceph-common

root@ceph-deploy:/etc/ceph# sudo scp ceph.conf ceph.client.admin.keyring [email protected]:/tmp

[email protected]'s password:

ceph.conf                                                                                                                  100%  270  117.7KB/s  00:00   

ceph.client.admin.keyring

root@ceph-client2:/var/lib/ceph# cd /etc/ceph/

root@ceph-client2:/etc/ceph# cp /tmp/ceph.c* /etc/ceph/

root@ceph-client2:/etc/ceph# ll /etc/ceph/

total 20

drwxr-xr-x  2 root root 4096 Aug 26 07:58 ./

drwxr-xr-x 84 root root 4096 Aug 26 07:49 ../

-rw-------  1 root root  151 Sep  2 07:24 ceph.client.admin.keyring

-rw-r--r--  1 root root  270 Sep  2 07:24 ceph.conf

-rw-r--r--  1 root root  92 Jul  8 07:17 rbdmap

-rw-------  1 root root    0 Aug 26 07:58 tmpmhFvZ7

客户端映射镜像

root@ceph-client2:/etc/ceph# rbd -p rbd1-data map data-img1

rbd: sysfs write failed

RBD image feature set mismatch. You can disable features unsupported by the kernel with "rbd feature disable rbd1-data/data-img1 object-map fast-diff".

In some cases useful info is found in syslog - try "dmesg | tail".

rbd: map failed: (6) No such device or address

root@ceph-client2:/etc/ceph# rbd feature disable rbd1-data/data-img1 object-map fast-diff

root@ceph-client2:/etc/ceph# rbd -p rbd1-data map data-img1

/dev/rbd0

root@ceph-client2:/etc/ceph# rbd -p rbd1-data map data-img2

格式化块设备admin映射映像文件

查看块设备

root@ceph-client2:/etc/ceph# lsblk

NAME  MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT

sda      8:0    0  20G  0 disk

└─sda1  8:1    0  20G  0 part /

sr0    11:0    1 1024M  0 rom 

rbd0  252:0    0    3G  0 disk

rbd1  252:16  0    5G  0 disk

root@ceph-client2:/etc/ceph# mkfs.ext4 /dev/rbd1

mke2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)

Discarding device blocks: done                           

Creating filesystem with 1310720 4k blocks and 327680 inodes

Filesystem UUID: 168b99e6-a3d7-4dc6-9c69-76ce8b42f636

Superblock backups stored on blocks:

32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Allocating group tables: done                           

Writing inode tables: done                           

Creating journal (16384 blocks): done

Writing superblocks and filesystem accounting information: done

挂在挂设备

root@ceph-client2:/etc/ceph# mkdir /data/data1 -p

root@ceph-client2:/etc/ceph# mount /dev/rbd1 /data/data1/

验证写入数据：

root@ceph-client2:/etc/ceph# cd /data/data1/

root@ceph-client2:/data/data1# cp /var/log/ . -r

root@ceph-client2:/data/data1# ceph df

--- RAW STORAGE ---

CLASS    SIZE    AVAIL    USED  RAW USED  %RAW USED

hdd    220 GiB  213 GiB  7.4 GiB  7.4 GiB      3.37

TOTAL  220 GiB  213 GiB  7.4 GiB  7.4 GiB      3.37

--- POOLS ---

POOL                  ID  PGS  STORED  OBJECTS    USED  %USED  MAX AVAIL

device_health_metrics  1    1      0 B        0      0 B      0    66 GiB

mypool                  2  32  1.2 MiB        1  3.5 MiB      0    66 GiB

.rgw.root              3  32  1.3 KiB        4  48 KiB      0    66 GiB

default.rgw.log        4  32  3.6 KiB      209  408 KiB      0    66 GiB

default.rgw.control    5  32      0 B        8      0 B      0    66 GiB

default.rgw.meta        6    8      0 B        0      0 B      0    66 GiB

myrbd1                  7  64  829 MiB      223  2.4 GiB  1.20    66 GiB

cephfs-metadata        8  32  563 KiB      23  1.7 MiB      0    66 GiB

cephfs-data            9  64  455 MiB      129  1.3 GiB  0.66    66 GiB

rbd1-data              10  32  124 MiB      51  373 MiB  0.18    66 GiB

创建普通用户并授权

root@ceph-deploy:/etc/ceph# ceph auth add client.huahualin mon "allow rw"  osd "allow rwx pool=rbd1-data"

added key for client.huahualin

root@ceph-deploy:/etc/ceph# ceph-authtool --create-keyring ceph.client.huahualin.keyring

creating ceph.client.huahualin.keyring

root@ceph-deploy:/etc/ceph# ceph auth  get client.huahualin -o ceph.client.huahualin.keyring

exported keyring for client.huahualin

使用普通用户创建rbd

root@ceph-deploy:/etc/ceph# scp ceph.conf ceph.client.huahualin.keyring  [email protected]:/etc/ceph/

普通用户映射镜像

[root@ceph-client1 ~]# rbd --user huahualin --pool rbd1-data map data-img2

/dev/rbd0

使用普通用户挂载rbd

[root@ceph-client1 ~]# mkfs.ext4 /dev/rbd0

[root@ceph-client1 ~]# fdisk -l /dev/rbd0

[root@ceph-client1 ~]# mkdir /data

[root@ceph-client1 ~]# mount  /dev/rbd0 /data

[root@ceph-client1 ~]# df -Th

Filesystem              Type      Size  Used Avail Use% Mounted on

devtmpfs                devtmpfs  475M    0  475M  0% /dev

tmpfs                  tmpfs    487M    0  487M  0% /dev/shm

tmpfs                  tmpfs    487M  7.7M  479M  2% /run

tmpfs                  tmpfs    487M    0  487M  0% /sys/fs/cgroup

/dev/mapper/centos-root xfs        37G  1.7G  36G  5% /

/dev/sda1              xfs      1014M  138M  877M  14% /boot

tmpfs                  tmpfs      98M    0  98M  0% /run/user/0

192.168.241.12:6789:/  ceph      67G  456M  67G  1% /ceph_data

/dev/rbd0              ext4      4.8G  20M  4.6G  1% /data

挂载rbd后会自动加载模块libceph.ko

[root@ceph-client1 ~]# lsmod |grep ceph

ceph                  363016  1

libceph              306750  2 rbd,ceph

dns_resolver          13140  1 libceph

libcrc32c              12644  4 xfs,libceph,nf_nat,nf_conntrack

[root@ceph-client1 ~]# modinfo libceph

filename:      /lib/moles/3.10.0-1160.el7.x86_64/kernel/net/ceph/libceph.ko.xz

license:        GPL

description:    Ceph core library

author:        Patience Warnick <[email protected]>

author:        Yehuda Sadeh <[email protected]>

author:        Sage Weil <[email protected]>

retpoline:      Y

rhelversion:    7.9

srcversion:    D4ABB648AE8130ECF90AA3F

depends:        libcrc32c,dns_resolver

intree:        Y

vermagic:      3.10.0-1160.el7.x86_64 SMP mod_unload modversions

signer:        CentOS Linux kernel signing key

sig_key:        E1:FD:B0:E2:A7:E8:61:A1:D1:CA:80:A2:3D:CF:0D:BA:3A:A4:AD:F5

sig_hashalgo:  sha256

如果镜像空间不够用了，我们可以做镜像空间的拉伸，一般不建议减小

查看rdb1-data存储池的镜像

[root@ceph-client1 ~]# rbd ls -p rbd1-data -l

NAME      SIZE  PARENT  FMT  PROT  LOCK

data-img1  3 GiB            2           

data-img2  5 GiB            2 

比如data-img2空间不够了，需要拉伸，将data-img2扩展到8G

[root@ceph-client1 ~]# rbd resize --pool rbd1-data --image data-img2 --size  8G

Resizing image: 100% complete...done.

可以通过fdisk -l查看镜像空间大小，但是通过df -h就看不到

[root@ceph-client1 ~]# lsblk

NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT

sda              8:0    0  40G  0 disk

├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot

└─sda2            8:2    0  39G  0 part

  ├─centos-root 253:0    0  37G  0 lvm  /

  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]

sr0              11:0    1 1024M  0 rom 

rbd0            252:0    0    8G  0 disk /data

[root@ceph-client1 ~]# fdisk -l /dev/rbd0

Disk /dev/rbd0: 8589 MB, 8589934592 bytes, 16777216 sectors

Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 4194304 bytes / 4194304 bytes

将挂载设置开机启动

[root@ceph-client1 ~]# vi /etc/rc.d/rc.local

rbd --user huahualin --pool rbd1-data map data-img2

mount /dev/rbd0 /data

[root@ceph-client1 ~]# chmod a+x  /etc/rc.d/rc.local

[root@ceph-client1 ~]# reboot

⑦ 对象存储、文件存储和块存储有什么区别

对象存储、文件存储和块存储区别为：存储设备不同、特点不同、缺点不同。

一、存储设备不同

1、对象存储：对象存储的对应存储设备为swift，键值存储。

2、文件存储：文件存储的对应存储设备为FTP、NFS服务器。

3、块存储：块存储的对应存储设备为cinder，硬盘。

二、特点不同

1、对象存储：对象存储的特点是具备块存储的高速以及文件存储的共享等特性。

2、文件存储：文件存储的特点是一个大文件夹，大家都可以获取文件。

3、块存储：块存储的特点是分区、格式化后，可以使用，与平常主机内置硬盘的方式完全无异。

三、缺点不同

1、对象存储：对象存储的缺点是不兼容多种模式并行。

2、文件存储：文件存储的缺点是传输速率低。

3、块存储：块存储的缺点是不能共享数据。

⑧ Linux里面ceph是什么

Linux里面ceph
Ceph是一个可靠地、自动重均衡、自动恢复的分布式存储系统，根据场景划分可以将Ceph分为三大块，分别是对象存储、块设备存储和文件系统服务。在虚拟化领域里，比较常用到的是Ceph的块设备存储，比如在OpenStack项目里，Ceph的块设备存储可以对接OpenStack的cinder后端存储、Glance的镜像存储和虚拟机的数据存储，比较直观的是Ceph集群可以提供一个raw格式的块存储来作为虚拟机实例的硬盘。
Ceph相比其它存储的优势点在于它不单单是存储，同时还充分利用了存储节点上的计算能力，在存储每一个数据时，都会通过计算得出该数据存储的位置，尽量将数据分布均衡，同时由于Ceph的良好设计，采用了CRUSH算法、HASH环等方法，使得它不存在传统的单点故障的问题，且随着规模的扩大性能并不会受到影响。