缓存ceph
A. Ceph 架构与原理
Ceph 是一个开源项目，它提供软件定义的、统一的存储解决方案 。Ceph 是一个具有高性能、高度可伸缩性、可大规模扩展并且无单点故障的分布式存储系统 。
Ceph 是软件定义存储解决方案
Ceph 是统一存储解决方案
Ceph 是云存储解决方案
高可用性
高扩展性
特性丰富
Ceph独一无二地统一的系统提供了对象存储、块存储和文件存储功能。Ceph存储集群由几个不同的软件守护进程组成（比较重要的两个是MON和OSD），每个守护进程负责Ceph的一个独特功能并将值添加到相应的组件中。
RADOS是CEPH存储系统的核心,也称为Ceph 存储集群。Ceph的数据访问方法(如RBD,CephFS,RADOSGW，librados)的所有操作都是在RADOS层之上构建的。当Ceph 集群接收到来自客户端的请求时,CRUSH算法首先计算出存储位置,最后将这些对象存储在OSD中,当配置的复制数大于1时,RADOS负责的形式将数据分发到集群内的所有节点,最后将这些对象存储在OSD中。当配置的复制数大于1时,RADOS负责数据的可靠性,它复制对象，创建副本并将它们存储在不同的故障区域中。
RADOS包含两个核心组件: OSD和MON
OSD 是Ceph 存储集群中最重要的一个基础组件，他负责将实际的数据以对象的形式存储在每一个集群节点的物理磁盘中。对于任何读写操作，客户端首先向MON请求集群MAP，然后客户端旧可以直接和OSD进行I/O操作。
一个Ceph 集群包含多个OSD。一个典型的Ceph集群方案会为集群节点上的每个物理磁盘创建一个ODS守护进程,这个是推荐的做法。OSD上的每个对象都有一个主副本和几个辅副本,辅副本分散在其他OSD。一个OSD对于一些对象是主副本，同时对于其他对象可能是辅副本，存放辅副本的OSD主副本OSD控制,如果主副本OSD异常(或者对应的磁盘故障),辅副本OSD可以成为主副本OSD。
OSD是有一个已经存在的linux文件系统的物理磁盘驱动器和OSD服务组成。Ceph 推荐OSD使用的文件系统是XFS。OSD的所有写都是先存到日志,再到存储.
MON 负责监控整个集群的健康状况。它以守护进程的形式存在,一个MON为每一个组件维护一个独立的MAP,如OSD，MON,PG,CRUSH 和MDS map。这些map 统称为集群的MAP。MON 不为客户端存储和提供数据,它为客户端以及集群内其他节点提供更新集群MAP的服务。客户端和集群内其他节点定期与MON确认自己持有的是否是集群最新的MAP.一个Ceph集群通常包含多个MON节点,但是同一时间只有一个MON。
librados是一个本地的C语言库，通过它应用程序可以直接和RADOS通信，提高性能
Ceph 块存储，简称 RBD，是基于 librados 之上的块存储服务接口。RBD 的驱动程序已经被集成到 Linux 内核（2.6.39 或更高版本）中，也已经被 QEMU/KVM Hypervisor 支持，它们都能够无缝地访问 Ceph 块设备。Linux 内核 RBD（KRBD）通过 librados 映射 Ceph 块设备，然后 RADOS 将 Ceph 块设备的数据对象以分布式的方式存储在集群节点中
RGW，Ceph对象网关，也称做RADOS网关，它是一个代理，可以将HTTP请求转换为RADOS，也可以把RADOS转换为HTTP请求，从而提供restful接口，兼容S3和Swift。Ceph对象网关使用Ceph对象网关守护进程(RGW)与librgw、librados交互。Ceph对象网关支持三类接口：S3、Swift、管理API（通过restful接口管理Ceph集群）。RGW有自己的用户管理体系
Ceph 元数据服务器服务进程，简称 MDS。只有在启用了 Ceph 文件存储（CephFS）的集群中才需要启用 MDS，它负责跟踪文件层次结构，存储和管理 CephFS 的元数据。MDS 的元数据也是以 Obejct 的形式存储在 OSD 上。除此之外，MDS 提供了一个带智能缓存层的共享型连续文件系统，可以大大减少 OSD 读写操作频率。
CephFS在RADOS层之上提供了一个兼容POSIX的文件系统。它使用MDS作为守护进程，负责管理其元数据并将它和其他数据分开。CephFS使用cephfuse模块（FUSE）扩展其在用户空间文件系统方面的支持（就是将CephFS挂载到客户端机器上）。它还允许直接与应用程序交互，使用libcephfs库直接访问RADOS集群。
Ceph管理器软件，可以收集整个集群的所有状态。有仪表板插件
一个对象通常包含绑定在一起的数据和元数据，并且用一个全局唯一的标识符标识。这个唯一的标识符确保在整个存储集群中没有其他对象使用相同的对象ID，保证对象唯一性。基于文件的存储中，文件大小是有限制的，与此不同的是，对象的大小是可以随着大小可变的元数据而变得很大。对象不使用一个目录层次结构或树结构来存储，相反，它存储在一个包含数十亿对象且没有任何复杂性的线性地址空间中。对象可以存储在本地，也可以存放在地理上分开的线性地址空间中，也就是说，在一个连续的存储空间中。任何应用程序都可以基于对象ID通过调用restful API从对象中获取数据。这个URL可以以同样的方式工作在因特网上，一个对象ID作为一个唯一的指针指向对象。这些对象都以复制的方式存储在OSD中，因为能提供高可用性。
对于Ceph集群的一次读写操作，客户端首先联系MON获取一个集群map副本，然后使用对象和池名/ID将数据转换为对象。接着将对象和PG数一起经过散列来生成其在Ceph池中最终存放的那一个PG。然后前面计算好的PG经过CRUSH查找来确定存储或获取数据所需的主OSD的位置。得到准确的OSD ID之后，客户端直接联系这个OSD来存取数据。所有这些计算操作都由客户端来执行，因此它不会影响Ceph集群的性能。一旦数据被写入主OSD，主OSD所在节点将执行CRUSH查找辅助PG和OSD的位置来实现数据复制，进而实现高可用。
简单地说，首先基于池ID将对象名和集群PG数应用散列函数得到一个PG ID，然后，针对这个PG ID执行CRUSH查找得到主OSD和辅助OSD，最后写入数据。
PG是一组对象地逻辑集合，通过复制它到不同的OSD上来提供存储系统的可靠性。根据Ceph池的复制级别，每个PG的数据会被复制并分发到Ceph集群的多个OSD上。可以将PG看成一个逻辑容器，这个容器包含多个对象，同时这个逻辑容器被映射到多个OSD。
计算正确的PG数对一个Ceph存储集群来说是至关重要的一步。PG数计算公式如下
Ceph池是一个用来存储对象的逻辑分区，每个池都包含一定数量的PG，进而实现把一定数量的对象映射到集群内部不同OSD上的目的。每一个池都是交叉分布在集群所有节点上的，这样就能提供足够的弹性。池可以通过创建需要的副本数来保障数据的高可用性。
Ceph的池还支持快照功能，我们可以使用ceph osd pool mksnap命令来给特定的池制作快照。此外，Ceph池还允许我们为对象设置所有者和访问权限。
数据管理始于客户端向Ceph池中写数据。一旦客户端准备写数据到Ceph池中，数据首先写入基于池副本数的主OSD中。主OSD再复制相同的数据到每个辅助OSD中，并等待它们确认写入完成。只要辅助OSD完成数据写入，就会发送一个应答信号给主OSD。最后主OSD再返回一个应答信号给客户端，以确认完成整个写入操作。
B. 分布式存储有哪些
问题一：当前主流分布式文件系统有哪些?各有什么优缺点 目前几个主流的分布式文件系统除GPFS外，还有PVFS、Lustre、PanFS、GoogleFS等。
1.PVFS(Parallel Virtual File System)项目是Clemson大学为了运行Linux集群而创建的一个开源项目,目前PVFS还存在以下不足：
1）单一管理节点:只有一个管理节点来管理元数据，当集群系统达到一定的规模之后，管理节点将可能出现过度繁忙的情况，这时管理节点将成为系统瓶颈;
2）对数据的存储缺乏容错机制:当某一I/O节点无法工作时，数据将出现不可用的情况;
3）静态配置:对PVFS的配置只能在启动前进行，一旦系统运行则不可再更改原先的配置。
2.Lustre文件系统是一个基于对象存储的分布式文件系统，此项目于1999年在Carnegie Mellon University启动，Lustre也是一个开源项目。它只有两个元数据管理节点,同PVFS类似,当系统达到一定的规模之后，管理节点会成为Lustre系统中的瓶颈。
3.PanFS(Panasas File System)是Panasas公司用于管理自己的集群存储系统的分布式文件系统。
4.GoogleFS(Google File System)是Google公司为了满足公司内部的数据处理需要而设计的一套分布式文件系统。
5.相对其它的文件系统，GPFS的主要优点有以下三点：
1)使用分布式锁管理和大数据块策略支持更大规模的集群系统,文件系统的令牌管理器为块、inode、属性和目录项建立细粒度的锁，第一个获得锁的客户将负责维护相应共享对象的一致性管理，这减少了元数据服务器的负担;
2)拥有多个元数据服务器,元数据也是分布式,使得元数据的管理不再是系统瓶颈;
3)令牌管理以字节作为锁的最小单位,也就是说除非两个请求访问的是同一文件的同一字节数据,对于数据的访问请求永远不会冲突.
问题二：分布式存储是什么？选择什么样的分布式存储更好？ 分布式存储系统，是将数据分散存储在多 *** 立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
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问题三：什么是分布式存储系统？ 就是将数据分散存储在多 *** 立的设备上
问题四：什么是分布式数据存储 定义：
分布式数据库是指利用高速计算机网络将物理上分散的多个数据存储单元连接起来组成一个逻辑上统一的数据库。分布式数据库的基本思想是将原来集中式数据库中的数据分散存储到多个通过网络连接的数据存储节点上，以获取更大的存储容量和更高的并发访问量。近年来，随着数据量的高速增长，分布式数据库技术也得到了快速的发展，传统的关系型数据库开始从集中式模型向分布式架构发展，基于关系型的分布式数据库在保留了传统数据库的数据模型和基本特征下，从集中式存储走向分布式存储，从集中式计算走向分布式计算。
特点：
1.高可扩展性：分布式数据库必须具有高可扩展性，能够动态地增添存储节点以实现存储容量的线性扩展。
2 高并发性：分布式数据库必须及时响应大规模用户的读/写请求，能对海量数据进行随机读/写。
3. 高可用性：分布式数据库必须提供容错机制，能够实现对数据的冗余备份，保证数据和服务的高度可靠性。
问题五：分布式文件系统有哪些主要的类别？ 分布式存储在大数据、云计算、虚拟化场景都有勇武之地，在大部分场景还至关重要。munity.emc/message/655951 下面简要介绍*nix平台下分布式文件系统的发展历史：
1、单机文件系统
用于操作系统和应用程序的本地存储。
2、网络文件系统（简称：NAS）
基于现有以太网架构，实现不同服务器之间传统文件系统数据共享。
3、集群文件系统
在共享存储基础上，通过集群锁，实现不同服务器能够共用一个传统文件系统。
4、分布式文件系统
在传统文件系统上，通过额外模块实现数据跨服务器分布，并且自身集成raid保护功能，可以保证多台服务器同时访问、修改同一个文件系统。性能优越，扩展性很好，成本低廉。
问题六：分布式文件系统和分布式数据库有什么不同 分布式文件系统（dfs）和分布式数据库都支持存入，取出和删除。但是分布式文件系统比较暴力，可以当做key/value的存取。分布式数据库涉及精炼的数据，传统的分布式关系型数据库会定义数据元组的schema，存入取出删除的粒度较小。
分布式文件系统现在比较出名的有GFS（未开源），HDFS（Hadoop distributed file system）。分布式数据库现在出名的有Hbase，oceanbase。其中Hbase是基于HDFS，而oceanbase是自己内部实现的分布式文件系统，在此也可以说分布式数据库以分布式文件系统做基础存储。
问题七：分布式存储有哪些 华为的fusionstorage属于分布式 您好，很高兴能帮助您，首先，FusionDrive其实是一块1TB或3TB机械硬盘跟一块128GB三星830固态硬盘的组合。我们都知道，很多超极本同样采用了混合型硬盘，但是固态硬盘部分的容量大都只有8GB到32GB之间，这个区间无法作为系统盘来使用，只能作
问题八：linux下常用的分布式文件系统有哪些 这他妈不是腾讯今年的笔试题么
NFS（tldp/HOWTO/NFS-HOWTO/index）
网络文件系统是FreeBSD支持的文件系统中的一种，也被称为NFS。
NFS允许一个系统在网络上与它人共享目录和文件。通过使用NFS， 用户和程序可以象访问本地文件一样访问远端系统上的文件。它的好处是：
1、本地工作站使用更少的磁盘空间，因为通常的数据可以存放在一台机器上而且可以通过网络访问到。
2、用户不必在每个网络上机器里面都有一个home目录。home目录可以被放在NFS服务器上并且在网络上处处可用。
3、诸如软驱、CDROM、和ZIP之类的存储设备可以在网络上面被别的机器使用。可以减少整个网络上的可移动介质设备的数量。
开发语言c/c++,可跨平台运行。
OpenAFS（openafs）
OpenAFS是一套开放源代码的分布式文件系统，允许系统之间通过局域网和广域网来分享档案和资源。OpenAFS是围绕一组叫做cell的文件服务器组织的，每个服务器的标识通常是隐藏在文件系统中，从AFS客户机登陆的用户将分辨不出他们在那个服务器上运行，因为从用户的角度上看，他们想在有识别的Unix文件系统语义的单个系统上运行。
文件系统内容通常都是跨cell复制，一便一个硬盘的失效不会损害OpenAFS客户机上的运行。OpenAFS需要高达1GB的大容量客户机缓存，以允许访问经常使用的文件。它是一个十分安全的基于kerbero的系统，它使用访问控制列表(ACL）以便可以进行细粒度的访问，这不是基于通常的Linux和Unix安全模型。开发协议IBM Public，运行在linux下。
MooseFs（derf.homelinux）
Moose File System是一个具备容错功能的网路分布式文件统，它将数据分布在网络中的不同服务器上，MooseFs通过FUSE使之看起来就 是一个Unix的文件系统。但有一点问题，它还是不能解决单点故障的问题。开发语言perl,可跨平台操作。
pNFS（pnfs）
网络文件系统(Network FileSystem,NFS)是大多数局域网(LAN）的重要的组成部分。但NFS不适用于高性能计算中苛刻的输入书橱密集型程序，至少以前是这样。NFS标准的罪行修改纳入了Parallel NFS(pNFS），它是文件共享的并行实现，将传输速率提高了几个数量级。
开发语言c/c++,运行在linu下。
googleFs
据说是一个比较不错的一个可扩展分布式文件系统，用于大型的，分布式的，对大量数据进行访问的应用。它运行于廉价的普通硬件上，但可以提供容错功能，它可以给大量的用户提供性能较高的服务。google自己开发的。
问题九：分布式存储都有哪些，并阐述其基本实现原理 神州云科 DCN NCS DFS2000（简称DFS2000）系列是面向大数据的存储系统，采用分布式架构，真正的分布式、全对称群集体系结构，将模块化存储节点与数据和存储管理软件相结合，跨节点的客户端连接负载均衡，自动平衡容量和性能，优化集群资源，3-144节点无缝扩展，容量、性能岁节点增加而线性增长，在 60 秒钟内添加一个节点以扩展性能和容量。
问题十：linux 分布式系统都有哪些？ 常见的分布式文件系统有，GFS、HDFS、Lustre 、Ceph 、GridFS 、mogileFS、TFS、FastDFS等。各自适用于不同的领域。它们都不是系统级的分布式文件系统，而是应用级的分布式文件存储服务。
GFS（Google File System）
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Google公司为了满足本公司需求而开发的基于Linux的专有分布式文件系统。。尽管Google公布了该系统的一些技术细节，但Google并没有将该系统的软件部分作为开源软件发布。
下面分布式文件系统都是类 GFS的产品。
HDFS
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Hadoop 实现了一个分布式文件系统（Hadoop Distributed File System），简称HDFS。 Hadoop是Apache Lucene创始人Doug Cutting开发的使用广泛的文本搜索库。它起源于Apache Nutch，后者是一个开源的网络搜索引擎，本身也是Luene项目的一部分。Aapche Hadoop架构是MapRece算法的一种开源应用，是Google开创其帝国的重要基石。
Ceph
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是加州大学圣克鲁兹分校的Sage weil攻读博士时开发的分布式文件系统。并使用Ceph完成了他的论文。
说 ceph 性能最高，C++编写的代码，支持Fuse，并且没有单点故障依赖， 于是下载安装， 由于 ceph 使用 btrfs 文件系统， 而btrfs 文件系统需要 Linux 2.6.34 以上的内核才支持。
可是ceph太不成熟了，它基于的btrfs本身就不成熟，它的官方网站上也明确指出不要把ceph用在生产环境中。
Lustre
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Lustre是一个大规模的、安全可靠的，具备高可用性的集群文件系统，它是由SUN公司开发和维护的。
该项目主要的目的就是开发下一代的集群文件系统，可以支持超过10000个节点，数以PB的数据量存储系统。
目前Lustre已经运用在一些领域，例如HP SFS产品等。
C. 数据存储的三种方式
数据存储的三种方式分别是：内存存储、硬盘存储和闪信芦存存储。
内存存储：内存存储是计算机中一种临时性的数据存储方式，其数据存储速度较快，但是存储容量比较有限。内存存储器通常被用来存储正在使用的程序和数据。
硬盘存储：硬盘存储是计算机中一种永久性的数据存储方式，其数据存储速度相对较慢，但是存储容量比较大。硬盘存储器通常被用来存储操作系统、应用程序、文档、图片、音频和视频等大容量数据。
闪存存储：闪存存储是一种固态存储器，其数据存储速度相对较快，而且存储容量较大。闪存存储器通常被用来制作U盘、存储卡等移动设备。
双字宽存储州坦厅器是一种计算机存储器的类型，其存储单元的宽度是16个二进制位（即2个字节），因此可以一次性存储两个字册隐节的数据，称为“双字宽存储器”。双字宽存储器在计算机中的应用较广泛，可以提高数据存储和访问的效率。
D. Cephfs 快照介绍与使用
云和安全管理服务专家新钛云服 祝祥翻译
CEPFS支持快照功能，通常通过使用mkdir命令创建快照目录。注意这是一个隐藏的特殊目录，在目录列表中不可见。
通常情况下，快照正如起名：它们保存数据变化过程中的状态。需要注意的一点事，CEPFS快照的一些功能与您可能期望的有所不同：
默认情况下，新文件系统上会启用CEPFS快照功能。要在现有文件系统上启用它，请使用下面的命令。
启用快照后，CephFS中的所有目录都将有一个特殊的 .snap 快照目录。（如果愿意，可以使用客户端snapdir设置配置其他名称）
要创建CephFS快照，请在 .snap 下创建子目录。用你选择的名字创建快照。例如，要在目录“/1/2/3/”下创建快照，请使用 mkdir /1/2/3/.snap/my-snapshot-name 命令。
客户端会将请求发送到MDS服务器，然后在服务器的Server::handle_client_mksnap（）中处理。它会从 SnapServer中分配一个 snapid，利用新的 SnapRealm创建并链接一个新的inode，然后将其提交到 MDlog，提交后会触发 MDCache::do_realm_invalidate_and_update_notify()，此函数将此 SnapRealm广播给所有对快照目录下任一文件有管辖权的客户端。客户端收到通知后，将同步更新本地 SanpRealm层级结构，并为新的SnapRealm结构生成新的 SnapContext，用于将快照数据写入 OSD 端。同时，快照的元数据会作为目录信息的一部分更新到OSD端（即sr_t）。整个过程是完全异步处理的。
如果删除快照，将执行类似的过程。如果将inode从其父SnapRealm中删除，重命名代码将为重命名的inode创建一个新的SnapRealm（如果SnapRealm不存在），将在原始父SnapRealm上有效的快照ID保存到新SnapRealm的父快照（past_parent_snaps）中，然后遵循与创建快照类似的过程。
RADOS SnapContext由一个快照序列ID（snapid）和一个包含所有快照ID对象组成。为了生成该列表，我们将与SnapRealm关联的SnapID与父快照中的所有有效SnapID结合起来。过时的SnapID由SnapClient缓存的有效快照过滤掉。
文件数据存储在RADOS“self-managed”快照中。在将文件数据写入OSD时，客户端会小心地使用正确的SnapContext。
快照的dentries（及其inode）作为快照时所在目录的一部分在线存储。所有dentries都包括第一个和最后一个有效的snapid。（非快照的dentries将最后设置为CEPH_NOSNAP）。
有大量代码可以有效地处理写回。当客户端收到MClientSnap消息时，它会更新本地SnapRealm表示及其到特定Inode的链接，并为Inode生成CapSnap。CapSnap作为功能写回的一部分被清除，如果存在脏数据，CapSnap将用于阻止新的数据写入，直到快照完全清除到OSD。 在MDS中，我们生成代表牙齿的快照，作为冲洗牙齿的常规过程的一部分。具有杰出CapSnap数据的假牙被固定并记录在日志中。
通过在快照的根目录“.snap”中调用“rmdir”来删除快照。（尝试删除根快照将失败的目录；必须先删除快照。）一旦删除，它们将被输入到已删除快照的OSDMap列表中，文件数据将由OSD删除。当目录对象被读入并再次写回时，元数据会被清除。
具有多个硬链接的Inode被移动到一个虚拟全局SnapRealm。虚拟SnapRealm覆盖文件系统中的所有快照。inode的数据将为任何新快照保留。这些保留的数据将覆盖inode的任何链接上的快照。
需要注意的是，CephFS的快照和多个文件系统的交互是存在问题的——每个 MDS集群独立分配 snappid，如果多个文件系统共享一个池，快照会冲突。如果此时有客户删除一个快照，将会导致其他人丢失数据，并且这种情况不会提升异常，这也是 CephFS的快照不推荐使用的原因之一。
创建快照：
从快照中恢复文件：
自动快照
使用cephfs-snap自动创建和删除旧快照。
下载文件到 /usr/bin
配合cron 一起使用。{hourly,daily,weekly,monthly}
使用示例：
创建的 cron 文件必须设置为可执行
要验证配置的 cron 任务是否会正确执行，请手动运行上述步骤中创建的 cron.* 脚本
现在检查 .snap 目录中是否创建了 cephfs 快照
如果 cron 没有按预期触发快照，请验证“/usr/bin/cephfs-snap”和“/etc/cron.*/cephfs-snap”文件是否可执行
参考文章：
E. 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。