Ceph 架構及性能優化

對分佈式存儲系統的優化離不開如下幾點：

1. 硬件層面

• 硬件規劃

• SSD選擇

• BIOS設置

1. 軟件層面

• Linux OS

• Ceph Configurations

• PG Number調整

• CRUSH Map

1. 其餘因素

硬件層面

一、CPU

• ceph-osd進程在運行過程當中會消耗CPU資源，因此通常會爲每個ceph-osd進程綁定一個CPU核上。

• ceph-mon進程並不十分消耗CPU資源，因此沒必要爲ceph-mon進程預留過多的CPU資源。

• ceph-msd也是很是消耗CPU資源的，因此須要提供更多的CPU資源。

二、內存

ceph-mon和ceph-mds須要2G內存，每一個ceph-osd進程須要1G內存。

三、網絡

萬兆網絡如今基本上是跑Ceph必備的，網絡規劃上，也儘可能考慮分離cilent和cluster網絡。網絡接口上可使用bond來提供高可用或負載均衡。

四、SSD

SSD在ceph中的使用能夠有幾種架構

• a、ssd做爲Journal

• b、ssd做爲高速ssd pool(須要更改crushmap)

• c、ssd作爲tier pool

五、BIOS

• a、開啓VT和HT，VH是虛擬化雲平臺必備的，HT是開啓超線程單個處理器都能使用線程級並行計算。

• b、關閉節能設置，可有必定的性能提高。

• c、NUMA思路就是將內存和CPU分割爲多個區域，每一個區域叫作NODE,而後將NODE高速互聯。node內cpu與內存訪問速度快於訪問其餘node的內存， NUMA可能會在某些狀況下影響ceph-osd 。解決的方案，一種是經過BIOS關閉NUMA，另一種就是經過cgroup將ceph-osd進程與某一個CPU Core以及同一NODE下的內存進行綁定。可是第二種看起來更麻煩，因此通常部署的時候能夠在系統層面關閉NUMA。CentOS系統下，經過修改/etc/grub.conf文件，添加numa=off來關閉NUMA。

軟件層面

一、Kernel pid max

echo 4194303 > /proc/sys/kernel/pid_max

二、設置MTU，交換機端須要支持該功能，系統網卡設置纔有效果

配置文件追加MTU=9000

三、read_ahead, 經過數據預讀而且記載到隨機訪問內存方式提升磁盤讀操做

echo "8192" > /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb

四、swappiness, 主要控制系統對swap的使用

echo "vm.swappiness = 0"/>etc/sysctl.conf ;  sysctl –p

五、I/O Scheduler，SSD要用noop，SATA/SAS使用deadline

echo "deadline" >/sys/block/sd[x]/queue/scheduler
echo "noop" >/sys/block/sd[x]/queue/scheduler

六、ceph.conf 配置選項

[global]#全局設置
fsid = 88caa60a-e6d1-4590-a2b5-bd4e703e46d9    #集羣標識ID 
mon host = 10.0.1.21,10.0.1.22,10.0.1.23       #monitor IP 地址
auth cluster required = cephx                  #集羣認證
auth service required = cephx                  #服務認證
auth client required = cephx                   #客戶端認證
osd pool default size = 2                      #最小副本數
osd pool default min size = 1        #PG 處於 degraded 狀態不影響其 IO 能力,min_size是一個PG能接受IO的最小副本數
osd pool default pg num = 128        #pool的pg數量
osd pool default pgp num = 128       #pool的pgp數量
public network = 10.0.1.0/24         #公共網絡(monitorIP段) 
cluster network = 10.0.1.0/24        #集羣網絡
max open files = 131072   #默認0#若是設置了該選項，Ceph會設置系統的max open fds
mon initial members = controller1, controller2, compute01 
#初始monitor (由建立monitor命令而定)
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[mon]
mon data = /var/lib/ceph/mon/ceph-$id
mon clock drift allowed = 1       #默認值0.05，monitor間的clock drift
mon osd min down reporters = 13   #默認值1，向monitor報告down的最小OSD數
mon osd down out interval = 600   #默認值300，標記一個OSD狀態爲down和out以前ceph等待的秒數
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[osd]
osd data = /var/lib/ceph/osd/ceph-$id
osd journal size = 20000 #默認5120，osd journal大小
osd journal = /var/lib/ceph/osd/$cluster-$id/journal #osd journal位置
osd mkfs type = xfs                     #格式化系統類型
osd mkfs options xfs = -f -i size=2048  #強制格式化
filestore xattr use omap = true         #默認false，爲XATTRS使用object map，EXT4文件系統時使用，XFS或者btrfs也可使用
filestore min sync interval = 10   #默認0.1，從日誌到數據盤最小同步間隔(seconds)
filestore max sync interval = 15   #默認5，從日誌到數據盤最大同步間隔(seconds)
filestore queue max ops = 25000    #默認500，數據盤最大接受的操做數
filestore queue max bytes = 1048576000      #默認100，數據盤一次操做最大字節數(bytes
filestore queue committing max ops = 50000  #默認500，數據盤可以commit的操做數
filestore queue committing max bytes = 10485760000 #默認100，數據盤可以commit的最大字節數(bytes)
filestore split multiple = 8 #默認值2，#前一個子目錄分裂成子目錄中的文件的最大數量
filestore merge threshold = 40 #默認值10，#前一個子類目錄中的文件合併到父類的最小數量
filestore fd cache size = 1024 #默認值128，#對象文件句柄緩存大小
journal max write bytes = 1073714824 #默認值1048560，journal一次性寫入的最大字節數(bytes)
journal max write entries = 10000  #默認值100，journal一次性寫入的最大記錄數
journal queue max ops = 50000      #默認值50，journal一次性最大在隊列中的操做數
journal queue max bytes = 10485760000 #默認值33554432，journal一次性最大在隊列中的字節數(bytes)
osd max write size = 512   #默認值90，OSD一次可寫入的最大值(MB)
osd client message size cap = 2147483648  #默認值100，客戶端容許在內存中的最大數據(bytes)
osd deep scrub stride = 131072   #默認值524288，在Deep Scrub時候容許讀取的字節數(bytes)
osd op threads = 16    #默認值2，併發文件系統操做數
osd disk threads = 4   #默認值1，#OSD密集型操做例如恢復和Scrubbing時的線程
osd map cache size = 1024    #默認值500，保留OSD Map的緩存(MB)
osd map cache bl size = 128  #默認值50，OSD進程在內存中的OSD Map緩存(MB)
osd mount options xfs = "rw,noexec,nodev,noatime,nodiratime,nobarrier" #默認值rw,noatime,inode64，Ceph OSD xfs Mount選項
osd recovery op priority = 2   #默認值10，恢復操做優先級，取值1-63，值越高佔用資源越高
osd recovery max active = 10    #默認值15，同一時間內活躍的恢復請求數 
osd max backfills = 4           #默認值10，一個OSD容許的最大backfills數
osd min pg log entries = 30000  #默認值3000，修建PGLog是保留的最大PGLog數
osd max pg log entries = 100000  #默認值10000，修建PGLog是保留的最大PGLog數
osd mon heartbeat interval = 40  #默認值30，OSD ping一個monitor的時間間隔（默認30s）
ms dispatch throttle bytes = 1048576000 #默認值 104857600，等待派遣的最大消息數
objecter inflight ops = 819200    #默認值1024 ，客戶端流控，容許的最大未發送io請求數，超過閥值會堵塞應用io，爲0表示不受限
osd op log threshold = 50       #默認值5，#一次顯示多少操做的log
osd crush chooseleaf type = 0   #默認值爲1，CRUSH規則用到chooseleaf時的bucket的類型
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[client]
rbd cache = true            #默認值 true ，RBD緩存
rbd cache size = 335544320  #默認值33554432，RBD緩存大小(bytes)
rbd cache max dirty = 134217728 #默認值25165824，緩存爲write-back時容許的最大dirty字節數(bytes)，若是爲0，使用write-through
rbd cache max dirty age = 30 #默認值1，在被刷新到存儲盤前dirty數據存在緩存的時間(seconds)
rbd cache writethrough until flush = false 
#默認值true，該選項是爲了兼容linux-2.6.32以前的virtio驅動，避免由於不發送flush請求，數據不回寫。
#設置該參數後，librbd會以writethrough的方式執行io，直到收到第一個flush請求，才切換爲writeback方式。
rbd cache max dirty object = 2   
#默認值0，最大的Object對象數，默認爲0，表示經過rbd cache size計算獲得，librbd默認以4MB爲單位對磁盤Image進行邏輯切分。
#每一個chunk對象抽象爲一個Object；librbd中以Object爲單位來管理緩存，增大該值能夠提高性能。
rbd cache target dirty = 235544320 
#默認值16777216，開始執行回寫過程的髒數據大小，不能超過 rbd_cache_max_dirty

七、PG Number

PG和PGP數量必定要根據OSD的數量進行調整，計算公式以下，可是最後算出的結果必定要接近或者等於一個2的指數。

Total PGs = (Total_number_of_OSD * 100) / max_replication_count

例：有100個osd，2副本，5個pool

Total PGs =100*100/2=5000

每一個pool 的PG=5000/5=1000，那麼建立pool的時候就指定pg爲1024

ceph osd pool create pool_name 1024

八、修改crush map

Crush map能夠設置不一樣的osd對應到不一樣的pool，也能夠修改每一個osd的weight

九、其餘因素

ceph osd perf

經過osd perf能夠提供磁盤latency的情況，若是延時過長，應該剔除osd