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Ceph Architektur

Bei der Speicherung in Ceph werden Daten in kleine Datenpakete zerteilt. Diese verteilt Ceph anschließend über alle Festplatten im Ceph-Cluster und repliziert darüber hinaus ggf. auf andere Nodes, um eine hohe Verfügbarkeit zu garantieren. Dabei kann flexibel konfiguriert werden, auf welche Nodes eine Replikation erfolgt.

Ebenso können hier Brandabschnitte, Rechenzentrums-Standorte, Racks, etc. berücksichtigt werden, um im Falle eines Ausfalls die Datenintegrität sicherzustellen. Diese Aufteilung funktioniert nicht nur mit Dateien, sondern auch mit Block-Devices, welche über Ceph angelegt und als Festplatten in Betriebssysteme exportiert und in virtuelle Maschinen angehängt werden können.

Je mehr Nodes an das Ceph-System angebunden sind, desto schneller werden die Zugriffszeiten. Dieses Verhalten erklärt sich dadurch, dass parallel von mehreren Nodes gelesen und geschrieben werden kann. Dadurch wird nicht nur Ausfällen vorgebeugt, sondern auch die Last gleichmäßig verteilt, wodurch teure Server-Hardware durch mehrere, kleinere Nodes ersetzt werden kann.

Ceph Architektur
Ceph Architektur

Anbindung QEMU-KVM an Ceph

QEMU/KVM verwendet als Festplatten das Ceph Storage. Dazu kommuniziert es mit den Ceph-Monitoren um Informationen über den Zustand des Clusters zu bekommen. Der Datenfluss findet direkt mit den OSDs/Festplatten statt.

Object Storage Daemon (OSD)

Daten in Ceph werden über alle Festplatten des Clusters verteilt. In der Regel wird eine Festplatte von einem Prozess verwaltet, welcher sich OSD nennt. Diese OSDs kommunizieren ihren Status regelmäßig zu den Ceph-Monitoren.

Monitore

Die Ceph Monitore verwalten die Verteilung der Daten und stellen die Integrität des Cluster sicher. Dazu erfolgt ein kontinuierlicher Informationsaustausch zwischen den Monitoren und den OSDs. Um die Hochverfügbarkeit sicherzustellen, gibt es in einem Cluster mehrere Monitore.

Hochverfügbarkeit

Monitore sind mehrfach vorhanden, wodurch Ausfälle Einzelner das Gesamtsystem nicht beeinflussen. Im Falle eines Ausfalls von OSD/Festplatten werden die Daten automatisch auf andere Festplatten verteilt, so dass die Integrität der Daten wieder hergestellt wird.

Sobald die defekten Festplatten ersetzt werden, erkennt Ceph dies und verteilt die Daten wieder gleichmäßig.