关于Ceph产品化的一些感悟

　　Ceph作为一款十年历史的开源分布式产品，其稳定性、可用性确实得到业界的普遍认可。2014年我们基于Ceph给用户提供的一个管理系统，到目前为止仅出现了两次问题，其中一次是硬件问题，一次是使用方式不当的问题。作为一个开源产品，能够有如此高的稳定性和可用性，这应该就是Ceph能够获得今天的成绩的首要原因。

　　关于Ceph的优势，这里简单概括如下：

　　对各种异常考虑的比较完善， 比如网络抖动、去中心化的心跳机制、恢复机制对复杂异常的考虑；

　　很少因为代码问题导致程序coredump，也没有出现过内存泄漏问题，说明代码质量还是不错的；

　　高级功能比较全面，支持块、对象、文件，同时支持副本、EC、tier、scrub等高级特性

　　不过，好的的产品家家相似，不好的产品各各不同，所以今天，我重点和大家讲讲不好的。随着我们服务的企业客户的不断增加， Ceph真正应用于企业客户不同场景中所遇到的各种问题也逐步开孩子学习差怎么办始暴露。

　　采用Ceph替代传统SAN的烦恼

　　在2014年到2015年上半年的时候，杉岩利用Ceph主要给客户提供一些替代IP SAN的解决方案，客户希望利用Ceph的高扩展性、高可靠性提供一个相对规模较大，性价比较好的通用存储池，降低一些数据量较大、低价值数据的存储成本。这时，就遇到了各种问题：

　　不支持标准的块接口

　　Ceph称提供块接口，但其实它的块接口之支持Qemu-KVM，并不是一个传统的SCSI标准块接口，是无法直接应用于VMware、Windows和Solaris等系统的。这些系统对接的块存储都是类似于FC SAN或者IP SAN这种提供标准SCSI接口的设备。将Ceph推向这些传统的企业应用是无法实现对接的。

　　运维管理手段和工具缺乏

　　这个问题是Ceph目前直接应用于企业客户最大的问题，易用性和易维护性，SageWeil在今年也提出易用性是未来Ceph的重要改进方向。杉岩在应用与企业客户中遇到各种问题，然后不断完善产品，其中最典型的问题就是各种硬件备件的更换。

　　在使用传统存储时，当硬件部件出现问题时，企业的IT运维人员希望尽快更换配件，避免出现更加严重的问题，为此一些企业都有的备件库，当硬件配件出现问题时，运维人员通过更换配置做简单的操作就可以完成配件的更换。而如果直接使用Ceph，则可能要面临敲一堆的命令才能完成节水标语更换的操作，这是Ceph直接作为企业产品无法接受的。

　　无法实现数据卷的安全隔离需求

　　传统的企业存储是一个公共资源，上面运行着多种业务应用，为了防止不同业务应用读取或者破坏非自身业务应用的数据，传统企业存储通过LUN MASKING/CHAP 协议等，实现存储卷的安全隔离。

　　而Ceph设计用于云平台，所有的RBD对于云平台的每个主机都是可见可操作的，从而实现虚拟机在整个集群的迁移。所以需要一套在Ceph之上实现一套类似于LUN MASKING的机制，保证不同业务只能看到和访问分配给自己的存储卷。

　　混合盘性能无法发挥

　　另外，我们发现，目北的组词前在云数据中心，客户更多的还是采用会议议题模板SSD+HDD的混合模式，有部分对性能无要求的客户采用了纯HDD的模式，采用全SSD的客户目前还没有实际遇到（有部分客户做过测试）。

　　在SSD+HDD混合模式下，Ceph遇到的烦恼是对SSD写带宽消耗过大。大家都知道SSD性能很高，这是对于随机小IO来说，但SATA SSD的顺序写MBPS其实并不高，如下图是Intel DC S3520的顺序写性能，最大也就380MBPS。一个好一些的SAS盘，写带宽都可以到300MBPS，SATA盘至少也有150MBPS的性能。

　　一般来说客户的一个存储节点采用1－2个SSD作为缓存盘，对外提供的带宽其实也就300MBPS到600MBPS，而Ceph的journal + 两副本的方式，消耗了4倍写带宽，最终实际一个服务器能提供的写带宽只有75MBPS~150MPBS，远远小于多个机械盘的顺序写能力，严重制约着Ceph的顺序写性能。

　　Ceph应用在VMware超融合的烦恼

　　随着应用客户的不断增加，我们发现， Ceph主要的应用场景是虚拟化场景，占80%以上，其中VMware又占到了50%以上，而且应用VMware的大部分都是超融合环境。

　　而此时遇到的主要问题包括：

　　对更好的iSCSI并发能力的需求

　　在替代IP SAN模式下，不同应用主机之间一般使用LUN比较独立。可以通过LUN归属的方式，不同的LUN通过不同的单个iSCSI Target提供出来，即可实现较好的并发。

　　但在VMware环境下，一般只划分很少的LUN（一般1－2个大LUN），供整个VMWare集群共享使用。如果此时依然采用LUN归属的方式，家乡的名人作文单个iSCSI Target将成为整个集群的瓶颈点。

　　在这种场景下，iSCSI必须实现的是一个全Active的架构，保证LUN在所有的target上可以同时访问，从而保证任何一个iSCSI Target不会成为性能的瓶颈点。

　　必须支持VAAI

　　VMWare实现VAAI接口，在虚拟机批量创建、克隆，读写性能上影响非常大。比如在不支持VAAI的XCOPY时，SandStone跟FC SAN的克隆性能相差10倍。企业客户一对比，就觉得存储性能太差。在企业私有云环境，批量克隆虚拟机确实是一个常见的运维操作，过慢确实也影响到客户的使用效率。

　　CPU消耗过大严重影响性能发挥

　　Ceph的CPU消耗较高是众所周知的，当分离部署时这个问题还不明显，一旦应用于VMware超融合场景，问题就暴露的比较明显了。因为在超融合环境下，虚拟机需要占用大量的CPU资源，而CPU的核心在一定范围内价格是可控的，但超过一定核心数价格会变得非常高。下图是E5-2600系列CPU的核心数（逻辑核）与价格的对应曲线（价格数据取自中关村在线），一般客户主要选择2路E5-2650 ?C E5-2680的CPU，最大逻辑核心也就24个，往往能分配给存储的CPU基本只有8－12个逻辑核。

　　杉岩最初的优化版本必须在16个核心才能返回出两个Intel DC 3500 SSD的能力，经过一段时间的优化，最终能够在8－10个逻辑CPU核把两个SSD的能力发挥出来。

　　一些进展

　　我们正在同每一个致力于Ceph的企业和个人一道将Ceph打磨成一款可以适应于企业客户的多种场景的企业级产品。Ceph不仅仅是一行行看上去很美丽的开源代码。

　　未来，我们将秉承“来源社区、贡献社区”的态度，逐步将在CEPH上取得的一些成绩回馈给社区，和大家一起功能促进分布式存储的健康发展，并为企业客户提供更灵活、高效、稳定的存储解决方案。