Ceph
Ceph是一个开源的、高度可扩展的、统一的分布式存储系统，由红帽公司开发并维护，它能够提供对象存储、块存储和文件存储的解决方案。
概述
Ceph使用C++语言开发，是一个开放、自我修复和自我管理的开源分布式存储系统。具有高扩展性、高性能、高可靠性的优点。
Ceph项目起源于Sage在攻读博士学位期间的研究工作，其最初的研究成果于2004年发布，并随后作为开源项目贡献给了社区。经过数年的发展和迭代，Ceph已经获得了众多云计算厂商的支持，并在各种环境中得到了广泛应用。RedHat和OpenStack等平台都能够与Ceph无缝整合，利用其强大的存储功能来支持虚拟机镜像的后端存储需求。
Ceph已经广泛获得云计算厂商的支持，并在多个平台中发挥着关键作用。RedHat、OpenStack和Kubernetes等技术都能够与Ceph集成，利用其作为虚拟机镜像的后端存储解决方案。据估计，在中国，大约70%至80%的云平台采用Ceph作为其基础存储平台，这充分证明了Ceph在开源云平台中的普遍应用和重要性。国内许多企业成功地使用Ceph构建了分布式存储系统，其中包括华为、阿里巴巴、中兴通讯、新华三集团、浪潮集团、中国移动、网易、乐视、奇虎360、星辰天合存储、杉岩数据等知名企业。
主要特点
高性能
- Ceph放弃了传统的中心化存储元数据索引方式，采用CRUSH算法进行数据分布，实现了高效的负载均衡和高度并行处理能力。
- 考虑到容灾需求，Ceph能够实现跨机房、机架感知等复杂的副本放置策略，以适应不同工作负载。
- 支持大规模部署，可以轻松管理上千个节点，应对从TB到PB级别的数据存储需求。
高可用性
- 允许灵活配置副本数量，以满足不同的数据安全级别。
- 支持故障域隔离，确保数据的强一致性。
- 在多种故障场景下提供自动修复和自我恢复功能。
- 去除单点故障的可能性，通过自动化管理降低系统维护难度。
高可扩展性
- 采用去中心化设计，使得系统更加灵活易扩展。
- 随着节点的增加，系统性能呈线性增长，方便按需扩容。
特性丰富
- 同时支持块存储、文件存储和对象存储三种接口，满足多样化的存储需求。
- 支持自定义接口开发，并提供多种编程语言的SDK支持，便于集成和二次开发。
架构
1、Object（对象存储）
提供原生的API，使得可以直接与Ceph存储系统交互。 兼容Swift和S3的API，这意味着开发者可以使用这些流行的对象存储协议与Ceph进行集成，便于迁移和开发新的应用。
2、Block（块存储）
支持精简配置（Thin Provisioning），允许更有效地使用存储空间，仅分配实际需要的数据空间。 提供快照功能，可以创建数据的时间点副本，用于数据保护和恢复。 支持克隆操作，方便快速复制数据或创建虚拟机镜像。
3、File（文件存储）
- 提供遵守POSIX标准的文件接口，允许与传统文件系统兼容的操作。
- 同样支持快照功能，为文件系统提供额外的数据保护和恢复选项。
核心组件
- Monitor：一个Ceph集群需要多个Monitor组成的小集群，它们通过Paxos同步数据，用来保存OSD的元数据。
- OSD：OSD全称Object Storage Device，也就是负责响应客户端请求返回具体数据的进程。一个Ceph集群一般都有很多个OSD。
- MDS：MDS全称Ceph Metadata Server，是CephFS服务依赖的元数据服务。
- Object：Ceph最底层的存储单元是Object对象，每个Object包含元数据和原始数据。
- PG：PG全称Placement Grouops，是一个逻辑的概念，一个PG包含多个OSD。引入PG这一层其实是为了更好的分配数据和定位数据。
- RADOS：RADOS全称Reliable Autonomic Distributed Object Store，是Ceph集群的精华，用户实现数据分配、Failover等集群操作。
- Libradio：Librados是Rados提供库，因为RADOS是协议很难直接访问，因此上层的RBD、RGW和CephFS都是通过librados访问的，目前提供PHP、Ruby、Java、Python、C和C++支持。
- CRUSH：CRUSH是Ceph使用的数据分布算法，类似一致性哈希，让数据分配到预期的地方。
- RBD：RBD全称RADOS block device，是Ceph对外提供的块设备服务。
- RGW：RGW全称RADOS gateway，是Ceph对外提供的对象存储服务，接口与S3和Swift兼容。
- CephFS：CephFS全称Ceph File System，是Ceph对外提供的文件系统服务。