CRUSH map实践

CRUSH算法是Ceph的核心算法，全称为可扩展散列下的智能分发机制(Controlled Replication Under Scalable Hashing)。是整个Ceph数据存储机制的核心。默认安装的Ceph集群会根据当前集群自动生成一套CRUSH map规则，但是默认的CRUSH map可能不符合预期，可以手动修改以满足实际需求。

生产环境中，我们的应用场景可能需要在多种类型设备上创建多个存储池。如基于SSD磁盘创建池创建CephFS的metadata存储池，基于HDD磁盘创建CephFS的data存储池。分而治之，实现Ceph集群的最佳性能。

主机列表

外部ip	集群ip	host	角色
172.16.200.101	10.16.200.101	ceph-mon1	mon、osd节点
172.16.200.102	10.16.200.102	ceph-mon2	mon、osd节点
172.16.200.103	10.16.200.103	ceph-mon3	mon、osd节点
172.16.200.104	10.16.200.104	ceph-osd4	osd节点

这里假设ceph-osd4节点上的磁盘是SSD磁盘，其余节点是HDD磁盘。创建两个存储池：ssd及sata,分别应用到应用到SSD磁盘和HDD磁盘上。需要手动修改CRUSH map以应用此效果。

调整CRUSH map

获取现有CRUSH map

登录任一mon节点导出现有的CRUSH map

root  /etc/ceph >>> ceph osd getcrushmap -o crushmap_compiled_file

#反编译
root  /etc/ceph >>> crushtool -d crushmap_compiled_file -o crushmap_decompiled_file
#经过反编译后的CRUSH map可以使用任意的编辑器打开

#为防止错误修改CRUSH map导致集群故障，首先备份CRUSH map
root  /etc/ceph >>> cp crushmap_decompiled_file crushmap_fix

修改CRUSH map

打开导出的CRUSH map文件，当前的CRUSH map如下：

...
# buckets
root default {
	id -1		# do not change unnecessarily
	id -2 class hdd		# do not change unnecessarily
	# weight 0.156
	alg straw2
	hash 0	# rjenkins1
	item ceph-mon1 weight 0.039
	item ceph-mon2 weight 0.039
	item ceph-mon3 weight 0.039
	item ceph-osd4 weight 0.039
}

# rules
rule replicated_rule {
	id 0
	type replicated
	min_size 1
	max_size 10
	step take default
	step chooseleaf firstn 0 type host
	step emit
}

root default bucket中定义了所有的节点，每个节点的权重一致。创建两个bucket取代default bucket。注意id不要与之前出现的id重复。

root sata {
    id -11 
    alg straw2
    hash 0   
    item ceph-mon1 weight 0.039
    item ceph-mon2 weight 0.039
    item ceph-mon3 weight 0.039
}

root ssd {
    id -12    
    alg straw2
    hash 0
    item ceph-osd4 weight 0.039
}

创建两条规则sata_rule及ssd_rule取代默认的crush_rule。

rule sata_rule {
    id 0
	type replicated
	min_size 3
	max_size 10
	step take sata
	step chooseleaf firstn 0 type host
	step emit
}

rule ssd_rule {
    id 1
	type replicated
	min_size 3
	max_size 10
	step take ssd
	step chooseleaf firstn 0 type host
	step emit
}

注意：sata_rule的id是0需要与之前默认的rule的id保持一致，否则无法应用修改后的CRUSH map。因为之前创建的池找不到对应的crush_rule。

应用新的CRUSH map

编译修改后的CRUSH map

root  /etc/ceph >>> crushtool -c crushmap_fix -o crushmap_fix_compiled

应用新的CRUSH map

root  /etc/ceph >>> ceph osd setcrushmap -i crushmap_fix_compiled

应用新的CRUSH map后。集群将开始数据调整和数据恢复，过一段时间后集群才会重新回到HEALTH_OK状态。

新建存储池

一旦Ceph集群回到HEALTH_OK状态，就可以创建存储池了。这里定义两个存储池：sata池和ssd池，并且分别定义crush_rule为sata_rule和ssd_rule，即CRUSH map中新定义的sata_rule和ssd_rule。

创建存储池

创建存储池sata及ssd

root  /etc/ceph >>> ceph osd pool create sata 64 64
pool 'sata' created

root  /etc/ceph >>> ceph osd pool create ssd 64 64    
pool 'ssd' created

为存储池指定crush rule

分别为存储池sata及ssd指定crush_rule

root  /etc/ceph >>> ceph osd pool set sata crush_rule sata_rule
set pool 11 crush_rule to sata_rule

root  /etc/ceph >>> ceph osd pool set ssd crush_rule ssd_rule     
set pool 12 crush_rule to ssd_rule

查看现有的池规则

root  /etc/ceph >>> ceph osd dump | egrep -i "sata|ssd"
pool 11 'sata' replicated size 3 min_size 2 crush_rule 0 object_hash rjenkins pg_num 64 pgp_num 64 last_change 106 flags hashpspool stripe_width 0
pool 12 'ssd' replicated size 3 min_size 2 crush_rule 1 object_hash rjenkins pg_num 64 pgp_num 64 last_change 107 flags hashpspool stripe_width 0

sata池与ssd池对应的crush_rule分别为0和1，就是修改后的CRUSH map中sata_rule和ssd_rule中的id。

测试存储效果

创建新文件

root  /etc/ceph >>> dd if=/dev/zero of=sata.file bs=1M count=64 conv=fsync
64+0 records in
64+0 records out
67108864 bytes (67 MB) copied, 0.167555 s, 401 MB/s

root  /etc/ceph >>> dd if=/dev/zero of=ssd.file bs=1M count=64 conv=fsync    
64+0 records in
64+0 records out
67108864 bytes (67 MB) copied, 0.151092 s, 444 MB/s

上传文件到指定的池

rados为对象存储的命令行工具，上传对象的子命令为rados put <obj-name> <infile> -p <pool-name>

root  /etc/ceph >>> rados put sata.pool.object sata.file -p sata

root  /etc/ceph >>> rados put ssd.pool.object ssd.file -p ssd 

检查池中的对象信息

root  /etc/ceph >>> ceph osd map sata sata.pool.object     
osdmap e110 pool 'sata' (11) object 'sata.pool.object' -> pg 11.f71bcbc2 (11.2) -> up ([0,2,4], p0) acting ([0,2,4], p0)

root  /etc/ceph >>> ceph osd map ssd ssd.pool.object 
osdmap e110 pool 'ssd' (12) object 'ssd.pool.object' -> pg 12.82fd0527 (12.27) -> up ([6], p6) acting ([6,0,3], p6)

由于副本数为3。查看两个对象acting字段中的值，sata.pool.object的第一副本位于osd.0,第二第三副本位于osd.2,osd.4上，符合预期。ssd.pool.object的第一副本为osd.6为SSD磁盘，其余两个副本位于HDD磁盘上。