Ceph之RADOS设计原理与实现

　　序1
　　序2
　　序3
　　前言
　　第1章　一生万物——RADOS导论 1
　　1.1　RADOS概述 3
　　1.2　存储池与PG 5
　　1.3　对象演进与排序 6
　　1.4　stable_mod与客户端寻址 10
　　1.5　PG分裂与集群扩容 13
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　　作者简介谢型果中兴通讯软件工程师，6 年存储研发经验，精通本地文件系统ZFS。2014年开始研究Ceph，目前是 Ceph 开源社区技术委员会成员兼 Ceph Member，主要研究方向为 RADOS。严 军中兴通讯软件工程师，6 年存储研发经验，先后从事 NAS 与分布式统一存储产品研发。2016 年加入 Ceph 开源社区，主要研究领域为 RADOS 与分布式存储系统 QoS，目前是 Ceph 开源社区的 Ceph Member。

　　内容简介
　　本书是继《Ceph设计原理与实现》之后，中兴通讯 Clove 团队在 Ceph 领域的又一全新力作。Clove团队是Ceph 开源社区国内*负盛名的组织贡献者之一，自 Jewel 版起，连续 4 个版本代码贡献量位列世界前三。目前该团队拥有社区技术委员会成员一名，Ceph Member 三名。鉴于 Clove 团队在 Ceph 不断发展与壮大过程中做出的杰出贡献， 创始人 Sage Weil 先生再次为本书亲自作序。
　　存储是云计算的基石，Ceph 是开源分布式软件定义存储解决方案中的领头羊。本书以大量存储技术的基本原理（例如分布式一致性、文件系统等等）为主线，系统剖析了 Ceph 核心组件 RADOS 的设计原理与具体实现。通过阅读本书可以掌握 Ceph 的核心设计理念与高级应用技巧，从而快速提升自身对于 Ceph 的研发与运维能力。
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　　序1
　　序2
　　序3
　　前言
　　第1章　一生万物——RADOS导论 1
　　1.1　RADOS概述 3
　　1.2　存储池与PG 5
　　1.3　对象演进与排序 6
　　1.4　stable_mod与客户端寻址 10
　　1.5　PG分裂与集群扩容 13
　　1.6　总结和展望 17
　　第2章　计算寻址之美与数据平衡之殇——CRUSH 19
　　2.1　抽签算法 20
　　2.2　CRUSH算法详解 24
　　2.2.1　集群的层级化描述——cluster map 25
　　2.2.2　数据分布策略——placement rule 27
　　2.3　调制CRUSH 33
　　2.3.1　编辑CRUSH map 34
　　2.3.2　定制CRUSH规则 38
　　2.4　数据重平衡 40
　　2.4.1　reweight 42
　　2.4.2　weight-set 45
　　2.4.3　upmap 47
　　2.4.4　balancer 48
　　2.5　总结和展望 52
　　第3章　集群的大脑——Monitor 54
　　3.1　集群表OSDMap 56
　　3.2　集群管理 60
　　3.2.1　OSD管理 60
　　3.2.2　存储池管理 63
　　3.2.3　告警管理 66
　　3.3　总结和展望 66
　　第4章　存储的基石——OSD 68
　　4.1　OSD概述 69
　　4.1.1　集群管理 70
　　4.1.2　网络通信 71
　　4.1.3　公共服务 72
　　4.2　OSD上电 74
　　4.3　故障检测 75
　　4.4　空间管理 78
　　4.5　总结和展望 82
　　第5章　高效本地对象存储引擎——BlueStore 84
　　5.1　设计原理 85
　　5.2　磁盘数据结构 89
　　5.2.1　PG 89
　　5.2.2　对象 89
　　5.3　缓存机制 97
　　5.3.1　概述 97
　　5.3.2　实现 100
　　5.4　磁盘空间管理 103
　　5.4.1　概述 103
　　5.4.2　BitmapFreelistManager 106
　　5.4.3　BitmapAllocator 107
　　5.5　BlueFS 109
　　5.5.1　概述 109
　　5.5.2　磁盘数据结构 112
　　5.5.3　块设备 116
　　5.6　实现原理 116
　　5.6.1　mkfs 117
　　5.6.2　mount 117
　　5.6.3　read 119
　　5.6.4　write 121
　　5.7　使用指南 126
　　5.7.1　部署BlueStore 127
　　5.7.2　配置参数 129
　　5.8　总结和展望 132
　　第6章　移动的对象载体——PG 134
　　6.1　基本概念与术语 135
　　6.2　读写流程 138
　　6.2.1　消息接收与分发 145
　　6.2.2　do_request 147
　　6.2.3　do_op 149
　　6.2.4　execute_ctx 155
　　6.3　状态迁移 163
　　6.3.1　状态机概述 164
　　6.3.2　创建PG 167
　　6.3.3　Peering 170
　　6.4　总结和展望 184
　　第7章　在线数据恢复——Recovery和Backfill 185
　　7.1　Recovery 186
　　7.1.1　资源预留 186
　　7.1.2　对象修复 187
　　7.1.3　增量Recovery和异步Recovery 191
　　7.2　Backfill 192
　　7.3　总结和展望 199
　　第8章　数据正确性与一致性的守护者——Scrub 201
　　8.1　Scrub的指导思想 202
　　8.2　Scrub流程详解 207
　　8.2.1　资源预留 207
　　8.2.2　范围界定 209
　　8.2.3　对象扫描 211
　　8.2.4　副本比对 213
　　8.2.5　统计更新与自动修复 215
　　8.3　Scrub抢占 215
　　8.4　总结和展望 218
　　第9章　基于dmClock的分布式流控策略 219
　　9.1　概述 220
　　9.2　dmClock基本原理 221
　　9.2.1　mClock 221
　　9.2.2　dmClock 224
　　9.3　dmClock算法实现 225
　　9.3.1　I/O请求入队 227
　　9.3.2　I/O请求出队 227
　　9.3.3　实例分析 229
　　9.4　在Ceph中的应用实践 233
　　9.4.1　client的界定 233
　　9.4.2　支持带宽限制 235
　　9.4.3　存储卷的QoS 237
　　9.4.4　集群流控策略 240
　　9.5　总结和展望 244
　　第10章　纠删码原理与实践 246
　　10.1　RAID技术概述 247
　　10.2　RS-RAID和Jerasure 253
　　10.2.1　计算校验和 254
　　10.2.2　数据恢复 255
　　10.2.3　算术运算 256
　　10.2.4　缺陷与改进 261
　　10.2.5　Jerasure 262
　　10.3　纠删码在Ceph中的应用 264
　　10.3.1　术语 266
　　10.3.2　新写 268
　　10.3.3　读 269
　　10.3.4　覆盖写 271
　　10.3.5　日志 274
　　10.3.6　Scrub 275
　　10.4　总结和展望 275
^ 收 起　　

　　作者简介谢型果中兴通讯软件工程师，6 年存储研发经验，精通本地文件系统ZFS。2014年开始研究Ceph，目前是 Ceph 开源社区技术委员会成员兼 Ceph Member，主要研究方向为 RADOS。严 军中兴通讯软件工程师，6 年存储研发经验，先后从事 NAS 与分布式统一存储产品研发。2016 年加入 Ceph 开源社区，主要研究领域为 RADOS 与分布式存储系统 QoS，目前是 Ceph 开源社区的 Ceph Member。

　　内容简介
　　本书是继《Ceph设计原理与实现》之后，中兴通讯 Clove 团队在 Ceph 领域的又一全新力作。Clove团队是Ceph 开源社区国内*负盛名的组织贡献者之一，自 Jewel 版起，连续 4 个版本代码贡献量位列世界前三。目前该团队拥有社区技术委员会成员一名，Ceph Member 三名。鉴于 Clove 团队在 Ceph 不断发展与壮大过程中做出的杰出贡献， 创始人 Sage Weil 先生再次为本书亲自作序。
　　存储是云计算的基石，Ceph 是开源分布式软件定义存储解决方案中的领头羊。本书以大量存储技术的基本原理（例如分布式一致性、文件系统等等）为主线，系统剖析了 Ceph 核心组件 RADOS 的设计原理与具体实现。通过阅读本书可以掌握 Ceph 的核心设计理念与高级应用技巧，从而快速提升自身对于 Ceph 的研发与运维能力。
　　本书核心内容包括：
　　（1）Ceph 架构及基本设计理论解析
　　（2）CRUSH 算法详解与工程应用
　　（3）高性能本地对象存储引擎——BlueStore
　　（4）分布式一致性与在线数据恢复
　　（5）分布式 QoS 与Ceph中的流控策略
　　（6）纠删码原理及其在 Ceph 中的应用实践
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