漫衍式存储—硬盘容量不平衡导致的缓存盘寿命急速衰减说明

【51CTO.com原创稿件】Ceph漫衍式存储在扩展性、靠得住性、机能上具备奇异的上风，可以实现快速扩展多台处事器，动态伸缩到PB级容量，多副本机制保障数据高靠得住，数据平衡漫衍，并发机能高档场景。今朝普及应用于互联网、科研、教诲、制造业、当局等诸多规模。ZStack云平台今朝支持对接Ceph漫衍式存储，行使的是漫衍式块存储，纵然用librbd的块装备接口提供应Qemu会见，举办云主机、云盘的IO读写。

固然Ceph漫衍式存储具备上述的上风特点，但在实践中，对硬件的选择及设置均存在出格要求，尤其是硬盘、收集上，假如设置不妥，存储的靠得住性和机能均会受到影响。

最近在一般巡检一套ZStack出产情形的Ceph漫衍式存储时，我们发明客户新购的五台处事器的SSD寿命消费存在非常。详细的征象是行使半年后，处事器带外打点界面看到SSD的寿命消费只剩下89%，但行使smartctl读取介质消费参数依然表现为100%。

此时会很迷惑，到底哪个数据更靠得住，假如SSD寿命只剩下89%，那么怎样去调解优化Ceph漫衍式存储?

题目回首

针对这个题目，我们回首一下这套漫衍式存储的架构。其时回收了新购+利旧的方案来陈设漫衍式存储。

响应的设置信息如下：

个中，新购的5台呆板回收了Intel Xeon E5-2660 v4的CPU，内存为256G，呆板整体可插入8块3.5寸硬盘，回收了两块480G SSD硬盘设置RAID1安装体系，回收一块960G SSD做Ceph漫衍式存储的缓存盘，每个缓存盘对应了5个OSD数据盘，每个缓存分区约160G的容量，每个OSD容量4T。存储回收万兆收集，做链路聚合 LACP Mode 4。

利旧的4台呆板回收了Intel Xeon E5-2697 V3的CPU，内存为256G，呆板整体可以插入可插入8块2.5寸硬盘，回收了两块480G SSD硬盘设置RAID1安装体系，回收两块480G SSD做Ceph漫衍式存储的缓存盘，每个缓存盘对应了2个OSD数据盘，每个缓存分区约240G容量，每个OSD容量600G。存储回收万兆收集，做链路聚合 LACP Mode 4。

前五台呆板，每台呆板设置5块4T硬盘容量，总存储容量100T，后4台，每台呆板4块600G容量，总量9.6T。

初期将全部容量筹划到统一个存储池中，总裸容量约109T，设置三副本后，容量约36T。

情形首要运行了MySQL，Redis，ELK，Zabbix，Web处事，App处事等营业，合计营业范例首要方向IOPS麋集型营业。营业运行前两个月，整系一切没有任何题目。

SSD寿命参数说明诊断

针对SSD寿命消费的纷歧致性，参考SSD的寿命参数，我们举办了以下说明：

Endurance Rating (Lifetime Writes)： 生命周期内总写入容量，客户情形行使的960G SSD生命周期内总写入量为1.86 PBW，即最多可写入1.86PB的数据。

DWPD：Device Writes Per Day，硬盘天天写入次数，通盘写入，写满算一次，用于评估硬盘的经久度。此款960G SSD的官网标称经久度为1 DWPD，即天天可通盘写入一次。

以是从SSD生命周期总写入量的角度来看，处事器带外打点界面看到的寿命消费更为公道一些。

团结此硬盘的生命周期总写入量和天天可擦写一次，可相识此硬盘在1.86PB/960G/天天=1860000B/960G=1937天，约5年多的行使时刻，与厂商理睬的5年质保的时刻同等。

在行使ZStack云平台的IO监控器材及smartctl器材去排查说明960G SSD硬盘的天天写入量，发来日诰日天硬盘的写入量在2.5T以上，靠近SSD硬盘容量960G的三倍。

同时说明后4台处事器的SSD缓存盘的硬盘写入量很少，响应的硬盘总寿命未受过多影响。

测试发明，前五台处事器的SSD，IOPS 95%都在3000以上，读写比在15:85，均匀读IO块巨细为16K阁下，写IO块巨细为18K阁下。而针对前五台处事器的OSD数据盘，IOPS 95%在30阁下，读写比为86:14，均匀读IO块巨细为30K阁下，写IO块巨细为180K阁下。

以是前五台物理机的SSD缓存盘天天写入量靠近官网标称值的三倍，凭证生命周期总写入量的消费预估，前五台处事器的SSD缓存盘寿命也许不到两年。

但后头4台处事器SSD的行使率为何没有提上去，对前五台处事器的SSD举办平衡行使呢。

我们再来相识一下Ceph数据漫衍的根基道理。Ceph的CRUSH MAP算法，可以实现数据可以或许匀称地漫衍在差异容量硬盘的存储节点，Ceph会按照OSD数据盘容量举办权重的计较，并基于存储集群的映射和数据漫衍计策的placement rules举办哈希计较。统一存储池中，OSD数据盘容量大的，IO哀求多，OSD数据盘容量小的，IO哀求少。IO哀求经过数据的哈希到PG的映射进程，再由PG按照副本数映射到差异的OSD中。假如OSD硬盘差异，那么容量大的硬盘可以处理赏罚更多的PG。响应的IO处理赏罚就更多。按摄影应的IO平衡计策，假如存储池内总容量109T，行使30%的容量，则会在全部的数据盘均均匀存储30%的容量，相对付前五台节点回收的4T的数据盘，每个盘存储约1.2T的数据，后四台回收的600G的数据盘，每个盘存储约180G的数据。

以是基于这种硬盘容量的不平衡，导致响应的IO哀求也会不平衡，在营业压力大时，后4台呆板无法平衡处理赏罚整体的IO哀求，在漫衍式筹划时，需设置各呆板的硬盘设置、收集设置同等。

漫衍式存储优化方案

针对以上环境，思量举办以下调解：

搜查当前营业行使环境，调解营业的行使方法，将部门非重要营业封锁，低落IO的行使方法，调解后，再监控响应IO的行使环境，发明960G SSD的天天写入量已低落至1.8T，此时营业已无法一连调解。

在营业无法调解的环境下，只能思量扩容及硬盘调解，在思量扩容的进程中，还必要思量后续营业量的增添。

由于当前的存储容量，可以提供当前营业的存储量，但在缓存盘机能上，不敷以支撑响应营业的需求，此款960G SSD的天天硬盘写入次数DWPD为1，只能通盘刷入一遍。思量到硬盘的天天写入量，提议新缓存盘回收新款的960GB SSD，官网的标称值其在生命周期的总写入量在为5.26PBW，天天硬盘的写入量为3DWPD，即天天可擦写三遍。

基于靠得住与经济的根基原则，我们思量以下硬件扩容方案举办扩容：

1. 再新增3台处事器，回收总写入量更高的960GB SSD，480G SSD体系盘，其他设置与本来前五台设置沟通;

2. 前五台处事器，也回收总写入量更高的960GB SSD替代本来的960GB SSD，将前五台呆板扩容成8台沟通设置的呆板;

3. 后4台处事器，将缓存盘替代成步调二移除下来的960GB SSD，此时每台呆板可以插入5块数据盘;

4. 后4台处事器，将本来的2.5寸 600G SAS硬盘，改观为2.4T企业版SAS硬盘，今朝2.5寸企业级硬盘最大容量受限于2.4T;

5. 存储筹划，8台E5-2660的处事器提供5x4Tx8的存储容量，约160T。后4台处事器提供5X2.4Tx4的存储容量，约48T。

（编辑：河北网）

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