Ceph, ölçeklenebilir ve tek bir hata noktası olmayacak şekilde tasarlanmıştır. Monitör (MON), Nesne Depolama Arka Plan Programı (OSD) ve Meta Veri Sunucuları (MDS), Ceph kümesindeki üç temel arka plan programıdır (Linux işlemi). Genellikle, bir Ceph kümesinde artıklık için üç veya daha fazla monitör düğümü bulunur. Monitörler, Ceph istemcilerinin OSD ve MDS ile doğrudan iletişim kurmasını sağlayan küme haritalarının ana kopyasını tutar. Bu haritalar, Ceph cinlerinin birbiriyle koordine olması için gereken kritik küme durumudur. Monitörler ayrıca arka plan programları ve istemciler arasındaki kimlik doğrulamasını yönetmekten de sorumludur. Tek sayıda monitör, bir çekirdek kullanarak küme haritasını korur. Bu algoritma, monitördeki tek hata noktasını önler ve fikir birliğinin geçerli olduğunu garanti eder. OSD, Ceph için nesne depolama arka plan programıdır. Verileri depolar, veri çoğaltma, kurtarma işlemlerini gerçekleştirir, yeniden dengeleme ve diğer OSD Daemon'larını hart beat için kontrol ederek Ceph Monitörlerine bazı izleme bilgileri sağlar. Her depolama sunucusu, depolama aygıtı başına bir tane olmak üzere bir veya daha fazla OSD arka plan programı çalıştırır. Yedeklilik ve yüksek kullanılabilirlik için genellikle en az 3 OSD gerekir. MDS arka plan programı, Ceph Dosya Sisteminde depolanan dosyalarla ilgili meta verileri yönetir ve ayrıca paylaşılan Ceph Depolama Kümesine erişimi koordine eder. Yedeklilik için birden fazla aktif MDS'ye sahip olabilir ve her bir MDS'nin yükünü dengeleyebilirsiniz. Yalnızca paylaşılan dosya sistemini kullanmak istediğinizde bir veya daha fazla Meta Veri Sunucusuna (MDS) ihtiyacınız olacaktır. Yedeklilik ve yüksek kullanılabilirlik için genellikle en az 3 OSD gerekir. MDS arka plan programı, Ceph Dosya Sisteminde depolanan dosyalarla ilgili meta verileri yönetir ve ayrıca paylaşılan Ceph Depolama Kümesine erişimi koordine eder. Yedeklilik için birden fazla aktif MDS'ye sahip olabilir ve her bir MDS'nin yükünü dengeleyebilirsiniz. Yalnızca paylaşılan dosya sistemini kullanmak istediğinizde bir veya daha fazla Meta Veri Sunucusuna (MDS) ihtiyacınız olacaktır. Yedeklilik ve yüksek kullanılabilirlik için genellikle en az 3 OSD gerekir. MDS arka plan programı, Ceph Dosya Sisteminde depolanan dosyalarla ilgili meta verileri yönetir ve ayrıca paylaşılan Ceph Depolama Kümesine erişimi koordine eder. Yedeklilik için birden fazla aktif MDS'ye sahip olabilir ve her bir MDS'nin yükünü dengeleyebilirsiniz. Yalnızca paylaşılan dosya sistemini kullanmak istediğinizde bir veya daha fazla Meta Veri Sunucusuna (MDS) ihtiyacınız olacaktır.

Ceph Ölçeklenebilir Depolamadır

Geleneksel bir depolama sisteminde, istemciler, karmaşık bir alt sisteme tek bir giriş noktası olan merkezi bir bileşenle (örneğin, ana bilgisayar veri yolu bağdaştırıcısı veya ağ geçidi) konuşur. Merkezi denetleyici, hem performans hem de ölçeklenebilirlik için bir sınır getirmenin yanı sıra tek bir arıza noktası sunar. Merkezi bileşen çökerse, tüm sistem de çöker. Ceph istemcileri, monitörlerden en son küme haritasını alır ve kümedeki hangi OSD'yi hesaplamak için CRUSH algoritmasını kullanır. Bu algoritma, istemcilerin merkezi bir denetleyiciden geçmeden doğrudan Ceph OSD ile etkileşime girmesini sağlar. CRUSH algoritması, ölçeklenebilirliğin sınırlandırılmasına neden olan tek yolu ortadan kaldırır. Ceph OSD kümesi, istemcilere paylaşılan bir depolama havuzu sağlar. Daha fazla kapasiteye veya performansa ihtiyacınız olduğunda, havuzun ölçeğini genişletmek için yeni OSD ekleyebilirsiniz. Bir Ceph kümesinin performansı, OSD sayısıyla doğrusal olarak orantılıdır. Aşağıdaki resim, OSD sayısını artırırsak okuma/yazma IOPS'sinin arttığını gösterir.

Geleneksel disk dizisi, verileri disk hatasından korumak için RAID denetleyicisini kullanır. RAID teknolojisi icat edildiğinde bir sabit disk sürücüsünün kapasitesi yaklaşık 20 MB idi. Bugün disk kapasitesi 16 TB kadar büyük. RAID grubunda arızalı bir diski yeniden oluşturma süresi bir hafta sürebilir. RAID denetleyicisi arızalı sürücüyü yeniden oluştururken, aynı anda ikinci bir diskin de arızalanma olasılığı vardır. Yeniden oluşturma daha uzun sürerse, veri kaybetme olasılığı daha yüksektir.

Ceph, kümedeki diğer tüm sağlıklı sürücüler tarafından arızalı diskte kaybolan verileri kurtarır. Ceph, yalnızca arızalı sürücüde depolanan verileri iyileştirir. Daha sağlıklı diskler varsa, kurtarma süresi daha kısa olacaktır.