Zuverlässiges verteiltes Datenspeichersystem im Maßstab großer Unternehmen.
Ceph ist ein modernes verteiltes Speichersystem, das auf Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit und hohe Verfügbarkeit ausgelegt ist. Ceph wird in Unternehmensrechenzentren und wissenschaftlichen Einrichtungen intensiv eingesetzt, wenn hohe Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Unabhängigkeit von spezieller Hardware gefordert sind. Das System eignet sich für Objekt-, Block- und Dateispeicherung und ist damit eine vielseitige Lösung für Aufgaben von Virtualisierung und Containerisierung bis hin zu Cloud-Speichern und der Archivierung großer Datenmengen.
Die Architektur von Ceph basiert auf einem vollständig verteilten Ansatz zur Datenverwaltung. Anstelle traditioneller RAID-Controller oder dedizierter NAS-Lösungen verwaltet Ceph zusammengeführte physische Server, Festplatten und logische Ressourcen und bildet daraus ein einheitliches Cluster.
Ein wesentliches technisches Merkmal von Ceph ist die automatische Wiederherstellung von Daten bei Ausfall einzelner Festplatten oder Knoten. Das System nutzt den CRUSH-Algorithmus, dessen Bezeichnung für Controlled Replication Under Scalable Hashing steht, und bestimmt damit dezentral, wo und wie Daten abgelegt werden. Dadurch lassen sich hohe Leistung und Skalierbarkeit erreichen, ohne zentrale Engpässe.
Ceph erfordert keine spezielle Hardware und kann auf Standardservern betrieben werden, was die Kosten deutlich senkt. Darüber hinaus unterstützt Ceph den Einsatz von SSD- und NVMe-Laufwerken, sodass es sich für leistungs-kritische Aufgaben eignet. Das System sorgt für eine gleichmäßige Auslastung aller Knoten und ein automatisches Rebalancing der Daten nach Änderungen im Cluster minimiert manuelle Eingriffe.
Die in einem Ceph-Cluster eingesetzten physischen Server können je nach Aufgabe spezialisiert oder universell sein. In einer Minimalkonfiguration kann jeder Server eine oder mehrere Rollen übernehmen, etwa Datenspeicherung, Cluster-Management und die Bedienung von Clientanfragen. Häufigster Servertyp im Ceph-Cluster ist ein Knoten mit vielen Festplatten und darauf laufenden OSD-Dämonen, die einzelne Festplatten oder logische Volumes verwalten.
Kennzeichnend für Ceph ist, dass die Rolle eines Servers mehr von seiner Konfiguration im Cluster und den darauf installierten Diensten abhängt als von seinen reinen Hardwareeigenschaften. Das ermöglicht den Einsatz identischer Knoten mit unterschiedlichen logischen Rollen und vereinfacht so Skalierung und Betrieb der Infrastruktur.
Ceph besteht aus mehreren zentralen Subsystemen, die jeweils bestimmte Funktionen übernehmen. Im Kern steht RADOS, Reliable Autonomic Distributed Object Store, ein verteiltes Objektspeicher-System, das Replikation und Selbstheilung der Daten gewährleistet. Auf RADOS bauen drei Hauptschnittstellen auf: RBD für blockbasiertes Storage, CephFS für Dateisystemzugriff und RGW RADOS Gateway für den Objektzugriff über API.
Das Management und der Betrieb des Clusters werden durch mehrere Service-Komponenten sichergestellt. Ceph Monitor MON überwacht den Zustand des Clusters und sorgt für Konsistenz der Cluster-Karte. Ceph Manager MGR stellt Monitoring- und Verwaltungsfunktionen bereit, inklusive Metrik-Export, REST API und einer Verwaltungsoberfläche.
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