Ceph最新的EC-CLAY插件调研-下

EC改进方案选型

接上篇，介绍一下整个容灾方案在性能和可靠性方面如何做验证。

3个机柜，每个机柜15台机器，总共45台，需要在RBD场景下，找到成本、性能、数据可靠性的三者平衡点。

跨机柜容灾方案1

支持2个机柜级别的容灾，跨3个机柜单个分组共9个节点，共5个分组，对应的理论收益情况如下

名称	K	M	D	3副本得盘率	EC得盘率	硬件成本节约比率	磁盘数据迁移量(ISA)	磁盘数据迁移量(CLAY)	数据恢复负载降低比率
3+2	3	2	4	33.33333333	60	180	3	2	33.33333333

ceph osd erasure-code-profile set CLAY-3-2-4 \
     plugin=clay \
     k=3 m=2 d=4 \
     scalar_mds=isa \
     technique=reed_sol_van \
     crush-root=site1-ssd \
     crush-failure-domain=ctnr

对应的crush rule如下

rule site1_sata_erasure_ruleset {
    id 1
    type erasure
    min_size 3
    max_size 5
    step set_chooseleaf_tries 5
    step set_choose_tries 100
    step take site1-ssd
    step choose indep 0 type media
    step chooseleaf indep 1 type ctnr
    step emit
}

单机柜容灾方案2

支持1个机柜级别的容灾，单个分组共5个节点，共9个分组，对应的理论收益情况如下

名称	K	M	D	3副本得盘率	EC得盘率	硬件成本节约比率	磁盘数据迁移量(ISA)	磁盘数据迁移量(CLAY)	数据恢复负载降低比率
4+3	4	3	6	33.33333333	57.14285714	171.4285714	4	2	50
5+3	5	3	7	33.33333333	62.5	187.5	5	2.333333333	53.33333333
6+3	6	3	8	33.33333333	66.66666667	200	6	2.666666667	55.55555556

从性能最优原则，K+M总和最小则对应的理论性能最优，所以单机柜容灾模型下，4+3成为最优方案。

对应的ec配置如下

ceph osd erasure-code-profile set CLAY-4-3-6 \
     plugin=clay \
     k=4 m=3 d=6 \
     scalar_mds=isa \
     technique=reed_sol_van \
     crush-root=site1-ssd \
     crush-failure-domain=ctnr

对应的crush rule如下

rule site1_sata_erasure_ruleset {
    id 1
    type erasure
    min_size 4
    max_size 9
    step set_chooseleaf_tries 5
    step set_choose_tries 100
    step take site1-ssd
    step choose indep 0 type media
    step chooseleaf indep 1 type ctnr
    step emit
}

crush rule的生成与rule的验证模拟

crushtool --outfn crush5 --build --num_osds 450 ctnr straw2 10 media straw2 5 mediagroup straw2 0  unit straw2 0 root straw2 0
crushtool -d crush5 -o crush5.txt
crushtool -c crush5.txt -o crush5.txt #手工加上rule规则
crushtool -i crush5 --test --show-statistics --show-mappings --rule 1 --min-x 1 --max-x 20 --num-rep 6

容灾能力测试场景

性能测试

RBD场景，模拟大、小文件，顺序/随机读写，获取对应的fio性能基准数据，对比3副本与EC的性能差距。
3副本 vs CLAY_3+2 vs CLAY_4+3

场景名称	iops	带宽	90th延时	99th延时	备注
3副本-4M顺序读
3+2-4M顺序读
4+3-4M顺序读
3副本-4M顺序写
3+2-4M顺序写
4+3-4M顺序写
3副本-4k随机写
3+2-4k随机写
4+3-4k随机写
3副本-4k随机读
3+2-4k随机读
4+3-4k随机读

故障恢复效率

前置条件:集群提前写入容量60%，模拟已有数据场景
目标:对比ISA和CLAY在K+M相同的情况下，RBD场景下持续读写数据，模拟单块OSD、单个OSD节点故障、多个OSD节点故障(可选)，数据迁移所需的时长，同时记录对应的CPU、内存、网卡负载消耗情况，以及性能波动情况。

容灾能力

前置条件:集群提前写入容量60%，模拟已有数据场景
目标:RBD场景下持续读写数据，模拟最小故障域、单机柜、双机柜故障，记录对应的性能波动情况，考察在极端情况下整个集群的服务可用性和数据可靠性。

跨机柜容灾方案1

单机柜容灾方案2

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