### Ceph 学习笔记 —— 初级阶段（知识储备）
#### 一、Ceph 概述
Ceph 是一款领先的开源软件定义存储技术(SDS)，它为块存储、文件存储以及对象存储提供了一个统一的解决方案。Ceph 的目标是建立一个高度可扩展、性能优异、没有单点故障的分布式存储系统。该系统的基础构建单位是对象(Object)，这使得 Ceph 在处理当前和未来非结构化数据存储方面具有显著优势。
#### 二、Ceph 的核心组件
Ceph 的核心组件主要包括 Ceph OSD、Ceph Monitor 和 Ceph MDS，这些组件共同协作以确保系统的稳定运行。
- **Ceph OSD (Object Storage Device)**：Ceph OSD 负责存储数据、处理数据的复制、恢复、回填以及平衡数据分布。每个磁盘或分区都可以成为一个 OSD，这是 Ceph 系统中最基本的数据存储单元。
- **Ceph Monitor**：Ceph Monitor 负责监控整个集群的健康状态，并作出一致性决策。它管理着多种映射(map)，包括但不限于 Minitormap、OSDmap、PG (Placement Group) map 和 CRUSH map 等，其中 Minitormap 和 OSDmap 最为关键。
- **Ceph MDS (Metadata Server)**：Ceph MDS 主要负责保存 Ceph 文件系统的元数据。值得注意的是，Ceph 的块存储和对象存储并不需要 MDS 的参与。
#### 三、Ceph 的功能特性
Ceph 提供了多种功能特性，以满足不同场景的需求：
- **RADOSGW**：基于 LIBRADOS 构建的网关，支持 RESTful 协议，并兼容 S3 和 Swift 接口。RADOSGW 可以作为云存储服务的前端接口。
- **RBD (RADOS Block Device)**：同样基于 LIBRADOS 实现，RBD 可以创建一个块设备，并通过 QEMU/KVM 附加到虚拟机上，作为传统块设备使用。
- **CephFS**：基于 RADOS 实现的分布式文件系统，通过引入 MDS 来提供 POSIX 兼容的文件系统接口。CephFS 可以直接被挂载使用，适用于大多数文件系统应用场景。
#### 四、Ceph 的架构设计
Ceph 的底层核心是 RADOS (Reliable Autonomous Distributed Object Store)，它具备自我修复等特性，能够提供可靠、自动、智能的分布式存储服务。
- **RADOS**：RADOS 本身即是一个完整的对象存储系统，所有存储在 Ceph 系统中的用户数据最终都由 RADOS 层进行存储。Ceph 的许多高级特性如高可靠性、高可扩展性、高性能和高自动化等都是由 RADOS 提供支持的。
- **LIBRADOS**：这是一个对 RADOS 进行抽象和封装的库，向上层提供 API 接口，以便于开发者直接基于 RADOS 进行应用开发。LIBRADOS 支持多种编程语言，包括 C/C++、Java 和 Python 等。
- **RBD 和 RADOSGW**：这两者都是基于 LIBRADOS 层的应用接口实现的功能特性。RBD 用于提供块存储服务，而 RADOSGW 则提供对象存储服务。
#### 五、RADOS 的详细解析
- **基础存储系统 RADOS**：RADOS 由大量的存储设备节点组成，每个节点都拥有自己的硬件资源，并运行着操作系统和文件系统。RADOS 支持大规模的数据存储对象，并具备自我修复能力。
- **基础库 LIBRADOS**：LIBRADOS 对 RADOS 进行了封装，向上层提供了一系列 API 接口，使得开发者可以直接利用 RADOS 的能力进行应用开发。LIBRADOS 通常位于应用和 RADOS 集群之间的同一台物理机上。
- **上层应用接口**：主要包括 RADOSGW 和 RBD 等，它们都是基于 LIBRADOS 层的应用接口实现的功能特性。
Ceph 作为一个高度灵活且功能丰富的分布式存储系统，在 IT 行业尤其是云计算领域扮演着极其重要的角色。通过对 Ceph 的深入学习和理解，不仅可以帮助我们更好地掌握分布式存储的技术细节，还能为解决实际问题提供有效的工具和支持。
