集群式文件存储系统介绍
GPFS文件系统介绍
GPFS (General Parallel File System) 介绍
2005 Technical Support Service
议程 1. GPFS介绍 介绍
2005 Technical Support Service
GPFS（General Parallel File System)介绍 背景 （ 介绍----背景 介绍
GPFS cluster
ห้องสมุดไป่ตู้
Quorum
Quorum是保障GPFS资源可用和完整性的机制。 在一个GPFS系统中，如果半数以上节点上的 GPFS守护进程正常工作，此机制就被激活。 GPFS文件系统就处于可用状态。
LUN1a 存储1 存储
LUN1b 存储2 存储
2005 Technical Support Service
GPFS 架构 – 文件系统结构
一个GPFS文件系统包含一组磁盘，称为一个条带组（ stripe group）。用于存储 MetaData, Quota Files, GPFS recovery log, User data。这些磁盘配置信息放置 在每个磁盘的 file system descriptor area区，FSDA也包含文件系统状态信息。 MetaData
GPFS介绍 概述 介绍----概述 介绍
在高性能运算群集系统中，一个用户 作业需要在多台主机上并行运行，每 个主机有单独的CPU和内存，但需要 共享的磁盘系统来存放作业的中间数 据。 文件系统的共享最常见有两种手段： NFS和GPFS。 NFS (Network File System)，I/O性 能差，没有高可用性，锁机制管理， 并发性差。 GPFS，一个文件系统能够横跨在所 有主机上，分布在所有磁盘上，条带 化读写，高性能。信令管理机制，并 发性好。有高可用性。 GPFS和AIX紧密结合，在高性能运算 领域占据举足轻重的地位，有着广大 的客户群；Oracle RAC支持GPFS文 件系统，在国内外也有大量的客户。
ceph存储原理
ceph存储原理ceph是一种开源、分布式的对象存储和文件系统，它能够在大规模的集群中存储和管理海量数据。
在ceph中，数据被分割成对象，并将这些对象存储在不同的存储节点上以实现高可用性和容错性。
这篇文章将介绍ceph存储的原理，包括ceph的架构、数据的存储和调度方式以及ceph如何处理故障。
ceph架构ceph的架构包括三个主要组成部分：客户端、存储集群和元数据服务器。
客户端是使用ceph存储的应用程序，它们通常是通过ceph API或者对象存储接口来访问ceph集群。
存储集群由一个或多个monitors、object storage devices（OSD），以及可能的元数据服务器组成。
monitors是ceph集群的核心组件，它负责管理ceph的全局状态信息、监控OSD 状态，并为客户端提供服务发现和配置信息。
OSD是实际存储数据的存储节点，它负责存储和处理对象，并在节点故障时自动重新平衡数据。
元数据服务器用于管理ceph文件系统中的元数据信息，包括文件和目录的名称、属性和层次关系等。
ceph存储数据的方式ceph将数据分割成对象，并使用CRUSH算法将这些对象分布在集群中的OSD上。
CRUSH 算法是ceph中存储调度的核心算法，它通过一系列计算将对象映射到存储集群中的OSD。
CRUSH将对象映射到OSD的方式是通过建立CRUSH映射表以实现负载均衡和容错。
CRUSH映射表可以根据管理员的需求进行调整，以达到最佳的性能和可扩展性。
ceph的CRUSH算法有以下特点：1. CRUSH将对象映射到可扩展的存储后端，以实现分布式存储和高可用性。
2. CRUSH使用元数据信息来动态调整对象的存储位置，并根据OSD的状态和磁盘使用情况等信息来实现负载均衡。
3. CRUSH允许管理员对存储策略进行调整，以适应不同的应用场景。
ceph的故障处理ceph具有强大的故障处理机制，它能够自动处理节点故障和数据损坏等问题，以确保数据的完整性和可用性。
国内外主要集群NAS产品对比
国内外主要集群NAS产品对比武汉大学计算机学院一、什么是集群NAS在大数据时代,非结构化数据目前呈现快速增长趋势，IDC研究报告分析指出，到2012年非结构化数据将占到数据存储总量的80%以上。
集群NAS是一种横向扩展（Scale-out）存储架构，具有容量和性能线性扩展的优势，已经得到全球市场的认可。
从EMC对Isilon、HP对IBRIX、DELL对Exanet、Compellent等收购事件，以及IBM推出SONAS、NetApp发布Data ONTAP 8，都可以看出集群NAS已经成为主流存储技术之一。
在国内，我们也看到UIT UFS、龙存LoongStore、达沃时代YeeStor、九州初志CZSS、美地森YFS等集群NAS解决方案。
集群NAS的未来潜在市场巨大，在高性能计算HPC、广电IPTV、视频监控、云存储等行业领域将逐步得到广泛应用。
高性能、高容量以及可扩展性是集群存储得以发展的最得人心的特征。
我们主要关注的是具有Scale-Out特性的集群NAS产品。
传统NAS扩张很容易带来以下问题：1.系统管理。
即便是NAS系统管理比SAN存储管理简便很多，但仍然需要花费时间和资源来管理。
2.管理客户端和应用对数据的访问。
能够访问的前提是NAS系统必须挂载在对应的服务器或者工作站上。
挂载会中断应用的访问，所以在挂载的时候需要预留好服务器上应用的宕机时间。
挂载了越多的NAS系统，带来的是更多的宕机时间。
3.文件位置。
关于定义文件存放位置的策略应该是基于性能，可访问性，文件创建时间，访问频率，存储成本，可用性，数据保护等诸多方面因素决定的。
策略的设定本身不会太难，但事实上，要将文件移动到合适的NAS系统上是一个耗时间的手工数据迁移过程。
而且，随着NAS系统越来越庞大，其复杂性也越来越高。
集群（Cluster）是由多个节点构成的一种松散耦合的计算节点集合，协同起来对外提供服务。
集群NAS是指协同多个节点提供高性能、高可用或高负载均衡的NAS（NFS/CIFS）服务。
魔方-2超级计算机存储系统介绍
72
《高性能计算发展与应用》 ２０１５年第三期 总第五十二期
测试软件： ｉｏｚｏｎｅ３．４３ 测试参数：持续读、写以１Ｍ为单位的块，大小 为２５６Ｇ的文件
３．１ 单节点读写性能测试：
／ｐｕｂｌｉｃ／ｓｏｆｔｗａｒｅ／ｂｅｎｃｈｍａｒｋ／ｉｏｚｏｎｅ／３．４３０／ｇｎｕ／ｉｏｚｏｎｅ
＝ ９８９８８７．８５ ｋＢ／ｓｅｃ
Ｍｉｎ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ
＝ ９９４３５．５７ ｋＢ／ｓｅｃ
Ｍａｘ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ
＝ １０９６２３．２０ ｋＢ／ｓｅｃ
Ａｖｇ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ
而Ｌｕｓｔｒｅ等并行文件系统的元数据ＩＯ节点也支持 冗余配置，但只支持一主一备的热备模式，正常工 作时只有主节点响应并行文件系统元数据请求，另 一台完全闲置，无论主节点负载多高备节点都无法 帮助分担；当主节点故障时，元数据服务切换到备 节点，切换时间通常达到５－１０分钟，切换期间文件 系统服务停止，会造成计算节点上正在运行的程序 报错退出。
＝ ９８１３１９．５３ ｋＢ／ｓｅｃ
Ｍｉｎ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ
＝ ９４５１３．８１ ｋＢ／ｓｅｃ
Ｍａｘ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ
＝ １０５８１３．５８ ｋＢ／ｓｅｃ
Ａｖｇ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ
此外，管理员也可以通过命令行方式， ＰａｒａＳｔｏｒ２００存储系统对健康状态进行查询。
图３ ＰａｒａＳｔｏｒ２００存储系统健康状态，读写ＩＯ，存储使 用率情况
５． 小结
ＰａｒａＳｔｏｒ２００存储系统在上海超算装机完成至今已 有约２个月时间，期间除磁盘故障外，没有发生过其 它故障，运行稳定。
基于Linux的集群存储系统
磁 盘 阵 列 控 制 卡 ， 列 柜 可 以 直 接 将 柜 中 的 硬 盘 配 置 成 为 逻 阵 辑 盘 阵 。 磁 盘 阵 列 柜 通 过 Ｓ Ｓ 电 缆 与 服 务 器 上 普 通 Ｓ Ｓ 卡 ＣＩ ＣＩ 相连 ， 系统 管 理 员 需 直 接 在磁 盘柜 上 配 置磁 盘 阵 列 。
时， 允许 用户使用 价格相对低 廉 的配置 （ 刀片 ） 如 捆绑来 替代
昂 贵 的 单 块 集 成 电路 的 高 端 服 务 器 ， 不 影 响 性 能 的 情 况 下 在 节 约 了存 储 成 本 。 集 群 存 储 常 见 的 两 种 模 式 是 镜 像 服 务 器 双 机 （ 图 １所 如 示 ） 双 机 与 磁 盘 阵 列 柜 （ 图 ２所 示 ） ［集 群 中 镜 像 服 务 器 和 如 。 幻
的 网卡 ， 有一 对镜 像 卡 或 完 成 镜 像 功 能 的 网卡 。 另 镜 像 服 务 器 具 有 配 置 简 单 ， 用 方 便 ， 格 低 廉 诸 多 优 使 价
点 ， 由于镜像 服务器需要采用 网络方 式镜像数据 ， 但 通过镜像
软 件 实 现 数 据 的 同步 ， 因此 需 要 占用 网络 服务 器 的 Ｃ Ｕ 及 内 Ｐ 存 资 源 ， 像 服 务 器 的 性 能 比单 一 服 务 器 的性 能 要 低 一 些 。 镜 有 一 些 镜 像 服 务 器 集 群 系 统 采 用 内存 镜 像 的技 术 ， 个 这 技 术 的 优 点 是 所 有 的应 用 程 序 和 网 络 操 作 系 统 在 两 台 服 务 器 上 镜 像 同步 ， 主机 出 现 故 障 时 ， 份 机 可 以在 几 乎 没 有 感 觉 当 备 的 情 况 下 接 管 所 有 应 用 程 序 。但 是 因 为 两 个 服 务 器 的 内 存 完
HDFS简介及基本概念
HDFS简介及基本概念（⼀）HDFS简介及其基本概念 HDFS（Hadoop Distributed File System）是hadoop⽣态系统的⼀个重要组成部分，是hadoop中的的存储组件，在整个Hadoop中的地位⾮同⼀般，是最基础的⼀部分，因为它涉及到数据存储，MapReduce等计算模型都要依赖于存储在HDFS中的数据。
HDFS是⼀个分布式⽂件系统，以流式数据访问模式存储超⼤⽂件，将数据分块存储到⼀个商业硬件集群内的不同机器上。
这⾥重点介绍其中涉及到的⼏个概念：（1）超⼤⽂件。
⽬前的hadoop集群能够存储⼏百TB甚⾄PB级的数据。
（2）流式数据访问。
HDFS的访问模式是：⼀次写⼊，多次读取，更加关注的是读取整个数据集的整体时间。
（3）商⽤硬件。
HDFS集群的设备不需要多么昂贵和特殊，只要是⼀些⽇常使⽤的普通硬件即可，正因为如此，hdfs节点故障的可能性还是很⾼的，所以必须要有机制来处理这种单点故障，保证数据的可靠。
（4）不⽀持低时间延迟的数据访问。
hdfs关⼼的是⾼数据吞吐量，不适合那些要求低时间延迟数据访问的应⽤。
（5）单⽤户写⼊，不⽀持任意修改。
hdfs的数据以读为主，只⽀持单个写⼊者，并且写操作总是以添加的形式在⽂末追加，不⽀持在任意位置进⾏修改。
1、HDFS数据块 每个磁盘都有默认的数据块⼤⼩，这是⽂件系统进⾏数据读写的最⼩单位。
这涉及到磁盘的相应知识，这⾥我们不多讲，后⾯整理⼀篇博客来记录⼀下磁盘的相应知识。
HDFS同样也有数据块的概念，默认⼀个块（block）的⼤⼩为128MB（HDFS的块这么⼤主要是为了最⼩化寻址开销），要在HDFS中存储的⽂件可以划分为多个分块，每个分块可以成为⼀个独⽴的存储单元。
与本地磁盘不同的是，HDFS中⼩于⼀个块⼤⼩的⽂件并不会占据整个HDFS数据块。
对HDFS存储进⾏分块有很多好处：⼀个⽂件的⼤⼩可以⼤于⽹络中任意⼀个磁盘的容量，⽂件的块可以利⽤集群中的任意⼀个磁盘进⾏存储。
服务器、存储系统介绍全解
动态扩展
横向扩展，性能线性上升
高度可靠 全面的冗余机制
集中管理
网络化集中管理 维护简便
即插即用
1.2 存储系统架构介绍
FC-SAN与IP-SAN存储模式对比
FC-SAN
有距离限制 互操作性差 复杂程度高 较高的TCO
IP-SAN
无距离限制 互操作性强 安装、操作简单
更低的TCO
优点 1、备份功能，容错性很好 2、磁盘利用率较高，可用容量n-2 3、极大提高了数据存储的可靠性 1、磁盘写入数据较慢，比RAID5慢 2、相对于RAID5成本较高
缺点
应用 适合数据可靠性要求高的应用RAID10：RAID1和RAID0的结合，先做镜像然后做条带化。
DAS — （Direct -Attached storage ）直连附加存储
1、传统部署存储的方式 2、存储管理通过各自连接的主机进行 3、其它主机访问存储必须通过LAN共享
1.2 存储系统架构介绍
DAS存储架构特点
适合结构简单、小规模分散式存储应用部署
无存储管理系统
不具备集中管理能力(依赖于服务器) 设备及数据管理复杂(依赖于服务器)
RAID5+热备方式的可用容量(TB)=931GB*（n-2）/1024
RAID6+热备方式的可用容量(TB)=931GB*（n-3）/1024 注：RAID5不用热备盘为n-1, RAID6用热备盘为n-2
1.2 存储系统架构介绍
按存储架构分类:
服务器内置存储 DAS（直连附加存储） NAS（网络附加存储） SAN（存储区域网络）
IT 技
21世纪
并行技术 (横向扩 展) 集群技术 (自动优 化性能) 虚拟技术 (动态配 置)
集群文件系统的性能最优化配置
Abstr act
Cluster file system is an impor ant s lutio t lar e sca e data stor眼e systems ， or ance o t o n o g l Pe讨 m f
(华中科技大学计算机科学与技术学院 武汉 63 .c ) n m o
0 Ptimizing Conf guration to ImProve the Perf r ance of a Cluster Stor age System l om
Wan y a眼 ， g Zhou Ke， C unhua， d Lu Lia眼 I L h n a
王
扬等 : 集群文件系统的性 能最优化配 t
务 MDS 三个主要部分组成[ ， 器( ) 1 2 如图 1 所示.
lu tr 的客户端运行 lu tr 文件系统， s e s e 它和 OST 进 行文件数据 1 0 的交互(包括文件数据的读写、 对象 属性的改变等) ， MDS 进行元数据的交互( 包括 和 目录管理、 命名空间管理等). ut e l a r 是一个透明的全局文件系统 ， 客户端可以 透明地访问集群文件系统 中的数据 ， 而无需知道这 些数据的实际存储位置. 客户端通过 网络读取服务 器上的数据， 存储服务器负责实际文件系统的读写 操作以及存储设备的连接 ， 元数据服务器负责文件 系统目录结构、 文件权限和文件的扩展属性以及维 护整个文 件系统 的数据 一致性 和 响 应 客户 端 的
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
集群式文件存储系统
1. 前言 ......................................................................................................................................... 3
2. 对存储系统及其技术的反思 ................................................................................................ 4
2.1. 存储系统面临的挑战 ......................................................................................................... 4
2.2. 存储系统的需求 ................................................................................................................. 5
2.3. 应对之道 .............................................................................................................................. 6
3. 逸存集群存储系统（YEESTOR）介绍 .................................................................................. 9
3.1. YEESTOR简介 ....................................................................................................................... 9
3.2. YEESTOR的功能特点 ........................................................................................................... 9
3.3. 采用YEESTOR集群存储的好处 ....................................................................................... 10
3.4. YEESTOR系统的构成 ......................................................................................................... 11
4. YEESTOR系统架构 ................................................................................................................ 12
4.1. YEESTOR系统架构 ............................................................................................................. 12
4.2. 访问原理 ............................................................................................................................ 13
4.3. 各子系统详细介绍 ........................................................................................................... 14
5. YEESTOR系统的优势分析 ................................................................................................... 15
5.1. 高稳定性 ................................................................................................................................. 16
5.2. 高性能 ..................................................................................................................................... 16
5.3. 高扩展性 ................................................................................................................................. 17
5.4. 经济性 ..................................................................................................................................... 17
5.5. 负载均衡 ................................................................................................................................. 17
5.6. 标准性 ..................................................................................................................................... 18
6. 使用模式 .............................................................................................................................. 18
6.1. 新建系统 ................................................................................................................................. 18
6.2. 整合原有存储系统 ................................................................................................................. 19
6.3. 混合系统 ................................................................................................................................. 20
7. 系统规格 .............................................................................................................................. 21
8. 适用领域 .............................................................................................................................. 21
9. 成功案例 .............................................................................................................................. 22
1. 前言 近20来年，信息技术飞速发展，互联网迅速普及，信息技术应用环境发生了巨大变化： n 数据爆炸： IDG的研究报告预测从2010年开始全球新产生数据量达到1.2 ZettaBytes （1ZettaBytes 大约等于1000亿GBs），地球正式进入ZB时代，其中非结构化数据的增长速度是结构化数据的2倍。如此庞大的数据规模是有计算机存在以来所未曾见到甚至未曾想像过的，人们需要能应对海量数据产生的存储技术和存储设施。 n 以数据为中心的计算：基于大规模数据的挖掘和知识发现成为互联网、企业和政府长期发展和业务服务的战略核心资源，传统的“以计算为中心”的信息系统模式正在迅速向“以数据为中心”的模式迅速转变。“数据中心化”带来的是大量的数据共享访问以及由此产生的数据读写效率问题，同时如何保证数据安全有效，甚至在故障发生情况下尽量提高数据可用性成为产业界和科技界关注的关键问题。 n 呼唤灵活的IT架构：市场竞争的加剧使得人们需要更加灵活、更快响应的IT系统支撑快速变化和多样化的业务，Web2.0相关技术的发展使得数字化沟通日趋加强，创新的IT成为市场竞争的手段，因此呼唤能够快速构建交付的灵活IT架构，以前通过数年建设一个庞大的IT系统的时代不复存在。 n 云计算的兴起：全球一体化经济的发展造就了“服务经济”的兴起，如何在考虑能力、成本和环保等诸多因素的情况下构建面向未来的IT系统结构是各类企业梦寐以求的目标。“像使用电力一样按需使用信息”是人们在信息爆炸的年代形成的“伟大梦想”，“云计算”无疑是产业界和科技界面对上述需求提出的“解决之道”，但在纷纭复杂的技术、产品和解决方案中，如何形成企业自己的“迁移提升途径”，并落在实处？