Ceph چیست؟

به زبان ساده، شبکه Ceph Storage یک نوع انبار بسیار بزرگ و هوشمند است که برای نگهداری اطلاعات در دنیای دیجیتال استفاده می‌شود. این انبار آنقدر بزرگ است که می‌تواند تمام اطلاعات یک شرکت بزرگ یا حتی یک کشور را در خود جای دهد. در این مقاله به بررسی ذخیره ساز Ceph Storage کاربردهای آن و اجزای تشکیل دهنده این سرویس همچنین به معرفی هرکدام از اجزای Ceph پرداخته‌ایم.

چرا شبکه Ceph Storage مهم است؟

• امنیت بالا: Ceph اطلاعات شما را به قطعات کوچکی تقسیم می‌کند و این قطعات را در مکان‌های مختلف ذخیره می‌کند. به این ترتیب، اگر یکی از این مکان‌ها خراب شود، اطلاعات شما از بین نمی‌رود.
• سرعت بالا: Ceph بسیار سریع است و می‌تواند به سرعت به اطلاعات شما دسترسی پیدا کند.
• مقیاس‌پذیری: Ceph می‌تواند با افزایش حجم اطلاعات شما، به راحتی بزرگ‌تر شود.
• انعطاف‌پذیری: Ceph می‌تواند برای ذخیره انواع مختلف داده‌ها، از جمله فایل‌ها، تصاویر، ویدئوها و حتی برنامه‌های کاربردی استفاده شود.

Ceph چگونه کار می‌کند؟

تصور کنید یک کتابخانه بسیار بزرگ دارید. در این کتابخانه، کتاب‌ها به قفسه‌های مختلف تقسیم شده‌اند. شبکه Ceph Storage هم به همین شکل عمل می‌کند. اطلاعات شما به قطعات کوچکی تقسیم می‌شود و این قطعات در قفسه‌های مختلف (که در واقع دیسک‌های سخت هستند) ذخیره می‌شوند. یک سیستم هوشمند به نام مدیر، این قفسه‌ها را مدیریت می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که اطلاعات شما همیشه در دسترس باشد.

کاربردهای Ceph:

• داده‌های بزرگ: Ceph برای ذخیره و مدیریت حجم عظیمی از داده‌ها بسیار مناسب است.
• ابر خصوصی: شرکت‌ها می‌توانند از Ceph برای ایجاد یک ابر خصوصی برای خود استفاده کنند.
• ذخیره سازی ابری: بسیاری از شرکت‌های ارائه دهنده خدمات ابری از Ceph برای ذخیره داده‌های مشتریان خود استفاده می‌کنند.

هدف از سرویس Ceph Storage

هدف از سرویس Ceph ایجاد یک سیستم ذخیره‌سازی توزیع‌شده و مقیاس‌پذیر است که بتواند به صورت پویا، بدون نیاز به نقاط شکست مرکزی، فضای ذخیره‌سازی را مدیریت کند. Ceph یک سیستم منبع‌باز است که برای ذخیره‌سازی داده‌ها به صورت شیء، بلوک و فایل استفاده می‌شود و بر روی زیرساخت‌های متنوع اجرا می‌شود. اهداف اصلی Ceph عبارت‌اند از:

1. مقیاس‌پذیری بالا: Ceph طراحی شده تا با افزایش تعداد گره‌ها (Nodes)، به سادگی گسترش یابد و حجم ذخیره‌سازی را بدون محدودیت افزایش دهد.
2. قابلیت تحمل خطا : Ceph از تکنیک‌های چندرونوشت (Replication) و کدگذاری حذف (Erasure Coding) برای محافظت از داده‌ها در برابر خرابی سخت‌افزار و از دست دادن اطلاعات استفاده می‌کند.
3. بدون نقطه شکست مرکزی: Ceph با استفاده از معماری توزیع‌شده و الگوریتم‌های نگاشت داده‌ها مانند CRUSH، از یک نقطه مرکزی برای مدیریت داده‌ها و متادیتا اجتناب می‌کند.
4. پشتیبانی از انواع مختلف ذخیره‌سازی: Ceph قابلیت ارائه ذخیره‌سازی به شکل‌های مختلفی مانند شیء (Object Store)، بلاک (Block Store)، و فایل (File System) را دارد و این امکان را به کاربران می‌دهد که براساس نیاز، از آن استفاده کنند.
5. کارایی بالا: Ceph به طور موثر از منابع سخت‌افزاری مانند CPU، حافظه و دیسک استفاده می‌کند تا بتواند عملکرد مطلوبی ارائه دهد، حتی در زمان‌هایی که حجم داده‌ها و تعداد کاربران افزایش می‌یابد.
6. منبع باز بودن : Ceph تحت لیسانس منبع باز ارائه شده و این به کاربران امکان می‌دهد تا در صورت نیاز تغییرات و بهبودهای لازم را در آن اعمال کنند.

 Ceph اغلب در زیرساخت‌های ابری (Cloud) و محیط‌های با حجم زیاد داده، مانند ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی، مراکز داده و سرویس‌های ابری خصوصی یا عمومی استفاده می‌شود.

اجزای اصلی شبکه Ceph Storage:

• Ceph Monitor : مدیریت و نظارت بر وضعیت کلاستر.
•  Ceph OSD : ذخیره‌سازی واقعی داده‌ها.
•  Ceph Manager : نظارت بر عملکرد و آمار کلاستر.
•  Ceph Metadata Server : مدیریت متادیتای فایل‌ها در CephFS.
• Ceph Clients: نقطه ورودی کاربران به کلاستر.
• CRUSH: الگوریتم توزیع داده‌ها.
• RADOS : هسته اصلی Ceph به عنوان یک سیستم ذخیره‌سازی شیء.

معرفی اجزای Ceph  :

 Ceph از چندین مؤلفه اصلی تشکیل شده که با یکدیگر همکاری می‌کنند تا یک سیستم ذخیره‌سازی توزیع‌شده، مقیاس‌پذیر و کارآمد ایجاد کنند. اجرای شبکه Ceph Storage شامل این اجزاء کلیدی است:

• Ceph Monitor (MON):

• وظیفه: Ceph Monitors وظیفه مدیریت و رصد وضعیت کلاستر Ceph را بر عهده دارند. آنها داده‌های مربوط به وضعیت گره‌ها (Nodes)، پیکربندی‌ها و نقشه کلاستر را نگهداری می‌کنند.
• عملکرد:  مانیتورها داده‌های متادیتا مانند نقشه کلاستر و وضعیت OSDها را ذخیره کرده و از طریق الگوریتم توافق (Consensus) مانند Paxos، به هماهنگی و اطمینان از یکپارچگی داده‌ها کمک می‌کنند.
• تعداد:  برای تحمل خرابی و اطمینان از در دسترس بودن، حداقل سه Ceph Monitor پیشنهاد می‌شود.

• Ceph Object Storage Daemon (OSD):

• وظیفه‌ : OSDها  وظیفه ذخیره‌سازی واقعی داده‌ها را بر عهده دارند. این دیمون‌ها داده‌ها را می‌نویسند، می‌خوانند، کپی می‌کنند و داده‌ها را به دیگر OSDها توزیع می‌کنند.
• عملکرد:  هر OSD یک دیسک یا پارتیشن را مدیریت می‌کند. OSDها داده‌ها را بر اساس الگوریتم CRUSH (Controlled Replication Under Scalable Hashing) توزیع می‌کنند.
• قابلیت تحمل خطا:  در صورت از کار افتادن یک OSD، داده‌های آن از دیگر OSDها که کپی‌های مشابه دارند، بازیابی می‌شوند.

• Ceph Manager (MGR):

• وظیفه:  Ceph Manager مسئولیت نظارت بر وضعیت عملکرد و آمار کلاستر Ceph را بر عهده دارد.
• عملکرد:  داده‌های آماری و مربوط به سلامت سیستم را برای مانیتورینگ و مدیریت بهتر ارائه می‌دهد. همچنین، رابط‌های API و ابزارهای گرافیکی برای مدیریت Ceph از طریق MGR ارائه می‌شود.

• Ceph Metadata Server (MDS):

• وظیفه: در زمانی که شبکه Ceph Storage به عنوان یک سیستم فایل (CephFS) استفاده می‌شود، MDSها مسئول مدیریت متادیتای فایل‌ها هستند.
• عملکرد: این سرورها اطلاعات مربوط به دایرکتوری‌ها و فایل‌های سیستم CephFS را ذخیره کرده و دسترسی کاربران به داده‌ها را مدیریت می‌کنند. MDSها هیچ داده‌ای را ذخیره نمی‌کنند، بلکه فقط متادیتا را مدیریت می‌کنند تا عملیات فایل مانند ایجاد، حذف یا دسترسی به دایرکتوری‌ها سریع‌تر انجام شود.

• Ceph Clients:

• وظیفه: کلاینت‌ها نقطه ورودی کاربران به کلاستر Ceph هستند.
• عملکرد: بسته به نوع ذخیره‌سازی (شیء، بلاک یا فایل)، کلاینت‌ها از طریق رابط‌های مختلف (مانند RADOSGW برای ذخیره‌سازی شیء، RBD برای ذخیره‌سازی بلاک، و CephFS برای سیستم فایل) به داده‌ها دسترسی پیدا می‌کنند.

• CRUSH (Controlled Replication Under Scalable Hashing):

• وظیفه:  CRUSH یک الگوریتم توزیع داده‌ها در Ceph است که مسئول تصمیم‌گیری در مورد این است که هر تکه داده در کدام OSD ذخیره شود.
• CRUSH (Controlled Replication Under Scalable Hashing):
• وظیفه:  CRUSH یک الگوریتم توزیع داده‌ها در Ceph است که مسئول تصمیم‌گیری در مورد این است که هر تکه داده در کدام OSD ذخیره شود.
• عملکرد:  CRUSH توزیع داده‌ها را به صورت تصادفی ولی کنترل‌شده انجام می‌دهد و امکان تکرار (Replication) داده‌ها و توزیع یکنواخت آنها در کلاستر را فراهم می‌کند. این الگوریتم نقش مهمی در مقیاس‌پذیری و کارایی Ceph دارد.

• RADOS (Reliable Autonomic Distributed Object Store):

• وظیفه:  RADOSهسته اصلی Ceph است که به عنوان یک سیستم ذخیره‌سازی شیء عمل می‌کند.
• عملکرد :RADOS تمامی داده‌ها را به شکل شیء ذخیره می‌کند و وظیفه مدیریت توزیع و نگهداری داده‌ها بین OSDها و همچنین اجرای عملیات ورودی/خروجی بر روی داده‌ها را برعهده دارد. سایر سرویس‌ها مانند RBD، CephFS و RADOSGW بر اساس RADOS ساخته شده‌اند.

نتیجه‌گیری:

شبکه Ceph Storage یک سیستم ذخیره‌سازی توزیع‌شده و مقیاس‌پذیر، متن‌باز و بسیار قدرتمند است که برای مدیریت حجم عظیمی از داده‌ها در محیط‌های ابری و مراکز داده طراحی شده است. این سیستم با تقسیم داده‌ها به قطعات کوچک و توزیع آن‌ها در چندین دستگاه، قابلیت اطمینان و کارایی بالایی را ارائه می‌دهد.

Ceph یک راه حل جامع و مقرون به صرفه برای ذخیره‌سازی داده‌ها در مقیاس بزرگ است که به سازمان‌ها امکان می‌دهد تا به صورت ایمن، قابل اعتماد و مقیاس‌پذیر به داده‌های خود دسترسی داشته باشند. با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد و قابلیت‌های گسترده،Ceph به عنوان یکی از محبوب‌ترین سیستم‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده در جهان شناخته می‌شود و در آینده نیز نقش مهمی در مدیریت داده‌ها ایفا خواهد کرد.

به طور خلاصه،  شبکه Ceph Storage یک فناوری قدرتمند است که برای ذخیره و مدیریت اطلاعات در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود. اگر شما به دنبال یک راه حل امن، سریع و مقیاس‌پذیر برای ذخیره اطلاعات خود هستید،  Ceph می‌تواند گزینه مناسبی برای شما باشد.

اگر به دنبال راهکاری مطمئن و کارآمد برای ذخیره‌سازی داده‌های حجیم سازمان و ارگان خود هستید، ما با پیاده سازی راهکارهای ذخیره‌سازی  Ceph، با بهره‌گیری از آخرین فناوری‌ها، بالاترین سطح امنیت و عملکرد را برای شما به ارمغان می‌آوریم. برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید صفحه خدمات Ceph Storage را مطالعه کنید و  همچنین برای مشاوره رایگان، همین حالا با ما تماس بگیرید.