Warum das richtige Netzwerk bei Ceph so wichtig ist

Vor der Integration eines Ceph Storage-Clusters steht jeder Linux-Administrator irgendwann vor der Frage, welches Netzwerk (Ethernet, Infiniband, Omnipath) er verwenden möchte. Das hängt zunächst selbstverständlich vom zu erwartenden Workload und der Anzahl der Clients ab. Allerdings gibt es noch einen wichtigen weiteren Faktor den es zu beachten gibt. Ceph nutzt viele unabhängige Festplatten. RAID Arrays bieten sich nicht an, da die Performance mit jeder zusätzlichen Festplatte wunderbar linear skaliert. Die vielen einzelnen Festplatten sowie der Aufbau des Ceph Clusters bringen es mit sich, dass alle Datenblöcke auf mehrere Knoten verteilt werden müssen. Je nach implementiertem Regelwerk sogar über Racks oder Rechenzentren hinweg. Das schafft Ausfallsicherheit. Jedoch bedeutet das, dass bei jedem Lese- oder Schreibzugriff eine Kommunikation mit allen Ceph-Nodes über das Netzwerk stattfinden muss, um alle notwendigen Datenblöcke zu erreichen.

Festplattenzugriff = Netzwerkzugriff bei Ceph

Da also jeder Zugriff auf eine der vorhandenen Festplatten auch ein Netzwerkzugriff ist, sollte man unbedingt auf ein 10 GE Netzwerk zurückgreifen um alle Ceph Knoten untereinander zu verbinden. 10 GE stellt hierbei das absolute Minimum dar. Möchten Sie Ceph richtig im produktiven Betrieb mit mehreren clients einsetzen, kommt ein 1 GE Netzwerk wirklich extrem schnell an seine Grenzen. Hier ist nicht nur der Datenverkehr zu den Clients und zwischen den Ceph Knoten bei der konkreten Datenabfrage zu betrachten. Ceph muss schließlich auch alle Replikationen auf den vorhandenen Servern und Festplatten des Clusters verteilen. Im besonderen wenn eine der Festplatten oder ein ganzer Server ausfällt, repliziert Ceph automatisch die Daten bis wieder die gewünschte Anzahl an Repliken vorliegt.

Netzwerkoptimierung

Dieses Verhalten kann durch getrennte Netzwerke optimiert werden. Ein Netzwerk übernimmt dann die Kommunikation zu den clients. Das zweite Netzwerk ist ausschließlich für die OSD Replikationen zuständig.

Die Konfiguration

Um zwei separate Netzwerke zu nutzen, müssen die Netzwerke innerhalb der ceph.conf eingetragen werden. Hierzu genügt es bereits die Netz ID mit entsprechendem Prefix anzugeben.

[global]

public network = 172.10.10.0/24

cluster network = 172.10.11.0/24

Sobald die Ceph Konfiguration auf allen Knoten verteilt wurde und die Services neu gestartet sind, werden die Netzwerke entsprechend verwendet. Damit wurde ein möglicher Flaschenhals in der Architektur des Clusters optimiert bzw. verhindert.