GlusterFS Storage für die Cloud. Thomas Halinka CustomSol

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1 GlusterFS Storage für die Cloud Thomas Halinka CustomSol 2011 CustomSol 1 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

2 Agenda Warm-Up Cloud Kurze Geschichte NFS DRBD (daisy-chain) SAN GlusterFS 2011 CustomSol 2 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

3 Agenda Warm-Up Cloud Kurze Geschichte NFS DRBD (daisy-chain) SAN GlusterFS 2011 CustomSol 3 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

4 Warm-Up Who am I OpenSource-Evangelist OpenQRM-Core-Team Consultant Trainer (ClusterFS/XEN/Cloud) Buchautor (XEN) 2011 CustomSol 4 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

5 Warm-Up Wer sind sie? Wer sind sie? Wer gehört eher zu Entwicklung Betrieb Management Wer setzt ein? Cloud NAS DRBD SAN ClusterFS 2011 CustomSol 5 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

6 Warm-Up Wer sind sie? Wer hat Spitzenlasten über 10GBit pro Sekunde? Wer betreibt Cluster > 50 Knoten? Wer hat schon mal zu einem Open-Source- Projekt beigetragen? Patch, Doku, Problemanalyse Wer ist Projektmitglied bei einem OpenSource-Projekt? 2011 CustomSol 6 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

7 Agenda Warm-Up Cloud Kurze Geschichte einer Cloud NFS DRBD (-Daisy-Chain) SAN GlusterFS 2011 CustomSol 7 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

8 Warm-Up Cloud SAAS PAAS IAAS XAAS Speicher?! 2011 CustomSol 8 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

9 Agenda Warm-Up Cloud Kurze Geschichte einer Cloud NFS DRBD (-Daisy-Chain) SAN GlusterFS 2011 CustomSol 9 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

10 Eine kleine Geschichte - NFS Aufbau für Pilotbetrieb Zentraler NFS HA-VMs Live-Migration Work-Load-Balancing 2011 CustomSol 10 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

11 Eine kleine Geschichte - NFS Probleme: Performance Skalierbarkeit SPOF > 10 Subdir + Files < 100kb. Nicht geeignet für Produktion 2011 CustomSol 11 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

12 Eine kleine Geschichte - NFS 2011 CustomSol 12 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

13 Eine kleine Geschichte - DRBD(-Daisy-Chain) Redundanter NFS Kein SPOF Skaliert aber nicht :( 2011 CustomSol 13 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

14 Eine kleine Geschichte - DRBD(-Daisy-Chain) 2011 CustomSol 14 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

15 Eine kleine Geschichte - DRBD-Daisy-Chain DRBD-Daisy-Chain ResA on NodeA und NodeB ResB on NodeB und NodeC ResC on NodeC und NodeA Mehrere Redundante NFS Kein SPOF Skalierbarkeit 2011 CustomSol 15 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

16 Eine kleine Geschichte - DRBD-Daisy-Chain Problem: Manageability 2011 CustomSol 16 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

17 Eine kleine Geschichte - DRBD-Daisy-Chain 2011 CustomSol 17 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

18 Eine kleine Geschichte - SAN Ersatz von NAS durch SAN SAN skaliert 2011 CustomSol 18 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

19 Eine kleine Geschichte - SAN Problem: Preis Anschaffung Replikation Snapshots... Vendor-Lockin Admin Man-in-the-Middle (Betriebsrisiko) Bsp: Strato 3 Tage offline wegen FS-Error 2011 CustomSol 19 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

20 Eine kleine Geschichte - SAN 2011 CustomSol 20 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

21 Eine kleine Geschichte - Fazit Alle Lösungen mangelhaft 2011 CustomSol 21 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

22 Eine kleine Geschichte - Fazit Auswege/Lösungen?! 2011 CustomSol 22 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

23 Agenda Warm-Up Kurze Geschichte NFS DRBD (daisy-chain) SAN Cloud GlusterFS 2011 CustomSol 23 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

24 GlusterFS - Einführung Verteiltes Cluster-Filesystem FUSE-Basiert Skalierbarkeit Mehrere PetaByte >1000 Client 2011 CustomSol 24 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

25 GlusterFS - Features Skalierbarkeit Mehrere PetaByte >1000 Client Performance (~30 Nodes) > 18 Gbit/s > IOPs Betriebsmodi Standalone Distributed Replicated 2011 CustomSol 25 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

26 GlusterFS - Features Distributed replicated Striped Storage-Subsystem beliebig Backend-FS beliebig Healing Locking Quota 2011 CustomSol 26 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

27 GlusterFS Architektur Standalone 2011 CustomSol 27 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

28 GlusterFS Architektur Replicated (RAID 1) 2011 CustomSol 28 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

29 GlusterFS Architektur Replicated Distributed (RAID X0) 2011 CustomSol 29 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

30 GlusterFS Architektur Striped (RAID 0) 2011 CustomSol 30 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

31 GlusterFS Architektur Striped (RAID 0) Tolle Performance Keine Redundanz per GlusterFS 2011 CustomSol 31 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

32 GlusterFS Architektur Striped (RAID 0) Linux-Baukastenprinzip: DRBD-Unterbau 2011 CustomSol 32 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

33 GlusterFS Storage-Subsystem Alles! Lokal Storage SAN DRBD Flexibilität 2011 CustomSol 33 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

34 GlusterFS Backend-FS Alles! EXT3 EXT4 XFS ZFS (Solaris BTRFS. Flexibilität 2011 CustomSol 34 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

35 GlusterFS Healing Background SelfHealing Checksum-Based On-The-Fly (FileOpen) Generation Numbers 2011 CustomSol 35 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

36 GlusterFS Quota volume quota type features/quota option min-free-disk-limit 90% ; percent of filesystem usage limit option refresh-interval 300s option disk-usage-limit 100G subvolumes <x> end-volume ; 20s is the default ; usage limit in bytes 2011 CustomSol 36 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

37 GlusterFS Locking POSIX-konform fnctl() Flock() Benötigt dringend patched FUSE 2011 CustomSol 37 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

38 GlusterFS FUSE (patched) höhere IO BufferSize erhöht IO Performance Erweiterung um flock() SystemCall. Erweiterung von FUSE um Locking-Funktionalität Nutzung von O_DIRECT bei open() (http://ftp.zresearch.com/pub/gluster/glusterfs/fuse/) CustomSol 38 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

39 GlusterFS Usage Installation: modprobe fuse apt-get install udev libibverbs1 glusterfs-xyz 2011 CustomSol 39 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

40 GlusterFS Usage Konfiguration Server: /etc/glusterfs/glusterfsd.vol Client: /etc/glusterfs/glusterfs.vol 2011 CustomSol 40 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

41 GlusterFS Usage Logfiles Server: /var/log/glusterfs/etc-glusterfs-glusterfsd.vol.log Client (der Name des Logfiles richtet sich nach dem Mountpoint): /var/log/glusterfs/data.log 2011 CustomSol 41 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

42 GlusterFS Usage Administration Server: /etc/init.d/glusterfsd [start stop restart] Keine dynamische Konfiguration, der Server muß also durchgestartet werden. Das funktioniert problemlos und die Clients machen automatisch einen Reconnect(timeout=1800s). Client: mount -t glusterfs -o _netdev,noatime /etc/glusterfs/glusterfs.vol /data 2011 CustomSol 42 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

43 GlusterFS Usage Cronjobs FS-Caches aufräumen. Siehe auch : /etc/cron.d/drop_fs_caches (sync; echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches) 2011 CustomSol 43 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

44 GlusterFS Usage Statistik io-stats-translators generiert Server-Statistiken volume iostats type debug/io-stats subvolumes posix end-volume Die Statistik wird durch das Setzen eines Attributes über einen mit dem Server verbundenen Client ausgelöst, aber in das Logfile des Servers geschrieben! setfattr -n io-stats-dump <client mount-point> 2011 CustomSol 44 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

45 GlusterFS Usage Debugging Use 'option trace on' NICHT in Produktion! Performance!!! 2011 CustomSol 45 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

46 GlusterFS Usage Cronjobs FS-Caches aufräumen. Siehe auch : /etc/cron.d/drop_fs_caches (sync; echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches) 2011 CustomSol 46 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

47 GlusterFS Usage Logfiles Server: /var/log/glusterfs/etc-glusterfs-glusterfsd.vol.log Client (der Name des Logfiles richtet sich nach dem Mountpoint): /var/log/glusterfs/data.log 2011 CustomSol 47 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

48 GlusterFS FUSE vs Performance Beispiel: GlusterFS (standalone) vs NFS Performance besser als NFS-Kernel-Space- Daemon! 100 Clients 10Gbit-Link NFS: ~ 6 Gbit/s GlusterFS: ~8,7 Gbit/s 2011 CustomSol 48 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

49 GlusterFS Enterprise-Hints GlusterFS-Client verbindet sich mit einem Port <=1023/TCP mit dem Server Firewalling See: <glusterfs-src-dir>/xlators/protocol/client/src/clientprotocol.h: #define CLIENT_PORT_CEILING CustomSol 49 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

50 GlusterFS Enterprise-Hints Remove Translators 'quickread' 'Statprefetch' Else random-io über das komlette FS!!! 2011 CustomSol 50 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

51 GlusterFS Enterprise-Usage Mehrere PB (aktuell ~5) Mehrere Tausende Clients (> 6000) Bandwith (~28 Gbit/s) Throughput (~ IOP/s) 2011 CustomSol 51 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

52 GlusterFS Fazit Absolut Enterprise-Ready Performance Skalierbarkeit Redundanz GPL v3 Kommerzieller Support optional 30 Tage+ Free Trial 2011 CustomSol 52 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

53 GlusterFS Community Developer-Liste: Archiv aller Releases unter Fehlerberichte an die Liste oder Dokumentation CustomSol 53 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

54 GlusterFS Community Build von Releases: Source Tarball vom FTP-Server oder git- Snapshot (ggf. aktuelle Fixes) cd ~/glusterfs-<version>./autogen.sh./configure --prefix=/usr --disable-ibverbs dh_make --createorig -b && debuild 2011 CustomSol 54 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

55 GlusterFS Alternativen Hadoop DFS MogileFS CloudStore (Kosmos) Tahoe Ceph (RDB) Starfish Sheepdog... und unzählige mehr 2011 CustomSol 55 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

56 GlusterFS Diskussion Fragen? 2011 CustomSol 56 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

57 GlusterFS Kontakt Wie können wir Ihnen helfen? So erreichen Sie uns: CustomSol 57 GlusterFS Thomas Halinka OSDC

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