Q: 現(xiàn)在領(lǐng)域內(nèi)對(duì)于分布式存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)景是否有比較明確的分類?比如冷熱，快慢，大文件小文件之類的?

分布式存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)于其存儲(chǔ)接口，現(xiàn)在流行分為三種:

1. 對(duì)象存儲(chǔ): 也就是通常意義的鍵值存儲(chǔ)，其接口就是簡(jiǎn)單的GET,PUT，DEL和其他擴(kuò)展，如七牛、又拍，Swift，S3、

2.塊存儲(chǔ): 這種接口通常以QEMU Driver或者Kernel Module的方式存在，這種接口需要實(shí)現(xiàn)Linux的Block Device的接口或者QEMU提供的Block Driver接口，如Sheepdog，AWS的EBS，青云的云硬盤和阿里云的盤古系統(tǒng)，還有Ceph的RBD(RBD是Ceph面向塊存儲(chǔ)的接口)

3. 文件存儲(chǔ): 通常意義是支持POSIX接口，它跟傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)如Ext4是一個(gè)類型的，但區(qū)別在于分布式存儲(chǔ)提供了并行化的能力，如Ceph的 CephFS(CephFS是Ceph面向文件存儲(chǔ)的接口)，但是有時(shí)候又會(huì)把GFS，HDFS這種非POSIX接口的類文件存儲(chǔ)接口歸入此類。

按照這三種接口和其應(yīng)用場(chǎng)景，很容易了解這三種類型的IO特點(diǎn)，括號(hào)里代表了它在非分布式情況下的對(duì)應(yīng):

1. 對(duì)象存儲(chǔ)(鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)): 接口簡(jiǎn)單，一個(gè)對(duì)象我們可以看成一個(gè)文件，只能全寫全讀，通常以大文件為主，要求足夠的IO帶寬。

2. 塊存儲(chǔ)(硬盤): 它的IO特點(diǎn)與傳統(tǒng)的硬盤是一致的，一個(gè)硬盤應(yīng)該是能面向通用需求的，即能應(yīng)付大文件讀寫，也能處理好小文件讀寫。但是硬盤的特點(diǎn)是容量大，熱點(diǎn)明顯。因此塊存儲(chǔ)主要可以應(yīng)付熱點(diǎn)問(wèn)題。另外，塊存儲(chǔ)要求的延遲是最低的。

3. 文件存儲(chǔ)(文件系統(tǒng)): 支持文件存儲(chǔ)的接口的系統(tǒng)設(shè)計(jì)跟傳統(tǒng)本地文件系統(tǒng)如Ext4這種的特點(diǎn)和難點(diǎn)是一致的，它比塊存儲(chǔ)具有更豐富的接口，需要考慮目錄、文件屬性等支持，實(shí)現(xiàn)一個(gè)支持并行化的文件存儲(chǔ)應(yīng)該是最困難的。但像HDFS、GFS這種自己定義標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，可以通過(guò)根據(jù)實(shí)現(xiàn)來(lái)定義接口，會(huì)容易一點(diǎn)。

因此，這三種接口分別以非分布式情況下的鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)、硬盤和文件系統(tǒng)的IO特點(diǎn)來(lái)對(duì)應(yīng)即可。至于冷熱、快慢、大小文件而言更接近于業(yè)務(wù)。但是因?yàn)榇鎯?chǔ)系統(tǒng)是通用化實(shí)現(xiàn)，通常來(lái)說(shuō)，需要盡量滿足各種需求，而接口定義已經(jīng)一定意義上就砍去了一些需求，如對(duì)象存儲(chǔ)會(huì)以冷存儲(chǔ)更多，大文件為主。

Q: 實(shí)現(xiàn)思路方面是否又有一些通用的分類法?

實(shí)現(xiàn)上主要有兩層區(qū)別：

1. 系統(tǒng)的分布式設(shè)計(jì): 主從、還是全分布式或者是兼而有之，目前現(xiàn)在存儲(chǔ)系統(tǒng)因?yàn)橐恢滦缘囊?，以主從為主?/p>

2. 底層的單機(jī)存儲(chǔ): 一種是依賴本地文件系統(tǒng)的接口，如GlusterFS，Swift，Sheepdog，Ceph。一種是依賴塊接口的，目前只知道Nutanix是使用這個(gè)的(http://stevenpoitras.com/the-nutanix-bible)。最后一種是依賴鍵值接口的，目前應(yīng)該只有Ceph是支持(Ceph支持多種單機(jī)存儲(chǔ)接口)。第一種依賴文件系統(tǒng)是因?yàn)榉植际酱鎯?chǔ)系統(tǒng)本身已經(jīng)夠復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)者很難從上層一直到底層存儲(chǔ)都去實(shí)現(xiàn)，而本地文件系統(tǒng)已經(jīng)是一個(gè)通用化并且非常成熟的實(shí)現(xiàn)，因此分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)絕大部分(上述提到的都應(yīng)該是)都會(huì)直接依賴本地文件系統(tǒng)。第二種接口目前只知道Nutanix 是支持的(傳統(tǒng)的存儲(chǔ)廠商的存儲(chǔ)產(chǎn)品一般會(huì)使用這種方式)，這種接口也就是比第一種去掉了文件系統(tǒng)層，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的物理塊管理即可。第三種它的主要原因是“存儲(chǔ)定義”和對(duì)象存儲(chǔ)的普及，希望硬盤來(lái)提供簡(jiǎn)單的鍵值接口即可，如希捷的Kinetic API(https://github.com/Seagate/Kinetic-Preview)，F(xiàn)usionIO的 NVMKV(https://github.com/opennvm/nvmkv)，這種接口另一方面是閃存廠商非常喜愛(ài)的，因?yàn)殚W存的物理特性使得它支持鍵值接口比快接口容易得多，目前Ceph是支持這種接口，而希捷和華為最近推出了IP硬盤(http://net.zdnet.com.cn /network_security_zone/2013/1024/2993465.shtml)，聽(tīng)說(shuō)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了Swift上的原型。

(從這里可以發(fā)現(xiàn)，分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的單機(jī)接口上重新包裝了一層，然后實(shí)現(xiàn)三種類似的接口)

Q: 另外，對(duì)于不同的實(shí)現(xiàn)方案，分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能是可以直接測(cè)試的，但理論可用性、數(shù)據(jù)可靠性的計(jì)算方式是不同的。UOS Cloud現(xiàn)在是Ceph方案，你們是怎么做這個(gè)計(jì)算的?

實(shí)際上這個(gè)計(jì)算是需要依賴于存儲(chǔ)系統(tǒng)本身的，Ceph的優(yōu)勢(shì)是提供了一個(gè)叫CRush算法的實(shí)現(xiàn)，可以輕松根據(jù)需要來(lái)規(guī)劃數(shù)據(jù)的副本數(shù)和高可用性。參考Ceph提供的模型定義(https://github.com/ceph/ceph-tools/blob/master/models /reliability/README.html)來(lái)規(guī)劃自己的。這是我的同事朱榮澤做的故障計(jì)算。這個(gè)計(jì)算只針對(duì)副本策略，并不適合使用EC(擦除碼)的情況。

硬盤發(fā)生故障的概率是符合泊松分布的。

我們對(duì)丟失數(shù)據(jù)是不能容忍的，所以只計(jì)算丟失數(shù)據(jù)的概率，不計(jì)算丟失每個(gè)object的概率。

計(jì)算1年內(nèi)任意R個(gè)OSD發(fā)生相關(guān)故障概率的方法是

因?yàn)槿我釸個(gè)OSD不一定屬于Ceph的Copy Sets，則Ceph的丟失Copy Sets的概率是：

最終公式是：

P = func(N, R, S, AFR)