Seminar croit Ceph Clusterplanung und Hardwaredesign

Ein Ceph-Cluster wird nicht nach Bruttokapazität, sondern nach Workload, Schutzklasse, Wiederherstellungsziel und Wachstum dimensioniert. Das Seminar übersetzt fachliche Anforderungen in Knoten-, Medien-, Netzwerk- und Failure-Domain-Entscheidungen.

Inhaltsübersicht

1. Seminarprofil
2. Lernziele
3. Zielgruppe
4. Voraussetzungen
5. Seminarinhalte
6. Praxisübungen

Seminarprofil

Das Seminar führt von den fachlichen Speicheranforderungen zu einem belastbaren croit Ceph Clusterdesign. Es behandelt Workload-Profile, nutzbare und rohe Kapazität, Replikation und Erasure Coding, Knotenzahl, Failure Domains, HDD- und NVMe-Designs, CPU, RAM, DB/WAL, Netzwerk, Managementknoten und Wachstum.

Lernziele

• Workloads nach Durchsatz, IOPS, Latenz, Objektgröße und Änderungsrate klassifizieren
• rohe, nutzbare und reservierte Kapazität nachvollziehbar berechnen
• Replikation oder Erasure Coding passend zum Einsatzfall auswählen
• CPU, RAM, Datenträger, DB/WAL und Netzwerk dimensionieren
• Wachstum, Ausfalltoleranz und Abnahmetests in einem Design dokumentieren

Zielgruppe

Storage-Architekten, Administratoren, technische Projektleiter und Beschaffungsverantwortliche

Voraussetzungen

Grundverständnis von Serverhardware, Netzwerken und Speicher-Workloads; Ceph-Grundlagen sind empfohlen

Seminarinhalte

Schritt 1: Anforderungen und Workload-Profil

Die Planung beginnt mit messbaren Anforderungen statt mit Produktlisten. Datenmenge, Zugriffsmuster, Latenz, Parallelität und Wachstum werden getrennt erhoben.

• Block-, Datei- und Objekt-Workloads
• IOPS, Bandbreite und kleine Objekte
• RPO, RTO und Wartungsfenster

Schritt 2: Kapazitätsmodell

Bruttokapazität wird um Redundanz, Reserven, Full-Schwellen und Wachstumsbedarf bereinigt. Recovery muss auch beim Ausfall einer Failure Domain möglich bleiben.

• Replikations- und EC-Overhead
• Betriebsreserve und Headroom
• Wachstums- und Austauschzyklen

Schritt 3: Knoten und Failure Domains

Knotenzahl und Topologie werden aus Schutzklasse und Wartbarkeit abgeleitet. Host-, Rack- und Standortgrenzen werden in CRUSH abbildbar geplant.

• Mindestknotenzahlen
• Host-, Rack- und Raumverteilung
• MON-, MGR-, MDS- und Gateway-Platzierung

Schritt 4: HDD-, NVMe- und Hybridmodelle

Medien werden nach Latenz, Durchsatz, Kosten und Schreibhaltbarkeit gewählt. Controller, Backplanes und direkte PCIe-Anbindung werden berücksichtigt.

• HDD-Kapazitätscluster
• All-NVMe-Cluster
• HBAs, Power-Loss-Protection und Geräteklassen

Schritt 5: CPU, RAM und DB/WAL

CPU und RAM werden nicht nur pro Host, sondern auch pro OSD und Dienst bewertet. Für HDD-Cluster wird die BlueStore-DB anhand der Änderungsrate dimensioniert.

• Kernzahl und Taktfrequenz
• Speicherbedarf von OSD, MDS und RGW
• DB/WAL-Größe, Partitionierung und Schreiblast

Schritt 6: Netzwerk und Managementknoten

Management-, Client- und Clusterverkehr werden logisch getrennt und redundant ausgelegt. PXE-Anforderungen und Betriebsdaten des Managementknotens fließen ein.

• Bandbreite, Latenz und Redundanz
• LACP, VLANs und Routing
• Managementknoten, Logs, Metriken und Images

Schritt 7: Wachstum und Lebenszyklus

Erweiterungen werden als regelmäßige Designoperation geplant. Generationenwechsel, Mischbetrieb und Ersatzteile erhalten definierte Grenzen.

• skalierbare Erweiterungseinheiten
• Rebalancing und Recovery-Fenster
• Hardwaretausch und Kapazitätsprognose

Schritt 8: Designreview und Abnahme

Das Ergebnis wird als Architekturblatt mit Annahmen, Risiken und Tests dokumentiert. Ein Design gilt erst nach reproduzierbaren Funktions- und Lasttests als belastbar.

• Stückliste und Topologieskizze
• Risiko- und Annahmenliste
• Abnahme-, Performance- und Failover-Tests

Praxisübungen

1. ein Kapazitätsmodell für Replikation und Erasure Coding berechnen
2. zwei Hardwarevarianten für unterschiedliche Workloads vergleichen
3. eine CRUSH- und Netzwerk-Topologie als Designblatt erstellen