Seminar croit Ceph Pools, Placement Groups und CRUSH

Pools, Placement Groups und CRUSH bestimmen, wo Daten liegen, welche Ausfälle überstanden werden und wie viel Datenbewegung Änderungen auslösen. Das Seminar macht diese Mechanismen berechenbar und führt sie in sichere Änderungsverfahren über.

Inhaltsübersicht

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

Seminarprofil

Das Seminar vertieft die zentralen Mechanismen der Ceph-Datenplatzierung. Behandelt werden Pooldesign, Replikation und Erasure Coding, size und min_size, Placement Groups, Autoscaler und Balancer, CRUSH-Hierarchie, Geräteklassen, Failure Domains, Regeländerungen, kontrollierte Datenbewegung sowie Diagnose und Abnahme bei ungleichmäßiger Verteilung.

Lernziele

• Pools nach Dienst, Schutzbedarf, Medienklasse und Lebenszyklus entwerfen
• Replikation und Erasure Coding fachlich auswählen und konfigurieren
• PG-Zahlen, Autoscaler-Empfehlungen und Balancerwirkung beurteilen
• CRUSH-Hierarchien, Regeln, Geräteklassen und Failure Domains modellieren
• Datenplatzierungsänderungen kontrolliert planen, überwachen und abnehmen

Zielgruppe

Ceph-Administratoren und Storagearchitekten mit Verantwortung für Datenlayout, Kapazität und Redundanz

Voraussetzungen

Belastbare Ceph-Grundlagen und Erfahrung mit OSDs, Pools und Cluster Health

Seminarinhalte

Schritt 1: Datenplatzierung im Überblick

Der Weg von Objekt oder Block bis zu PG und OSD wird schrittweise rekonstruiert. Dadurch werden Abhängigkeiten zwischen Pool, Regel und Clusterkarte sichtbar.

• Objekt-Hash und PG-Zuordnung
• Acting Set und Up Set
• Cluster Maps und Epochen

Schritt 2: Pooldesign und Namenskonvention

Pools werden nach Datenservice, Schutzklasse, Geräteklasse und administrativem Lebenszyklus getrennt. Unnötige Poolvielfalt wird vermieden.

• Anwendungs- und Metadatenpools
• Quotas, Anwendungen und Autoscale-Modus
• Benennung und Ownership

Schritt 3: Replikation und min_size

Replikationsfaktor und Mindestanzahl verfügbarer Kopien werden aus Failure Domain und Verfügbarkeitsziel abgeleitet.

• size, min_size und Schreibverfügbarkeit
• Host-, Rack- und Standortausfall
• Kapazitäts- und Recoverykosten

Schritt 4: Erasure Coding

Daten- und Paritätschunks, Profile und zulässige Ausfälle werden modelliert. Kleine Objekte, Änderungsraten und Metadatenanforderungen fließen in die Entscheidung ein.

• k, m und Chunk-Verteilung
• EC-Profile und CRUSH-Failure-Domain
• Overwrites und Datenservice-Eignung

Schritt 5: Placement Groups

PGs werden als Einheiten für Platzierung, Peering und Recovery analysiert. Zu wenige und zu viele PGs erzeugen unterschiedliche Risiken.

• PG-Zustände und Peering
• Zielgröße und OSD-Verteilung
• Änderung der PG-Anzahl

Schritt 6: Autoscaler und Balancer

Empfehlungen werden im Kontext von Poolanteil, Zielgröße und tatsächlicher Verteilung bewertet. Automatik ersetzt nicht die Kapazitätskontrolle.

• on, warn und off
• target_size_ratio und Bias
• Balancer-Modi und Upmap

Schritt 7: CRUSH-Hierarchie und Regeln

Hosts, Racks, Räume und Geräteklassen werden als Fehlerdomänen modelliert. Regeln bestimmen Auswahlpfad und Schutzebene.

• Buckets, Typen und Gewichte
• take, chooseleaf und emit
• HDD-, SSD- und NVMe-Klassen

Schritt 8: Regeländerung und Migration

Vor einer Änderung werden erwartete Datenbewegung, Reserve und Recoverydauer abgeschätzt. Die Umstellung erfolgt in beobachtbaren Stufen.

• Testregel und Vergleich
• Backfill, Recovery und Schwellen
• Pausen-, Abbruch- und Rückfallkriterien

Schritt 9: Fehlerdiagnose und Abnahme

Ungleichgewicht, stuck PGs und Regelkonflikte werden von Kapazitäts- oder Hardwareproblemen getrennt. Abschließend werden Schutz und Verteilung validiert.

• OSD- und PG-Auslastung
• inactive, undersized und misplaced
• Datenservice- und Ausfalltest

Praxisübungen

1. ein Poolportfolio mit Replikation und Erasure Coding entwerfen
2. PG-Autoscaler-Empfehlungen für mehrere Pools bewerten
3. eine CRUSH-Regel für getrennte Geräteklassen modellieren und die Datenbewegung abschätzen