2.8. Ceph 纠删代码

Ceph 可以加载许多纠删代码算法中的一种。最早且最常用的是 Reed-Solomon 算法。纠删代码实际上是一个正向错误修正(FEC)代码。EFC 代码将 K 块的消息转换为较长的消息，称为 N 块的 'code word'，因此 Ceph 可以从 N 块的子集恢复原始消息。

更具体地说，N = K+M，变量 K 是原始数据块量。变量 M 代表纠删代码算法添加的额外或冗余块，以提供避免故障的保护。变量 N 是纠删代码过程后创建的块总数。M 的值只是 N-K，这意味着算法从 K 原始数据区块计算 N-K 冗余区块。这种方法可确保 Ceph 可以访问所有原始数据。系统可以应对任意 N-K 失败。例如，在 16 N 配置的 10 K 或纠删代码 10/16 中，纠删代码算法在 10 个基本块 K 中增加了六个额外的块。例如，在 M = K-N 或 16-10 = 6 配置中，Ceph 会将 16 个区块 N 分布到 16 个 OSD。即使 6 个 OSD 出现故障，也可以从 10 验证的 N 块重建原始文件，确保红帽 Ceph 存储集群不会丢失数据，从而确保高度容错。

与复制池一样，在纠删代码池中，Primary OSD 接收所有写入操作。在复制池中，Ceph 会制作 PG 中 PG 中集合中次要 OSD 中每个对象的深度副本。对于纠删代码，进程略有不同。纠删代码池将每个对象存储为 K+M 块。它被分成 K 数据区块和 M 编码区块。该池的大小配置为具有 K+M 大小，以便 Ceph 将 OSD 中的每个区块存储在执行集合中。Ceph 将块的排名存储为对象的属性。Primary OSD 负责将载荷编码到 K+M 块中，并将它们发送到其他 OSD。Primary OSD 还负责维护 PG 日志的权威版本。

例如，在典型的配置中，系统管理员会创建一个纠删代码池来使用五个 OSD 并保留其中两个 OSD 的丢失。也就是说，(K+M = 5)如此。M = 2

当 Ceph 将包含 ABCDEFGHI 的对象 NYAN 写入到池中时，纠删编码算法只需将内容分为三个数据区块，只需将内容分为三个：* ABC、* DEF * GHI。如果内容长度不是 K 的倍数，算法将固定内容。这个函数还会创建两个编码块：第四个编码块 YXY，第五个块为 GQC。Ceph 将每个区块存储在操作集合中的 OSD 上，它将区块存储在具有相同名称 NYAN 但驻留在不同的 OSD 上的对象中。除名称外，算法必须将创建块的顺序保留为对象 shard_t 的属性。例如，Cunk 1 包含 ABC，Ceph 存储在 OSD5 中，而块 4 包含 YXY，Ceph 则存储在 OSD3 中。

在恢复场景中，客户端尝试读取纠删代码池中的对象 NYAN，方法是读取块 1 到 5。OSD 告知缺少块 2 和 5 的算法。这些缺失的区块称为 'erasures'。例如，Primary OSD 无法读取第 5 块，因为 OSD4 已经过时，无法读取第 2 块，因为 OSD2 是最慢的，而且其区块没有考虑。但是，当算法有三个块时，它会读取三个块：块 1 包含 ABC，块 3 包含 GHI 和块 4 包含 YXY。然后，它会重建对象 ABCDEFGHI 的原始内容，以及包含 GQC 的块 5 的原始内容。

将数据拆分为不同的块，与对象放置无关。CRUSH 规则集和纠删代码池 profile 一起决定 OSD 上块的放置。例如，在纠删代码 profile 中使用 Locally Repairable Code(lrc)插件可创建额外的区块，需要较少的 OSD 从中恢复。例如，在 lrc 配置文件配置 K=4 M=2 L=3 中，算法会创建六个区块(K+M)，就像 jerasure 插件一样，但本地性值(L=3)要求该算法在本地创建两个更多区块。该算法会创建额外的块，如 (K+M)/L。如果包含块 0 的 OSD 失败，可以通过使用区块 1、2 和第一个本地区块来恢复这一区块。在这种情况下，算法仅需要 3 个区块进行恢复，而不是 5。