Ceph配置调优
- 目的
通过调整Ceph配置选项，最大化利用系统资源。
- 方法
所有的Ceph配置参数都是通过修改“/etc/ceph/ceph.conf”实现的。比方说要修改默认副本数为4，则在“/etc/ceph/ceph.conf”文件中添加osd_pool_default_size = 4这一行字段，然后systemctl restart ceph.target重启Ceph守护进程使之生效。
以上操作只是对当前Ceph节点生效，需要修改所有Ceph节点的“ceph.conf”文件并重启Ceph守护进程才对整个Ceph集群生效。Ceph参数优化项如表1所示：
表1 Ceph参数配置 参数名称
参数说明
优化建议
[global]
cluster_network
配置一层不同于Public Network的网段，用于OSD间副本复制/数据均衡，缓解Public Network网络压力。
修改建议：192.168.4.0/24，不同于Public即可
public_network
修改建议：192.168.3.0/24，不同于Cluster即可
osd_pool_default_size
副本数设置。
修改建议：3
osd_memory_target
该选项设置了每个OSD进程能申请到的内存大小。
修改建议：4294967296
其他配置选项优化可参考表2。
表2 其他参数配置 参数名称
参数含义
优化建议
[global]
osd_pool_default_min_size
PG处于degraded状态不影响其IO能力，“min_size”是一个PG能接受IO的最小副本数。
默认值：0
修改建议：1
cluster_network
配置一层不同于public network的网段，用于OSD间副本复制/数据均衡，缓解public network网络压力。
默认值：/
修改建议：192.168.4.0/24
osd_memory_target
该选项设置了每个OSD进程能申请到的内存大小。
默认值：4294967296
修改建议：4294967296
[mon]
mon_clock_drift_allowed
monitor间的clock drift。
默认值：0.05
修改建议：1
mon_osd_min_down_reporters
向monitor报告down的最小OSD数。
默认值：2
修改建议：13
mon_osd_down_out_interval
标记一个OSD状态为down和out之前Ceph等待的秒数。
默认值：600
修改建议：600
[OSD]
osd_journal_size
osd journal大小。
默认值：5120
修改建议：20000
osd_max_write_size
OSD一次可写入的最大值（MB）。
默认值：90
修改建议：512
osd_client_message_size_cap
客户端允许在内存中的最大数据（Bytes）。
默认值：100
修改建议：2147483648
osd_deep_scrub_stride
在Deep Scrub时候允许读取的字节数（Bytes）。
默认值：524288
修改建议：131072
osd_map_cache_size
保留OSD Map的缓存（MB）。
默认值：50
修改建议：1024
osd_recovery_op_priority
恢复操作优先级，取值1-63，值越高占用资源越高。
默认值：3
修改建议：2
osd_recovery_max_active
同一时间内活跃的恢复请求数。
默认值：3
修改建议：10
osd_max_backfills
一个OSD允许的最大backfills数。
默认值：1
修改建议：4
osd_min_pg_log_entries
修建PGLog是保留的最小PGLog数。
默认值：3000
修改建议：30000
osd_max_pg_log_entries
修建PGLog是保留的最大PGLog数。
默认值：3000
修改建议：100000
osd_mon_heartbeat_interval
OSD ping一个monitor的时间间隔（单位s）。
默认值：30
修改建议：40
ms_dispatch_throttle_bytes
等待派遣的最大消息数。
默认值：104857600
修改建议：1048576000
objecter_inflight_ops
客户端流控，允许的最大未发送IO请求数，超过阈值会堵塞应用IO，为0表示不受限。
默认值：1024
修改建议：819200
osd_op_log_threshold
一次显示多少操作的log。
默认值：5
修改建议：50
osd_crush_chooseleaf_type
CRUSH规则用到chooseleaf时的bucket的类型。
默认值：1
修改建议：0
journal_max_write_bytes
journal一次性写入的最大字节数（Bytes）。
默认值：10485760
修改建议：1073714824
journal_max_write_entries
journal一次性写入的最大记录数。
默认值：100
修改建议：10000
[Client]
rbd_cache
RBD缓存。
默认值：True
修改建议：True
rbd_cache_size
RBD缓存大小（Bytes）。
默认值：33554432
修改建议：335544320
rbd_cache_max_dirty
缓存为write-back时允许的最大dirty字节数（Bytes），如果为0，使用write-through。
默认值：25165824
修改建议：134217728
rbd_cache_max_dirty_age
在被刷新到存储盘前dirty数据存在缓存的时间（seconds）。
默认值：1
修改建议：30
rbd_cache_writethrough_until_flush
该选项是为了兼容linux-2.6.32之前的virtio驱动，避免因为不发送flush请求，数据不回写。设置该参数后，librbd会以writethrough的方式执行io，直到收到第一个flush请求，才切换为writeback方式。
默认值：True
修改建议：False
rbd_cache_max_dirty_object
最大的Object对象数，默认为0，表示通过rbd cache size计算得到，librbd默认以4MB为单位对磁盘Image进行逻辑切分。
每个chunk对象抽象为一个Object；librbd中以Object为单位来管理缓存，增大该值可以提升性能。
默认值：0
修改建议：2
rbd_cache_target_dirty
开始执行回写过程的脏数据大小，不能超过“rbd_cache_max_dirty”。
默认值：16777216
修改建议：235544320
PG分布调优
- 目的
调整每个OSD上承载的PG数量，使每个OSD的负载更加均衡。
- 方法
Ceph默认为每个存储池分配8个“pg/pgp”，在创建存储池的时候使用ceph osd pool create {pool-name} {pg-num} {pgp-num}指定“pg/pgp”数量，或者使用ceph osd pool set {pool_name} pg_num {pg-num}和ceph osd pool set {pool_name} pgp_num {pgp-num}修改已创建好的存储池的“pg/pgp”数量。修改完成后使用ceph osd pool get {pool_name} pg_num/pgp_num查看存储池的“pg/pgp”数量。
“ceph balancer mode”默认为“none”，用ceph balancer mode upmap命令调整为“upmap”。“ceph balancer”功能默认不打开，ceph balancer on/off用来打开/关闭“ceph balancer”功能。
PG分布参数配置如表3所示：
表3 PG分布参数配置 参数名称
参数说明
优化建议
pg_num
Total PGs = (Total_number_of_OSD * 100) / max_replication_count，得出的结果向上取到最近的2的整数次幂。
默认值：8
现象：pg数量太少的话会有warning提示
修改建议：根据计算公式具体计算得到的值
pgp_num
pgp数量设置为与pg相同。
默认值：8
现象：pgp数量建议与pg数量相同
修改建议：根据计算公式具体计算得到的值
ceph_balancer_mode
使能balancer均衡器插件，并设置均衡器插件模式为“upmap”。
默认值：none
现象：若PG数量不均衡会出现个别OSD负载较大而成为瓶颈
修改建议：upmap
- 每个OSD上承载的PG数量应相同或非常接近，否则容易出现个别OSD压力较大成为瓶颈，运用balancer插件可以实现PG分布优化，可通过ceph balancer eval或ceph pg dump随时查看当前PG分布情况。
- 通过ceph balancer mode upmap以及ceph balancer on使Ceph PG自动均衡优化，Ceph每隔60秒会调整少量PG分布。通过ceph balancer eval或ceph pg dump随时查看当前PG分布情况，若PG分布情况不再变化，则说明分布已达到最佳。
- 上述每个OSD对应的PG分布主要影响写入的负载均衡。除了每个OSD对应的PG数量优化外，主PG的分布情况也需要视情况优化，即尽可能地将主PG均匀分布到各个OSD上。
OSD、RGW绑核
- 目的
将OSD和RGW进程绑定到固定CPU核上，避免个别CPU压力过大。
- 方法
当网卡软中断和Ceph进程共用CPU时，在网络压力较大的情况下，容易出现个别CPU压力过大成为瓶颈，影响整个Ceph集群性能。优化策略是将网卡软中断和Ceph进程分别绑定到不同CPU core上。具体优化项如表4所示。
表4 OSD、RGW绑核 参数名称
参数含义
优化建议
osd.[N]
将osd.n守护进程绑定到指定空闲NUMA节点上，此处的空闲NUMA节点指处理网卡软中断的节点以外的节点。
默认值：无
修改建议：将osd.[N] 守护进程绑定到指定free CPU core上（即没有绑定网卡软终端的CPU core），分离CPU负载压力，避免CPU成为瓶颈
rgw.[N]
将RGW守护进程绑定到指定空闲NUMA节点上，此处的空闲NUMA节点指处理网卡软中断的节点以外的节点。
默认值：无
修改建议：将rgw.[N] 守护进程绑定到指定free CPU core上（即没有绑定网卡软终端的CPU core），分离CPU负载压力，避免CPU成为瓶颈
Ceph OSD、RGW守护进程应当与网卡软中断在不同的CPU core上处理，否则在网络压力大的时候容易出现CPU瓶颈。
随后在所有Ceph节点上执行以下命令完成绑核：
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for i in `ps -ef | grep rgw | grep -v grep | awk '{print $2}'`; do taskset -pc 4-47 $i; done for i in `ps -ef | grep osd | grep -v grep | awk '{print $2}'`; do taskset -pc 4-47 $i; done
网络性能调优将网卡软中断绑定到所属NUMA节点的CPU core上，当网络压力较大时，绑定了软中断的CPU core利用率较高，建议将osd_numa_node设置为与网卡不同的NUMA节点。比方说cat /sys/class/net/ <网口名> /device/numa_node查询到网卡归属于NUMA节点2，则设置osd_numa_node = 0或者osd_numa_node = 1，尽量避免OSD与网卡软中断使用相同的CPU core。RGW绑核原理类似，查询到空闲的NUMA节点后，可以用lscpu命令查询与NUMA节点相对应的CPU core编号，上述命令行中4-47为当前节点空闲CPU core，请根据实际情况修改该值。
压缩算法配置参数调优
- 目的
调整压缩算法相关配置参数，使压缩算法性能发挥到最优。
- 方法
Ceph默认bluestore_min_alloc_size_hdd为32KB，该参数会影响压缩算法压缩后最终数据的大小，调小该参数，可以发挥压缩算法的压缩率优势。
Ceph默认osd进程中处理IO请求的线程数为5，当使能压缩算法后，线程数会造成性能瓶颈，调大线程数，可以发挥压缩算法的性能优势。
PG分布参数配置如下所示：
参数名称
参数说明
优化建议
bluestore_min_alloc_size_hdd
bluestore存储引擎中hdd数据盘的对象最小分配大小。
默认值：32768
修改建议：8192
osd_op_num_shards_hdd
osd进程针对hdd数据盘的分片个数。
默认值：5
修改建议：12
osd_op_num_threads_per_shard_hdd
osd进程针对hdd数据盘平均每个分片的线程数。
默认值：1
修改建议：2
IO直通工具调优
IO直通工具是针对Ceph均衡型场景下的一个流程优化工具，可以自动检测Ceph集群中的osd设备进行优化。具体使用指导请参考《IO直通》。