✓ 质量管理体系（设计、开发、review、CI） ✓ 测试方法论（单元测试、集成测试、系统测试） 监控 ✓ 监控架构 ✓ 指标采集、后端处理、可视化展示 运维 ✓ 运维特性 （易部署、易升级、自治） ✓ 运维工具（部署工具、管理工具） 4/33背景 01 02 03 04 Curve质量控制 Curve监控体系 Curve运维体系软件质量 软件质量的定义是：软件与明确地和隐含地定义的需求相一致的程度。 Tag规范(优先级、版本、运行时间)  最大化覆盖率（打乱操作顺序、随机 sleep）  精确性（checkpoint）  稳定性（避免环境因素、其他模块干扰） Curve使用Robotframework框架进行异常自动化测试， 相关代码见curve/robot at opencurve/curve (github.com) 17/33CI测试与异常测试报表 18/33 Curve通过jenki 批量配置、批量部署 • 操作简单 易升级 • 客户端采用CS架构，升级只需重启服务，秒级影响 • MDS与ChunkServer支持滚动升级 自治 • 自动均衡 • 自动故障恢复 27/33易部署 准备安装 包 配置用户 配置SSH 免密 安装 ansible 配置Ansible 执行 ansible 确认集群 状态 28/33易升级  Client易升级 为避免Curve

大型主机 成本高 单点问题 扩容困难 各存储设备通过网络互联 大规模 弹性扩容 底层构建在分布式存储之上 云的概念 成本：共用基础设施 弹性：随意扩缩容 速度：更快的构建发布业务 底层构建在分布式存储之上 云原生的概念： 易用性：跨平台，超融合，弹性 小型主机 容量有限分布式存储的分类 按照各种应用场景所需的存储接口分类 对象 存储 文件 存储 块存储 为物理机提供块设备 Linux IO栈 应用程序 -> 文件系统 -> 块设备层 -> 不同协议/驱动使用中的问题 • io抖动（一致性协议）： 异常场景（比如阵列卡一致性巡检，坏盘，慢盘，网络异常），服务升级 • 性能差（一致性协议）：在通用硬件下，无法支撑数据库、kafka等中间件对存储性能和稳定性要求 • 容量不均衡（数据放置）：集群各节点容量不均衡需要人为干预 • 上述问题和架构涉及、核心功 块存储场景，Curve随机读写性能远优于Ceph 单卷 多卷主要亮点 — 易运维 运维场景 Curve Ceph 加盘 对IO无影响 秒级io影响 服务端升级 对IO无影响 重启管控面IO无影响，重启osd io秒级影响 客户端升级 热升级，秒级抖动 不支持热升级，需要业务停服 集群监控 丰富的metric metric类型较少主要亮点 — 更稳定 异常场景 Curve Ceph 坏盘 基本无抖动 无明显抖动

github.io/ • github代码仓库： https://github.com/opencurve/curveCURVE基本架构 01 02 03 04 Client总体介绍 热升级NEBD总体介绍 新版本Client/NEBD性能优化CURVE基本架构 • 元数据节点 MDS • 管理和存储元数据信息 • 感知集群状态，合理调度 • 数据节点 Chunkserver • 副本一致性，raft • 客户端 Client • 对元数据增删改查 • 对数据增删改查 • 快照克隆服务器CURVE基本架构 01 02 03 04 Client总体介绍 热升级NEBD总体介绍 新版本Client/NEBD性能优化 QEMU、Curve-NBD：上层应用  通过链接curve-client使用curve提供的服务  FileManager：提供接口，记录已挂载卷 Client总体介绍 热升级NEBD总体介绍 新版本Client/NEBD性能优化NEBD 整体介绍 热升级之前，QEMU是直接链接curve-client， 所以client版本需要升级时，需要对QEMU进 程进行重启。NEBD 整体介绍 在QEMU和Curve Client中间加入热升级模块，避 免直接依赖 热升级模块是CS结构：  NEBD Client(part1)：只包含轻量的业务逻辑，

阿里云数据库解决方案架构师为什么要兼容 MySQL 01 The longer you look back, the farther you can look forward.也从阿里巴巴的“去IOE”运动说起 业务驱动下的分布式技术实践之路 5月17日，支付宝最后一台小型 机下线标志去IOE落下帷幕 首次双十一大考卡顿半分钟后稳 定度过 7月，TDDL+AliSQL首次验证支 持核心库 无法弹性扩展 成本高 2021年10月20日，云栖大会宣 布开源 2020年5月，PolarDB-X 完成架 构和品牌升级怎么做兼容：以 CDC 为例 02 If it looks like a duck, swims like a duck, and quacks like a duck, then it probably is a duck.业务系统 上游 Single Source of Truth 问题背景 数据孤岛怎么办？ mysql-binlog-connector-java • Flink CDC 性能指标 • 25w rps • 8GB 大事务 • 5s 延迟* 下一步 • 验证更多工具 • GTID • 多流业务系统 上游 Single Source of Truth 问题背景 已有系统迁移怎么办？ 下游Demo for ReplicationPolarDB-X Replication 特性详情 提供与

leader copyset scatter-width • 无需人工干预 • 对io影响几乎无影响易运维 • 升级秒级影响 • 客户端采用CS架构 • NEBD Client: 对接上层业务 • NEBD Server: 接受请求 调用Curve Client处理 • 升级只需重启Server 秒级影响易运维 • 丰富的metric体系 • prometheus + grafana • prometheus + grafana 可视化 • 每日报表 • 丰富的数据定位问题 • 集群状态查询工具 • curve_ops_tool • 自动化部署工具 • 一键部署，一键升级高质量 • 良好的模块化和抽象设计 • 完善的测试体系 • 单元测试 行覆盖80%+，分支覆盖70%+ • 集成测试 Given When Then 方法 完备的测试用例集 • 自动化异常测试

2021~2022 Curve文件存储 • 基于Openstack构建云计算平台 • 底层存储使用Ceph块存储 • 稳定性挑战 • 算力平台kubernetes的迅速发展 • AI/大数据业务的快速增长 • 存储使用Ceph文件存储/HDFS • 成本/性能挑战 Curve块存储和文件存储均采用raft协议整体架构 • 对接OpenStack平台为云主机提供高性能块 存储服务 ft，tikv等。 • braft是raft的一个实现，实现了raft的一致性协议和复制状态机，而且提供了一种通用的基础库。基 于braft，可以基于自己的业务逻辑构建自己的分布式系统。 • braft本身不提供server功能，需要业务自己实现状态机。 Node（一个raft实例） int init(const NodeOptions& options); void apply(const b(leader) , c) 每个chunkserver上的leader copyset个数尽 量均衡。 • RapidLeaderScheduler 手动执行，快速leader均衡。 用于新建集群、扩容集群、升级服务等场景CURVE的均衡效果Curve介绍 01 02 raft和braft 03 raft在Curve中的应用 05 Q&A 04 Curve对raft的优化Curve对RAFT的优化

blk=4k, 需要bitmap的大小为640MB blk=64k, 需要bitmap的大小为40MB 在设计过程中，对于每个文件系统，blk应该是可以根据业务形态来配置的 bitmap重建时间？ 如果通过获取所有inode，重建出当前的空间分配情况，我们常见的业务形态有以下两种： ① 在AI训练等场景，文件的目录层级较少，文件数量较多，文件较小。这种情况inode比较聚集，一般分布在几个复制组上。inode数量多。 元数据节点 dentry/inode 数据结构 内存结构确认 2021-05-13 @陈威 代码框架完成，主要涉及接口对接 2021-05-20 @陈威 开发完成 2021-05-28 @陈威等 空间分配 空间分配方案确认 2021-05-14 @吴汉卿 代码框架完成，主要涉及接口对接 2021-05-20 @吴汉卿等 模块开发完成 2021-05-28 @吴汉卿 @吴汉卿 curvefs client端 主要接口及流程梳理和确认 2021-05-19 @许超杰 代码框架开发 2021-05-27 @许超杰 主要接口代码开发完成 2021-06-09 @许超杰等 联调 2021-06-10起 @所有人© XXX Page 14 of 14

chunkserver负责数据的存储 2. RAFT协议保持数据的一致 性 3. chunkfile pool降低元数据开 销 Chunkserver服务Curve块存储 性能设计Curve块存储 在线升级设计 1. 客户端分成NebdClient与 NebdServer两部分 2. NebdClient只做简单的转发 3. NebdServer实现大部分的客 户端逻辑Curve块存储 故障对I/O抖动延迟的影响 抖动Curve文件存储 1. 元数据服务 2. 高性能 3. 可扩展易运维 4. 云原生 设计目标Curve文件存储 1. 兼顾性能与容量的机器学习 场景 2. 快速跨云弹性发布的业务 3. 低成本大容量需求的业务 4. 中间件冷热数据自动分离 5. S3和POSIX统一访问需求 主要挑战和支持场景Curve Roadmap 1. 架构 1. 文件存储支持分布式缓存、完善冷热数据分层存储能力

fsid+parentId+name , value : struct dentry； 分别从不同场景上进行分析，curve文件系统的元数据应该有以下的操作： 1、系统加载的时候，元数据从持久化介质加载。 2、业务运行过程中，元数据的增删改查。 3、系统退出的时候，元数据持久化。© XXX Page 7 of 24 场景一：系统加载的时候，元数据从持久化介质中加载。 元数据进行恢复的时候，有两种情况。 我们的文件系统定位是一个高性能的通用文件系统，元数据的缓存倾向于全缓存。 系统加载的时候从持久化介质中进行加载，需要把一条条持久化的记录加载到内存里。实现把string转化为inode结构体，再插入内存结构中。 场景二：业务运行过程中，元数据的增删改查。 如果采用raft的方式对元数据持久化进行保证，所有元数据的处理都是先写WAL，再修改内存结构。那么任何对元数据的增删改查，对应着一条记录，根据记录去修改内存数据。 。 场景三：系统退出的时候，元数据的持久化 如果采用raft的方式对元数据持久化，任务数据的修改都先持久化再修改内存。那么就不存在的系统推出的时候对元数据持久化。 对业务逻辑进行进一步抽象，忽略业务细节，会发现，元数据的内存管理需要提供这些功能。收到一条record，解析record，然后根据不同的opcode在内存对元数据进行处理。 伪码如下：© XXX Page 8 of 24

Cache设计 • Curve社区介绍Curve是什么？ • Curve云原⽣软件定义存储 • Curve分布式块存储 • Curve分布式⽂件存储 • ⾼性能、易运维、云原⽣Curve⽂件系统框架和主要应⽤场景 • AI机器学习场景 • ⼤数据计算场景 • 中间件数据存储场景 • ⽀持POSIX兼容的⽂件API • ⽀持低延迟的⽂件数据访问Curve⽂件系统⾯临的问题 • passthrough_ll 调⽤底层ext4 • 进程共享内存通信延迟10us+ • others 开销 10us+ • fuse_ll_ops开销10us-基于FUSE的优化框架 • 框架优化的要点 • 共享inode cache • 共享data cache的映射 • GETATTR流程 • ⽂件读取流程 • 相关⼯作 • extFUSE • google