–bthread协程(m:n调度，减少基于内核的下文切换 ，减少cache miss) ●多协议支持 –baidu_std,http,grpc… ●protobuf3 BRPC简介 ●Client/Server架构 ●使用Protobuf定义协议文件 –例如: echo.proto:4 BRPC简介 client server EchoRequest EchoResponse5 BRPC简介 ●Channel类 ●往SocketMap里调用Insert，要么返回已经存在的Socket对象（引用计数加一)，要么创建一 个新的12 BRPC EventDispatcher ●是socket事件分发的中心 ●使用epoll和边沿触发 ●提供监视一个fd是否可读写，并调用对应socket对象的成员函数1314 Socket 输入事件处理15 Socket options ●是创建socket的参数 ●主要成员: compare and set ●Tag match ●client/server模式的Listener, Ep(endpoint)26 UCP ●构建于uct之上，实现更加高级的功能,容易使用，但有一定开销。 ●UCT和UCP两者都有context概念，但是UCT只对一块网卡，而UCP把若干个UCT组合起 来，自动选择最快路径传输。 ●高级特性 –大消息报文的自动分片传输 –Active

PFS存储引擎10/17/22 2 Why ●为了减少使用cpu做内存copy，减少系统调用 ●发挥某些被操作系统屏蔽的功能，例如nvme write zero ●根据阿里《When Cloud Storage Meets RDMA》的说法 ●在100Gbps网络带宽时，内存带宽成为瓶颈 ●Intel Memory Latency Checker (MLC)测试得到的CPU内存带宽是 61Gbps10/17/22 61Gbps10/17/22 3 RDMA可以减轻CPU负担 ●可以减少CPU操作网络通讯的开销 ●读写内存都由网卡进行offload ●应用程序不再通过系统调用在内核和用户态来回切换10/17/22 4 磁盘的读写 ●基于EXT4的存储引擎，依然需要通过系统调用来回切换 ●读写都需要CPU拷贝数据 ●不能发挥某些NVME的功能，例如write zero10/17/22 5 为什么用PFS ●对代码比较熟悉 ●找一个能管理裸盘，具有产品级可靠性的代码挺难的 ●PFS支持类POSIX文件的接口，与使用EXT4的存储引擎代码很像， 所以容易移植现有代码到PFS存储引擎 ●CurveBS对文件系统元数据的操作非常少，对文件系统的要求不高， 所以不需要元数据高性能，这方面PFS也合适10/17/22 6 对PFS的修改 ●基于阿里开源的PFS ●不再基于daemon模式，而是直接使用pfs core api ●依然向外提供管理工具, 例如

API，目前只支持Linux • PFS • 扩大使用范围 • 通过iSCSI支持更多系统，例如Windows, 类UNIX系统等，使用两项基础 技术 • TCP/IP • SCSI • 替代SAN • 可靠性、稳定性方面有自己的的特色，使用raft副本一致性和copyset概念可以自动 修复损坏的副本，并且可扩容。无论在可靠性、稳定性还是性价比方面都很有优势， 使用廉价硬件搭建。iSCSI软件 • 编写curve驱动，底层异步提交I/O，pipeline • 利用NEBD PART 1接口，需要与nebdserver运行在同一台机器 • 支持共享打开，两台TGT服务器可以同时打开一个curve卷 • 让Initiator可以使用multipath • 支持卷resize • 添加新的命令 • tgtadm --mode logicalunit --op update --tid 1 --lun 1 --params disksize=auto 性能问题主要体现在不能有效使用多CPU • 对多个socket connection，在单线程里做event loop多路复用。 • 多个target时，如果挂的设备多，一旦客户端请求量大，就会忙不过来。 • 开源界有尝试修改 • 例如sheepdog的开发者提交过一个patch，但是测试效果不理想，分析 原因，event loop依然是瓶颈对TGT的性能优化 • IO是使用多个epoll 线程，充分发挥多CPU能力

新一代云原生分布式存储—Curve 上 李小翠 网易数帆存储团队分布式存储介绍 01 存储的发展 | 分布式存储的分类 | 分布式存储的要素 02 03 04 Ceph 架构简介 | 场景介绍 | 使用中的问题 Curve 架构简介 | 数据对比 | 应用情况 FAQ 答疑存储的发展 互联网时代，数据大爆炸 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 client W W W client分布式存储介绍 01 存储的发展 | 分布式存储的分类 | 分布式存储的要素 02 03 04 Ceph 架构简介 | 块存储场景 | 使用中的问题 Curve 架构简介 | 数据对比 | 应用情况 FAQ 答疑架构简介 — 总体架构 开源分布式存储界的扛把子 支持块存储、文件存储、对象存储架构简介 — 概念介绍 object：存储单元 Groups 归置组 归置组中的成员为副本 OSD：Object Storage Device, 管理一个磁盘的进程架构简介 — 数据放置 使用多级哈希的方式 使用CRUSH算法根据pgid获得指定的副本个数的id osd.1, osd.2, osd.3 对ObjectID进行哈希并取模（复制组数量）得到pgid head_D35c9011 根据

2018~2021 Curve块存储 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 型的持久化存储卷 • 对接PolarFS作为云原生数据库的高性能存储 底座，完美支持云原生数据库的存算分离架 构 • Curve作为云存储中间件使用S3兼容的对象 存储作为数据存储引擎，为公有云用户提供 高性价比的共享文件存储 • 支持在物理机上挂载使用块设备或FUSE文件 系统开源社区 社区运营 生态共建 开源共建 源码兜底 技术领先 目标 方法 影响力 降本 获客 用户 开发者 Curve文件存储 • 分布式文件系统 • 支持多挂载，提供close-to-open一致性 • 提供缓存加速，可使用内存、本地盘、云盘加速 • 存储后端可对接对象存储，降低成本 • 支持生命周期管理 Curve文件存储架构 • client：接受用户请求，采用fuse的方式挂载挂载使用。 • 元数据集群：mds 和 metaserver。 • mds：保存元数据，包括topo信息、文件系统信

inode 耗时 (MS) 内存 (KB) 顺序编码 13 5079 protobuf 序列化 81 4996 从对比结果来看，10 万条 inode 耗时相差不大（CPU 并不是瓶颈），内存 protobuf 消耗却更少，推介使用 protobuf 进行序列化 2、KVStore 将当前实现中的 MemoryDentryStorage 和 MemoryInodeStorage 抽象成一个 KVStore，对外提供 结论：从目前元数据持久化的需要来看，更倾向于自己实现，理由如下： redis 目前不支持单独持久化 redis 中的某个 DB (一个 redis 实例可包含多个 DB) 或数据结构，这对于在要使用 multiraft 的场景下，每个 raft 实例需要独立的快照并不合适 如果改造 redis，初步评估了下，其工作量要比自己实现持久化的逻辑要大一些，改造主要是为了让 redis 提供单独 dump/load sava/load 逻辑，比较清晰 redis 中有许多数据结构可供使用，如 (哈希、列表、set、sort_set)，但对于目前的需求来说，我们内存数据结构使用的是 C++ STL 中的哈希表（unsorted_map），之后有可能根据需求换成 B+ 树或跳表，但是 redis 中的这些数据结构我们是不需要的 另外，如果 C++ 中的哈希表在后期使用中发现性能不达标的话（特别是在 rehash 扩桶的时候），我们可以把

通过结合curve的用户系统，LogicalPool可以通过配置限定特定user使用的方式，实现多个租户数据物理 隔离（待开发）。TOPOLOGY Topology的实际例子，右侧是topo配置文件： 集群有一个物理pool，由3个zone组成，每个zone有1台server。 在物理pool上，还创建了一个逻辑pool，逻辑pool使用3个zone，采用 3副本，有100个copyset。 cluster 存储系统的核心问题，也是 curve 是否能上生产环境的决定因素之一。 • 自动容错保证常见异常（如坏盘、机器宕机）导致的数据丢失不依赖人工处理，可 以自动修复。 • 负载均衡和资源均衡保证集群中的磁盘、cpu、内存等资源的利用率最大化。SCHEDULE Schdedule的具体实现 Coordinator: 调度模块的对外接口。心跳会将 chunkserver上报上来的copyset信息提交给 Coo 任务计算模块包含了多个定时任务 和 触 发任务。 • 定时任务由调度模块定时触发。 • 触发任务由外部触发，管理员通过工具触发。 • TopoAdapter 用于获取Topology中调度需要使用的数据。 • Common Strategy 是通用的副本添加和移除策略。 任务管理: 任务管理模块用于管理计算模块产生的任务。 • operatorController 是任务集合，用于存放和获取任务；

共享盘使用阿里云自带的高性能Nvme盘，注意使用Nvme磁盘对可用 区有要求： • 华东1（杭州）可用区I • 华东2（上海）可用区B • 华北2（北京）可用区K • 华南1（深圳）可用区F。 只有某些规格的虚拟机可以挂载Nvme共享盘： • g7se • c7se • r7se 虚拟机要求是按量付费才可以挂载Nvme共享盘 阿里云的VIP功能目前还在内侧阶段，需要申请其他云环境中使用CLup创建Polardb的情况 在创建完虚拟机 后，在单独添加 共享盘 注意创建PolarDB需要的阿里云环境创建PolarDB需要的阿里云环境 部署集把虚拟机打散到不通的物理机上创建PolarDB需要的阿里云环境 VIP的使用创建PolarDB需要的阿里云环境 把VIP绑定到多台数据库主机创建PolarDB需要的阿里云环境 创建虚拟机的时候选中的盘都不是共享盘，必须在创建完 虚拟机后，在单独添加共享盘创建PolarDB需要的阿里云环境 x86_64-20- @ 使用CLup创建polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb使用CLup创建Polardb:

return ret; } return ret; } 存在两个问题: 一是删除时nlink字段未考虑： 文件的nlink用于实现hard link。 hard link使用nlink字段表示文件的link的引用计数，第一次创建文件是nlink字段为1。每创建一个新的指向该文件的hard link时,nlink字段+1， 每删除一个hard link或指向的原文件时，nlink字段-1。© 不会被内核调用（例如client崩溃） 相关调研 moosefs moosefs 未对接forget moosefs 实现了在mds上open，因此删除时可以判断文件是否被打开 moosefs使用了两种机制，来实现上述功能，分别是trash机制和reserve机制（最新版本叫sustained），两种机制如下： trash机制： 对于所有TYPE_FILE类型的文件在删除时， ，则不会立 件的客户端因为持有该节点inodeid,所以不影响它对该文件的读写操作，当所有客户端都关闭该文件后，该文 件节点才会从 被清除。 reserve 使用了session机制，记录client端的open状态 通过META文件系统访问reserve 使用CUTOMA_FUSE_RESERVED_INODES消息保持和释放inode 实现了Timer，定期判断是否还有session，如果没有client打开，则进行清理。

8、inode和dentry的内存估算 8.1 一台机器上能存放多少个inode和dentry 8.2 一台机器上建议的copyset数量 8.3 每个copyset建议管理存储容量的大小 1、背景 curvefs使用raft作为元数据一致性的保证。为了提高元数据的可扩展性和并发处理能力，采用元数据分片的方式管理inode和dentry的元数据。inode的分片依据是fsid + inodeid，dentry的分片依据是fsid 对应的copyset在预分配的时候已经确定。后续的读写的操作直接去对应的copyset上去进行读写。这个 分配copyset方式，并不适合curvefs的元数据。这种分配方式是提前分配了一批空间，即使用户只需要写4KB数据，也一次性分配1GB的空间。而curvefs的元数据，并不能一次申请一批在client端，而是每次都需 要去metaserver上去进行分配。 这里需要重新考虑curvefs的 创建一个文件系统时，如何初始化meta partition？ master\cluster.go， chubaofs的文件系统使用volume的来表示，在创建一个文件系统的时候，会创建3个meta partition和10个data partition。chubaofs的data partition的功能我们使用curve块设备替换。meta partition的创建，以及meta partition的管理的，下面会详细分析一下。