【ceph相关】opencas缓存加速配置说明

一、前言

源码地址：open-cas-linux
用户指南：guide_introduction

本文主要介绍OpenCas相关配置说明

1、概述

OpenCas，即Open Cache Acceleration Software（开放缓存加速软件），是Intel搭配自家硬件推出的一个开源缓存加速软件，可运行在Linux和Windows操作系统上。
OpenCas作为内核模块安装到Linux操作系统内，将高性能缓存盘（cache device）和大容量存储盘（core device）绑定生成新的设备分区，当对新的设备分区读写时，可利用高性能缓存盘提高读写性能，降低读写时延。

2、配置要求

OpenCas配置要求如下：

3、软件架构

3.1、缓存模式

OpenCas支持以下几种缓存模式，可根据实际使用场景需求选择性配置

3.1.1、write-through（直写）

• 相关说明
  OpenCas默认缓存模式，在直写（wt）模式下，缓存引擎将数据写入到前端缓存盘，并同时将相同的数据写入到后端数据盘，确保前端缓存盘和后端数据盘数据始终同步，两者均写入成功之后，才向应用确认写入已完成，因此不能加速写操作

• 应用场景
  此模式下只加速读操作，适合读密集型应用场景

3.1.2、write-back（回写）

• 相关说明
  在回写（wb）模式下，缓存引擎先将数据写入到前端缓存盘，并向应用确认写入已完成，之后周期性地将缓存数据下刷到后端数据盘
  注：如果前端缓存盘在数据下刷到后端数据盘出现故障，则存在数据丢失风险

• 应用场景
  此模式下会加速读和写操作，适合读写密集型应用场景

3.1.3、write-only（只写）

• 相关说明
  在只写（wo）模式下，缓存引擎首先将数据写入到前端缓存盘，并向应用确认写入已完成，之后周期性地将缓存数据下刷到后端数据盘，新的读操作将绕过缓存，直接从后端数据盘读取，只有当数据写入到前端缓存盘尚未下刷时，会从前端缓存盘读取数据
  注：如果前端缓存盘在数据下刷到后端数据盘出现故障，则存在数据丢失风险

• 应用场景
  此模式下只加速写操作，适合写密集型应用场景

3.1.4、write-around（绕写）

• 相关说明
  在绕写（wa）模式下，当前端缓存盘存在对应数据块（即数据块已经被读缓存过，从后端数据盘复制到前端缓存盘），写操作会同时更新到前端缓存盘和后端数据盘，类似直写模式，保证前端缓存盘的数据和后端数据盘保持一致，其他情况下写操作直接写入到后端数据盘
  注：与write-through模式相比，write-around进一步优化了cache，避免”cache污染”，当确认要写入的数据不会被经常读取时（即前端缓存盘不存在对应数据块），数据不会写入到前端缓存盘，而是直接写入到后端数据盘

• 应用场景
  此模式只会加速读操作，适合读密集型应用场景

3.1.5、pass-through（直通模式）

• 相关说明
  在直通（pt）模式下，所有读写操作都不会缓存，缓存引擎直接对后端数据盘进行读写操作
  注：如果用户不想缓存任何工作负载，可以使用直通模式

• 应用场景
  此模式下不会加速读和写操作，适合一些维护操作场景

4、配置建议

二、安装部署

1、软件安装

1.1、源码编译安装

安装前置依赖包

下载OpenCas稳定版本源码，执行编译安装操作

安装完成后，自动加载和内核模块到操作系统内，同时安装casadm命令行工具

1.2、离线包制作

• 制作rpm包

安装构建rpm包相关依赖

下载OpenCas稳定版本源码，执行编译rpm包，生成rpm包存放于目录下

• 制作deb包

安装构建deb包相关依赖

下载OpenCas稳定版本源码，执行编译deb包，生成deb包存放于目录下

2、软件部署

OpenCas配置缓存加速流程示意如下：
1、使用高性能缓存盘（cache device）创建缓存实例
2、将大容量存储盘（core device）绑定到对应缓存实例上，生成新的设备路径（如/dev/cas{cache-id}-{core-id}），之后对新的设备路径读写操作即可

2.1、部署方式一

适用场景：尚未配置ceph集群，使用OpenCas将SSD和HDD绑定成一个新的cas设备，使用cas设备部署osd

示例节点存在一个ssd和两个hdd，将ssd分两个分区，分别绑定到两个hdd上，生成两个新设备，之后使用新设备对外提供读写访问

• 使用高性能缓存盘创建缓存实例
  使用两个ssd分区分别创建两个缓存实例（id分别为1和2），使用回写模式

• 将大容量存储盘绑定到缓存实例上
  将两个hdd分别绑定到两个缓存实例上，生成两个cas设备，使用cas设备部署osd

3、常用操作

可通过或获得casadm相关操作说明

术语说明：
cache instance：缓存实例（通常为高性能、小容量的SSD盘，用于读写性能加速）
core device：核心设备（通常为低性能、大容量的HDD盘，用于数据持久化存储）

• 启动缓存实例

  注：cache-mode可选模式为wt、wb、wa、wo、pt

• 将核心设备绑定到缓存实例

• 列出所有缓存实例和核心设备信息

• 查看指定缓存实例状态信息

• 停止缓存实例

• 切换缓存模式

  注：OpenCas可以随时在不同缓存模式之间切换，无需重启系统或者OpenCas
  如果需要从wb模式切换到其他模式，需要先从缓存实例下刷脏数据至核心设备，下刷完成后才可切换到其他缓存模式

• 从缓存实例下刷脏数据至核心设备

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来源：Luxf0