“原生的OpenStack并不支持統一存儲，云主機服務Nova、鏡像服務Glance、云硬盤服務Cinder的后端存儲各不相同。這樣的設計缺乏合理的橫向擴展性，當系統壓力增大時，必然會出現各種問題。”UnitedStack資深存儲研發工程師孟圣智在由51CTO舉辦的WOT峰會上表示，“這也是我們在構建云平臺的時候，重新對存儲進行設計，實現了統一存儲的初衷。目前，UOS云平臺所有的數據都在Ceph的資源池里，包括創建虛擬機，遷移，擴容，縮容等所有的操作都可以避免數據的傳輸。”

優化的效果

每個云硬盤***支持 6000 IOPS和170 MB/s的吞吐率，95%的4K隨機寫操作的延遲小于2ms 。

所有數據都是三副本，強一致性，持久性高達10個9。

創建、刪除、掛載、卸載實現秒級操作。

實時快照。

提供兩種云硬盤類型，性能型和容量型。

統一存儲架構的再設計

“原生的OpenStack中缺乏統一存儲，后果是內耗嚴重，單純從創建虛擬機虛擬機這一操作來看，通常需要1~3分鐘。” UnitedStack通過將Ceph統一作為Nova/Glance/Cinder的存儲后端，基于COW的卷創建和快照操作，實現了虛機的秒級創建。除此之外，還解決了虛機漂移和啟動風暴等問題。

 如何優化操作系統和Qemu

“除了架構設計將存儲統一到Ceph，實現資源池化之外。對于操作系統和QEMU的優化也非常必要。”具體的優化主要包括以下方面：

優化操作系統

CPU

關閉CPU節能模式

使用Cgroup綁定Ceph OSD進程到固定的CPU Cores上

Memory

關閉NUMA

設置vm.swappiness=0

Block

設置SSD的調度算法為deadline

FileSystem

設置掛載參數”noatime nobarrier”

優化Qemu

Throttle: 平滑的I/O QoS算法

RBD: 支持discard和flush

Burst: 支持突發請求

Virt-scsi: 支持多隊列

優化的重點：針對Ceph的七劍

“相對于針對操作系統和Qemu的優化而言，對Ceph的優化才是重中之重。針對Ceph的優化是一個長期摸索的過程，實際上，很多問題也是在平臺長時間運營、規模逐漸擴展之后才暴露出來的。在UnitedStack的運營過程中，我們總結出以下七個方面。”

1. 增大文件標識符數量，將文件名描述符全部緩存在內存里；

2. 啟用Ceph的Sparse Write，并對XFS進行patch解決fiemap的BUG；

3. Ceph的默認參數并不適合SSD，按照SSD的要求進行參數調優；

4. 打開RBD Cache，可以獲得明顯的性能提升；

5. 通過選擇性的延長特性線程的活躍時間，大大減少Context Switch的次數，降低I/O延遲；

6. 針對Simple Messenger線程數過多、延遲較高的問題，開發了Async Messenger組件，實現更低的延遲，并大大減少了線程數；

7. Ceph默認的Cache機制并不適合UnitedStack的緩存特點，引入RandomCache解決這一問題，Cache訪問速度比社區版本提高一個量級。

演講PDF下載地址： http://down.51cto.com/data/2038809