分级缓存¶
分级缓存可提升后端存储内某些（热点）数据的 I/O 性能。分级缓存需创建一个由高速而昂贵存储设备（如 SSD ）组成的存储池、作为缓存层，以及一个相对低速/廉价设备组成的后端存储池（或纠删码编码的）、作为经济存储层。 Ceph 的对象处理器决定往哪里存储对象，分级代理决定何时把缓存内的对象刷回后端存储层；所以缓存层和后端存储层对 Ceph 客户端来说是完全透明的。
缓存层代理负责自动处理缓存层和后端存储之间的数据迁移。然而，管理员仍可干预此迁移规则，主要有两种场景：
回写模式： 管理员把缓存层配置为
writeback模式时， Ceph 客户端们会把数据写入缓存层、并收到缓存层发来的 ACK ；随后，写入缓存层的数据会被迁移到存储层、然后从缓存层刷掉。直观地看，缓存层位于后端存储层的“前面”，当 Ceph 客户端要读取的数据位于存储层时，缓存层代理会把这些数据迁移到缓存层，然后再发往 Ceph 客户端。从此， Ceph 客户端将与缓存层进行 I/O 操作，直到数据不再被读写。此模式对于易变数据来说较理想（如照片/视频编辑、事务数据等）。读代理模式： 在这个模式下，会直接用缓存层已有的对象，可某一对象没在缓存中时，这个请求会被代理到底下一层。这对于
writeback模式的关闭很有用，因为它能保证在抽掉缓存层的同时还确保业务可以正常运转，而且不会新增对象到缓存层。
一些忠告¶
分级缓存会使大多数工作载荷的性能下降。用户使用此功能时应该格外小心。
与业务载荷相关：缓存是否能提升性能与业务载荷息息相关。因为把对象迁入或迁出缓存是有代价的，所以，当数据集的访问模式有明显倾斜时缓存才能高效地运行，比如大多数请求只接触少数对象时。缓存存储池应该足够大，可以容纳业务载荷的常用部分，以避免抖动。
难以评估：用户做过的大多数性能评估都表明，使用分级缓存时性能非常差，部分原因是很少有用户会让请求偏向于一小部分对象，所以缓存需要很长时间来“预热”，而预热的代价又很高。
通常更慢：对于不适合用分级缓存的业务载荷，启用分级缓存后性能反而比没缓存的常规 RADOS 存储池更慢。
librados 对象枚举： librados 级的对象枚举 API 不是为这种场景设计的。如果你的应用程序直接使用 librados 、并需要枚举对象，分级缓存可能不会按预期方式运行。（ RGW 、 RBD 、 CephFS 没有这样的问题。）
复杂性：启用分级缓存意味着 RADOS 集群要引入很多额外机制和复杂性。这样就增加了遇到系统缺陷的可能性，而其他用户未必会遇到这个缺陷，如此一来你的系统风险更高。
已知适用的场景¶
RGW 时域分布（ time-skewed ）：如果 RGW 业务载荷契合这样的场景就能良好地运行：所有读操作都指向近期写入的对象们，配置的分级缓存按配置的时间间隔、定期地把近期写入的对象从缓存迁入底层。
已知不适用的场景¶
下面是已知的与分级缓存不和睦的配置。
底层为纠删码、缓存为多副本存储池的 RBD 业务：这是常见需求，但是一般不能很好地运行。即使是分布良好的业务载荷，仍然会向冷对象发送很小的写请求，然而纠删码存储池还不支持小的写入，就算是一个很小的写入（通常是 4 KB ）也得把整个对象（通常为 4 MB 大）迁入缓存。只有少数用户成功实施了这样的配置，也只有他们能用，因为他们的数据极其冷门（备份）、而且不可能对性能敏感。
底层和缓存均为多副本存储池的 RBD 业务： RBD 的底层为多副本存储池时比纠删码好一些，但是仍然高度依赖于业务载荷中的数量分布，且难于验证。用户需要精通自己的业务载荷，还得谨慎地调整分级缓存配置参数。
配置存储池¶
要设置缓存层，你必须有两个存储池。一个作为后端存储、另一个作为缓存。
配置后端存储池¶
设置后端存储池通常会遇到两种场景：
标准存储： 此时，Ceph存储集群内的存储池保存了一对象的多个副本；
纠删存储池： 此时，存储池用纠删码高效地存储数据，性能稍有损失。
在标准存储场景中，你可以用 CRUSH 规则来标识失败域（如 osd 、主机、机箱、机架、排等）。当规则所涉及的所有驱动器规格、速度（转速和吞吐量）和类型相同时， OSD 守护进程运行得最优。创建规则集的详情见 CRUSH 图。创建好规则后，再创建后端存储池。
在纠删码编码情景中，创建存储池时指定好参数就会自动生成合适的规则集，详情见创建存储池。
在后续例子中，我们把 cold-storage 当作后端存储池。
配置缓存池¶
缓存存储池的设置步骤大致与标准存储情景相同，但仍有不同：缓存层所用的驱动器通常都是高性能的、且安装在专用服务器上、有自己的 CRUSH 规则。制定这样的规则时，要考虑到装有高性能驱动器的主机、并忽略没有的主机。详情见给存储池指定 OSD 。
在后续例子中， hot-storage 作为缓存存储池、 cold-storage
作为后端存储池。
关于缓存层的配置及其默认值的详细解释请参考存储池——调整存储池。
创建缓存层¶
设置一缓存层需把缓存存储池挂接到后端存储池上：
ceph osd tier add {storagepool} {cachepool}
例如：
ceph osd tier add cold-storage hot-storage
用下列命令设置缓存模式：
ceph osd tier cache-mode {cachepool} {cache-mode}
例如：
ceph osd tier cache-mode hot-storage writeback
缓存层盖在后端存储层之上，所以要多一步：必须把所有客户端流量从存储池迁移到缓存存储池。用此命令把客户端流量指向缓存存储池：
ceph osd tier set-overlay {storagepool} {cachepool}
例如：
ceph osd tier set-overlay cold-storage hot-storage
配置缓存层¶
缓存层支持几个配置选项，可按下列语法配置：
ceph osd pool set {cachepool} {key} {value}
详情见存储池——调整存储池。
目标尺寸和类型¶
生产环境下，缓存层的 hit_set_type 还只能用 Bloom 过滤器：
ceph osd pool set {cachepool} hit_set_type bloom
例如：
ceph osd pool set hot-storage hit_set_type bloom
hit_set_count 和 hit_set_period 选项定义了要保留多少个这样的 HitSet ，以及各 HitSet 覆盖的时间区间。
ceph osd pool set {cachepool} hit_set_count 12
ceph osd pool set {cachepool} hit_set_period 14400
ceph osd pool set {cachepool} target_max_bytes 1000000000000
Note
hit_set_count 设置得越大， ceph-osd 消耗的
RAM 越多。
保留一段时间以来的访问记录，这样 Ceph 就能判断一客户端在一段时间内访问了某对象一次、还是多次（存活期与热度）。
min_read_recency_for_promote 定义了在处理一个对象的读操作时检查多少个 HitSet ，检查结果将用于决定是否异步地提升对象。它的取值应该在 0 和 hit_set_count 之间，如果设置为 0 ，对象会一直被提升；如果设置为 1 ，就只检查当前 HitSet ，如果此对象在当前 HitSet 里就提升它，否则就不提升；设置为其它值时，就要挨个检查此数量的历史 HitSet ，如果此对象出现在
min_read_recency_for_promote 个 HitSet 里的任意一个，那就提升它。
还有一个相似的参数用于配置写操作，它是 min_write_recency_for_promote 。
ceph osd pool set {cachepool} min_read_recency_for_promote 2
ceph osd pool set {cachepool} min_write_recency_for_promote 2
Note
统计时间越长， min_read_recency_for_promote 和
min_write_recency_for_promote 的值越高， ceph-osd
进程消耗的内存就越多，特别是代理正忙着刷回或赶出对象时，此时所有 hit_set_count 个 HitSet 都载入了内存。
缓存空间消长¶
缓存分层代理有两个主要功能：
刷回： 代理找出修改过（或脏）的对象、并把它们转发给存储池做长期存储。
赶出： 代理找出未修改（或干净）的对象、并把最近未用过的赶出缓存。
绝对空间消长¶
缓存分层代理可根据总字节数或对象数量来刷回或赶出对象，用下列命令可指定最大字节数：
ceph osd pool set {cachepool} target_max_bytes {#bytes}
例如，用下列命令配置在达到 1TB 时刷回或赶出：
ceph osd pool set hot-storage target_max_bytes 1000000000000
用下列命令指定缓存对象的最大数量：
ceph osd pool set {cachepool} target_max_objects {#objects}
例如，用下列命令配置对象数量达到 1M 时开始刷回或赶出：
ceph osd pool set hot-storage target_max_objects 1000000
Note
Ceph 不能自动确定缓存池的大小，所以这里必须配置绝对尺寸，否则刷回、或赶出就不会生效。如果两个都配置了，缓存分层代理会按先达到的阀值执行刷回或赶出。
Note
只有在达到 target_max_bytes 或
target_max_objects 阀值时，所有客户端的请求才会被阻塞。
相对空间消长¶
缓存分层代理可根据缓存存储池相对大小（绝对空间消长里由
target_max_bytes 和 target_max_objects 确定的）刷回或赶出对象。当缓存池包含的已修改（或脏）对象达到一定比例时，缓存分层代理就把它们刷回到存储池。用下列命令设置
cache_target_dirty_ratio ：
ceph osd pool set {cachepool} cache_target_dirty_ratio {0.0..1.0}
例如，设置为 0.4 时，脏对象达到缓存池容量的 40% 就开始刷回：
ceph osd pool set hot-storage cache_target_dirty_ratio 0.4
当脏对象达到其容量的一定比例时，要更快地刷回脏对象。用下列命令设置 cache_target_dirty_high_ratio:
ceph osd pool set {cachepool} cache_target_dirty_high_ratio {0.0..1.0}
例如，设置为 0.6 表示：脏对象达到缓存存储池容量的 60%
时，将开始更激进地刷回脏对象。显然，其值最好在 dirty_ratio
和 full_ratio 之间：
ceph osd pool set hot-storage cache_target_dirty_high_ratio 0.6
当缓存池利用率达到总容量的一定比例时，缓存分层代理会赶出部分对象以维持空闲空间。执行此命令设置 cache_target_full_ratio ：
ceph osd pool set {cachepool} cache_target_full_ratio {0.0..1.0}
例如，设置为 0.8 时，干净对象占到总容量的 80% 就开始赶出缓存池：
ceph osd pool set hot-storage cache_target_full_ratio 0.8
缓存时长¶
你可以规定缓存层代理必须延迟多久才能把某个已修改（脏）对象刷回后端存储池：
ceph osd pool set {cachepool} cache_min_flush_age {#seconds}
例如，让已修改（或脏）对象需至少延迟 10 分钟才能刷回，执行此命令：
ceph osd pool set hot-storage cache_min_flush_age 600
你可以指定某对象在缓存层至少放置多长时间才能被赶出：
ceph osd pool {cache-tier} cache_min_evict_age {#seconds}
例如，要规定 30 分钟后才赶出对象，执行此命令：
ceph osd pool set hot-storage cache_min_evict_age 1800
拆除缓存层¶
回写缓存和只读缓存的去除过程不太一样。
拆除只读缓存¶
只读缓存不含变更数据，所以禁用它不会导致任何近期更改的数据丢失。
把缓存模式改为
none即可禁用。ceph osd tier cache-mode {cachepool} none
例如：
ceph osd tier cache-mode hot-storage none
去除后端存储池的缓存池。
ceph osd tier remove {storagepool} {cachepool}
例如：
ceph osd tier remove cold-storage hot-storage
拆除回写缓存¶
回写缓存可能含有更改过的数据，所以在禁用并去除前，必须采取些手段以免丢失缓存内近期更改的对象。
把缓存模式改为
proxy，这样新的和更改过的对象将直接刷回到后端存储池。ceph osd tier cache-mode {cachepool} proxy
例如：
ceph osd tier cache-mode hot-storage proxy
确保缓存池已刷回，可能要等数分钟：
rados -p {cachepool} ls
如果缓存池还有对象，你可以手动刷回，例如：
rados -p {cachepool} cache-flush-evict-all
去除此盖子，这样客户端就不会被指到缓存了。
ceph osd tier remove-overlay {storagetier}
例如：
ceph osd tier remove-overlay cold-storage
最后，从后端存储池剥离缓存层存储池。
ceph osd tier remove {storagepool} {cachepool}
例如：
ceph osd tier remove cold-storage hot-storage
