Guter Rat ist nicht automatisch teuer

Wer eine Cloud plant und sich Gedanken um nahtlos skalierbares Storage macht, muss an dieser Stelle nicht die Flinte ins Korn werfen: Die Autoren der gängigen Cloud-Anwendungen haben dieses Problem im Blick und bieten mittlerweile tragfähige Lösungen an – Object Stores.

Diese funktionieren nach einem simplen Prinzip: Auf sämtlichen Servern, die zum Teil eines Object Stores werden sollen, läuft eine Software, die den lokalen Plattenplatz dieses Servers verwaltet und exportiert. Sämtliche Instanzen dieser Software arbeiten im Rechnerverbund zusammen und sorgen so dafür, dass für den Betrachter von außen das Bild eines einzelnen, großen Storages entsteht. Um die Verwaltung des Speichers intern zu ermöglichen, legt die Object-Storage-Software die Daten nicht in ihrer ursprünglichen Form auf den einzelnen Storage-Knoten ab, sondern als binäre Objekte. Der Clou an der Sache: Die Zahl einzelner Knoten, aus denen sich das große Object Storage zusammensetzt, ist beliebig. Selbst im laufenden Betrieb ist es problemlos möglich, neue Storage-Knoten hinzuzufügen. Weil sich die Object-Storage-Software außerdem um das Thema Redundanz intern kümmert und der ganze Aufbau gut mit Standard-Hardware funktioniert, vereint solch eine Lösung die Vorteile von SANs oder DRBD-Storages mit denen nahtloser Skalierbarkeit in die Breite. RADOS tritt zusammen mit dem dazugehörigen Dateisystem Ceph an, um der Platzhirsch auf diesem Gebiet zu werden.

Wie RADOS funktioniert

RADOS steht für »reliable autonomic distributed object store« (es heißt tatsächlich "autonomic", nicht "autonomous"). Die Software wird seit einigen Jahren von der Firma Dreamhost unter Federführung von Sage A. Weil entwickelt und stellt im Wesentlichen dessen Doktorarbeit an der University of California, Santa Cruz dar. RADOS implementiert genau die zuvor beschriebene Arbeitsweise eines Object Stores – es unterscheidet dabei zwischen drei einzelnen Ebenen:

1. Object Storage Devices (OSDs). Ein OSD ist in RADOS stets ein Ordner innerhalb eines bereits existierenden Dateisystems. Sämtliche OSDs sind zusammen der eigentliche Object Store, hierin lagern die binären Objekte, die RADOS aus abzulegenden Dateien generiert. Die Hierarchie innerhalb der OSDs ist flach: Es gibt lediglich Dateien mit UUID-artigen Namen, aber keine Unterordner.

2. Monitoring-Server (MONs): Diese bilden die Schnittstelle zum RADOS-Store und erlauben den Zugriff auf Objekte innerhalb des Speichers. Sie wickeln die Kommunikation mit allen externen Applikationen ab und funktionieren dezentral: Ihre Anzahl ist nicht beschränkt, und jeder Client kann mit jedem MON sprechen. MONs verwalten die MONmap (eine Liste aller MONs) und die OSDmap (eine Liste aller OSDs). Die Informationen aus diesen beiden Listen ermöglichen es Clients, später sich selbst auszurechnen, welches OSD zu kontaktieren ist, um an eine bestimmte Datei zu kommen. MONs kümmern sich im Stile eines PAXOS-Clusters auch darum, die Funktionstüchtigkeit von RADOS im Hinblick auf ein vorhandenes Quorum sicherzustellen.

3. Metadata Server (MDS): Sie bieten POSIX-Metadaten zu Objekten im RADOS Object Store für Ceph-Clients an.