【ceph相关】bucket动态分片

1、背景说明

参考说明：
https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_ceph_storage/2/html/object_gateway_guide_for_ubuntu/administration_cli#configuring-bucket-index-sharding
https://ceph.com/community/new-luminous-rgw-dynamic-bucket-sharding/

1.1、问题描述

性能测试中出现性能暴跌（间歇性性能波动），出现一段时间无法写入情况（时延一百多秒）

1.2、问题排查

查看rgw日志，发现单桶对象数写入太多，触发自动分片resharding操作

[root@node113 ~]# cat /var/log/ceph/ceph-client.rgw.node113.7480.log | grep reshard
2020-09-16 04:51:50.239505 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000009 ret=-16
2020-09-16 06:11:56.304955 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000013 ret=-16
2020-09-16 06:41:58.919390 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000004 ret=-16
2020-09-16 08:02:00.619906 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000002 ret=-16
2020-09-16 08:22:01.038502 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000012 ret=-16
2020-09-16 08:31:58.229956 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000000 ret=-16
2020-09-16 08:52:06.020018 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000006 ret=-16
2020-09-16 09:22:12.882771 7fe71d0a7700  0 RGWReshardLock::lock failed to acquire lock on reshard.0000000000 ret=-16

查看rgw相关配置，集群每个分片最大存放10w个对象，当前设置每个桶分片数为8，当写入对象数超过80w时，则会触发自动分片操作reshard

[root@node111 ~]# ceph --show-config | grep rgw_dynamic_resharding
rgw_dynamic_resharding = true
[root@node111 ~]# ceph --show-config | grep rgw_max_objs_per_shard
rgw_max_objs_per_shard = 100000
[root@node111 ~]# ceph --show-config | grep rgw_override_bucket_index_max_shards
rgw_override_bucket_index_max_shards = 8

[root@node111 ~]# radosgw-admin bucket limit check
"user_id": "lifecycle01",
        "buckets": [
            {
                "bucket": "cosbench-test-pool11",
                "tenant": "",
                "num_objects": 31389791,
                "num_shards": 370,
                "objects_per_shard": 84837,
                "fill_status": "OK"
            },
            {
                "bucket": "cycle-1",
                "tenant": "",
                "num_objects": 999,
                "num_shards": 8,
                "objects_per_shard": 124,
                "fill_status": "OK"
            },

参数说明

• rgw_dynamic_resharding
  [L版官方引入新的参数](https://ceph.com/community/new-luminous-rgw-dynamic-bucket-sharding/，该参数默认开启，当单个bucketfill_status达到OVER 100.000000%时（objects_per_shard > rgw_max_objs_per_shard），动态进行resharding（裂变新的分片，重新均衡数据）

  这个参数有个致命的缺陷，resharding过程中bucket无法进行读写，因为元数据对象正在重新分散索引，需要保证一致性，同时，数据量越大时间会越来越长

• rgw_override_bucket_index_max_shards
  单个bucket创建分片数，默认参数值为0，最大参数值为7877（即单bucket最大写入对象数为7877x100000）
  分片数参数计算方式为number of objects expected in a bucket / 100,000，若预估单桶对象数为300w，则分片数设置为30（300w/10w）
  示例集群分片数为8，即创建bucket时默认创建8个分片，当每个分片对象数超过10w时，继续resharding创建新的分片，同时重新均衡索引到所有的分片内

• rgw_max_objs_per_shard
  单个分片最大存放对象数，默认参数值为10w

• rgw_reshard_thread_interval
  自动分片线程扫描的间隔，默认为十分钟

1.3、分片说明

• 索引对象

RGW为每个bucket维护一份索引，里边存放了bucket中全部对象的元数据。RGW本身没有足够有效遍历对象的能力，bucket索引影响到对象写入、修改、遍历功能（不影响读）。
bucket索引还有其他用处，比如为版本控制的对象维护日志、bucket配额元数据和跨区同步的日志。

默认情况下，每个bucket只有一个索引对象，索引对象过大会导致以下问题，所以每个bucket所能存储的对象数量有限
–会造成可靠性问题，极端情况下，可能会因为缓慢的数据恢复，导致osd进程挂掉
–会造成性能问题，所有对同一bucket的写操作，都会对一个索引对象进行修改和序列化操作

• bucket分片

Hammer版本以后，新增bucket分片功能用以解决单桶存储大量数据的问题，bucket的索引数据可以分布到多个RADOS对象上，bucket存储对象数量随着索引数据的分片数量增加而增加。
但这只对新增的bucket有效，需要提前根据bucket最终存放数据量规划分片数。当存储桶写入对象超过分片所能承载的最大数时，写入性能暴跌，此时需要手动修改分片数量，以此去承载更多的对象写入。

• 动态bucket分片

Luminous版本以后，新增动态 bucket分片功能，随着存储对象的增加，RADOSGW 进程会自动发现需要进行分片的 bucket，并安排进行自动分片。

2、解决措施

主要分为以下两种情况

2.1、确定单bucket最终写入对象数

关闭动态分片功能（避免调整过程中出现性能暴跌问题），根据最终单bucket写入对象数设置分片数

示例最终单bucket写入对象数为300w，设置分片数为30
追加参数配置在/etc/ceph/ceph.conf配置文件[global]字段内
[root@node45 ~]# cat /etc/ceph/ceph.conf 
[global]
rgw_dynamic_resharding = false
rgw_max_objs_per_shard = 30

重启RGW服务进程
[root@node45 ~]# systemctl restart ceph-radosgw.target

2.2、不确定单bucket最终写入对象数

不关闭动态分片功能，大概设置一个分片数

追加参数配置在/etc/ceph/ceph.conf配置文件[global]字段内
[root@node45 ~]# cat /etc/ceph/ceph.conf 
[global]
rgw_max_objs_per_shard = 8

重启RGW服务进程
[root@node45 ~]# systemctl restart ceph-radosgw.target
t /etc/ceph/ceph.conf 
[global]
rgw_max_objs_per_shard = 8

重启RGW服务进程
[root@node45 ~]# systemctl restart ceph-radosgw.target