企业级统一分布式存储（Ceph）实战

课程背景

云环境下，传统集中式存储（SAN/NAS）无法满足弹性伸缩、高并发、低成本的需求。Ceph作为开源分布式存储的事实标准，提供对象、块、文件统一存储接口，是OpenStack和K8s的黄金存储后端。本课程系统讲解Ceph的CRUSH算法、RADOS架构、OSD机制及统一接口对接，通过故障演练让学员掌握企业级存储的运维与调优。

课程收益

理解CAP定理在分布式存储中的取舍及数据一致性模型

深入理解Ceph的RADOS架构、CRUSH无中心化寻址算法

掌握OSD（BlueStore）、MON（Paxos选举）、MDS等核心组件

熟练配置多副本与纠删码，规划PG数量及负载均衡

掌握RBD块存储、CephFS文件存储、RGW对象存储的对接使用

具备集群故障恢复能力（磁盘拔除演练）

课程特色

算法深度：重点解析CRUSH算法（哈希+权重+容错域）

故障驱动：物理拔盘验证数据恢复，对标生产故障

统一存储：同时对接OpenStack和K8s场景

课程对象

存储运维工程师、私有云平台工程师

OpenStack/K8s平台开发者（需存储知识）

希望系统学习分布式存储的架构师

前置知识：Linux基础、磁盘分区与文件系统。建议先修《课程一》或具备KVM基础。

课程时长

4天（共28小时）

课程大纲

单元1：分布式存储与Ceph核心理论（1天）

第1课：分布式存储基础（0.5天）

章节1：CAP定理在存储系统中的取舍（CP vs AP）

章节2：数据一致性模型（强一致、最终一致）与同步机制

第2课：Ceph架构原理（0.5天）

章节1：RADOS全景逻辑（Monitor、OSD、Client）

章节2：CRUSH算法解析（无中心化寻址计算原理，故障域与权重）

实践：手绘Ceph数据写入流程图

单元2：Ceph核心组件与数据流转（1.5天）

第1课：核心守护进程（0.75天）

章节1：OSD数据读写引擎与BlueStore机制（写前日志、RocksDB）

章节2：MON集群状态监控与Paxos选举算法

第2课：数据分布与可靠性调优（0.75天）

章节1：多副本与纠删码场景对比（性能、容量、恢复成本）

章节2：PG规划与自动负载均衡策略（PG数计算、迁移限速）

实践：计算不同副本/EC配置下的可用容量

单元3：统一存储接口对接实战（1.5天）

第1课：块存储与文件存储接口（0.75天）

章节1：RBD块存储快照、克隆及分层机制

章节2：CephFS文件系统的多MDS高可用架构（动态子树分区）

第2课：对象存储接口（0.75天）

章节1：RGW网关与S3 API兼容性实现

实践：使用RBD挂载到KVM虚拟机；通过s3cmd操作RGW对象存储

【模块核心实验】：Ceph高可用集群部署与灾难恢复演练

独立部署3节点Ceph集群并划分RBD挂载至客户端。写入数据时物理拔除一块数据盘，验证集群自动触发Data Recovery且业务不中断。