DAOS 分散式非同步物件儲存｜相關元件

debugzhang發表於2021-04-06

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分散式非同步物件元件

DAOS 的安裝涉及多個元件，這些元件可以是集中式的，也可以是分散式的。

DAOS 軟體定義儲存 (software-defined storage, SDS) 框架依賴於兩種不同的通訊通道：

用於帶外管理 (out-of-band management) 的 TCP/IP 網路；
用於資料訪問的高效能結構。

實際上，同一個網路可以用於管理和資料訪問。IP over Fabric 也可用作管理網路。

DAOS SDS Components

DAOS 系統

DAOS 伺服器是一個多租戶守護程式，執行在 Linux 例項（物理節點、VM 或容器）上，管理分配給 DAOS 本地連線的 SCM (Storage-Class Memory) 和 NVM (Non-Volatile Memory) 儲存。它監聽由 IP 地址和 TCP 埠號定址的管理埠，以及由網路 URI 定址的一個或多個結構端點。

DAOS 伺服器是通過 YAML 檔案 /etc/daos/daos_server.yml（可通過命令列指定的其他路徑）進行配置的。服務的啟動和停止可以與不同的守護程式管理或編排框架整合（systemd 指令碼、Kubernetes 服務、或類似 pdsh 和 srun 的並行啟動程式）。

DAOS 系統由一個系統名標識，它由一組連線到同一結構的 DAOS 伺服器組成。兩個不同的系統由兩組不相交的伺服器組成，彼此不能相互協調。DAOS Pool 也不能跨多個系統。

在內部，DAOS 伺服器由多個守護程式組成：

首先要啟動的是控制平面（control plane，二進位制名 daos_server）。

它負責解析配置檔案、配置儲存並最終啟動和監視資料平面的一個或多個例項。
控制平面用 Go 編寫，並在 gRPC 框架上實現 DAOS management API。該框架提供了一個安全的帶外通道來管理 DAOS 系統。
每個伺服器要啟動的資料平面例項的數量以及儲存、CPU 和 Fabric Interface Affinity 可以通過 daos_server.yml 進行配置。

然後是資料平面（data plane，二進位制名 daos_engine）。

資料平面是一個用 C 編寫的多執行緒程式，負責執行 DAOS 儲存引擎。它通過 CART 通訊中介軟體處理傳入的後設資料和 I/O 請求，並通過 PMDK（Persistent Memory Devevelopment Kit，用於 SCM）和 SPDK（Storage Performance Development Kit，用於 NVMe SSD）訪問本地 NVM 儲存。
資料平面依賴於 ABT (Argobots) 進行基於事件的並行處理，並匯出可通過結構獨立定址的多個 Target。
在 DAOS 系統中，每個資料平面例項都被分配一個唯一的等級。

控制平面和資料平面程式通過 Unix Domain Sockets 和被稱為 dRPC 的定製輕量級協議進行本地通訊。

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客戶端 API，工具和 I/O 中介軟體

應用程式、使用者和管理員可以通過兩個不同的客戶端 API 與 DAOS 系統互動。

DAOS management Go package 允許從任何可以通過帶外管理通道與 DAOS 伺服器通訊的節點管理 DAOS 系統。此 API 保留給通過特定證照進行身份驗證的 DAOS 系統管理員。DAOS management API 旨在與不同供應商的儲存管理或開源編排框架整合。名為 dmg 的命令列工具是在 DAOS management API 上構建的。

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DAOS 庫 libdaos 實現了 DAOS 儲存模型，主要面向希望將資料集儲存到 DAOS container 中的應用程式和 I/O 中介軟體開發人員。它可以被連線到目標 DAOS 系統所使用的結構的任何節點使用。

應用程式程式通過 DAOS 代理進行身份驗證。libdaos 匯出的 API 通常稱為 DAOS API（不同於 DAOS management API），允許通過不同的介面（例如鍵值儲存或 array API）管理 container 和訪問 DAOS 物件。

libdfs 庫模擬 libdaos 上的 POSIX 檔案和目錄抽象，併為需要 POSIX 名稱空間的應用程式提供平滑的遷移過程。

進一步閱讀：

DAOS Library (libdaos) and array interface and KV interface built on top of the native DAOS API
Python API bindings
Go bindings and API documentation
POSIX File & Directory Emulation (libdfs)

libdaos 和 libdfs 庫為支援特定的資料格式（例如 HDF5 和 Apache Arrow）提供了基礎。

進一步閱讀：

代理

DAOS 代理 (DAOS agent) 是駐留在客戶端節點上的守護程式，它通過 dRPC 與 DAOS 客戶端庫進行互動，以驗證應用程式程式。

DAOS 代理是一個可信任的實體，可以使用本地證照對 DAOS 客戶端憑據進行簽名，同時支援不同的身份驗證框架，並使用 Unix Domain Sockets 與客戶端庫通訊。

DAOS 代理用 Go 編寫，通過 gRPC 與每個 DAOS 伺服器的控制平面元件進行通訊，向客戶端庫提供 DAOS 系統成員資訊，並支援 Pool 列表。

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代理

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