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第3章 Object Storage サービス

OpenStack Object Storage (swift) は、コンテナー内にそのオブジェクト (データ) を格納します。コンテナーは、ファイルシステムにおけるディレクトリーと似ています。ただし、入れ子にはできません。コンテナーは、あらゆるタイプの非構造化データを格納する簡単な方法をユーザーに提供します。たとえば、オブジェクトには写真、テキストファイル、イメージなどが含まれます。格納されるオブジェクトは圧縮されません。

3.1. オブジェクトストレージリング

オブジェクトストレージは、リング と呼ばれるデータ構造を使用して、パーティション領域をクラスター内に分散します。このパーティション領域は、Object Storage サービスのデータ永続性エンジン (data durability engine) の中核となります。これにより、Object Storage サービスが迅速かつ簡単にクラスター内の各パーティションを同期できるようになります。

リングには、オブジェクトストレージのパーティションについての情報、およびパーティションがさまざまなノードおよびディスクにどのように分散されるかについての情報が含まれます。Object Storage のコンポーネントがデータと対話する場合、リング内をローカルで素早く検索して、各オブジェクトが保管されているはずのパーティションを特定します。

Object Storage サービスには 3 つのリングがあり、異なるデータ種別が格納されます。1 つはアカウント情報用、もう 1 つは (アカウント内のオブジェクトを整理するのに役立つ) コンテナー用、残りはオブジェクトのレプリカ用です。

3.1.1. リングのリバランス

ストレージ容量、ノード、またはディスクを追加または削除して Object Storage 環境を変更する場合、リングのリバランスが必要になります。openstack overcloud deploy を実行することでリングのリバランスが可能ですが、この方法ではオーバークラウド全体が再デプロイされます。この作業は非常に複雑になる可能性があります (特に、オーバークラウドが大規模な場合)。これに代わる方法として、アンダークラウドで以下のコマンドを実行し、リングのリバランスを行います。

source ~/stackrc
ansible-playbook -i /usr/bin/tripleo-ansible-inventory
/usr/share/openstack-tripleo-common/playbooks/swift_ring_rebalance.yaml

3.1.2. クラスターの健全性の確認

長期のデータ可用性、耐久性、および永続性を確保するために、Object Storage サービスではバックグラウンドで多くのプロセスが実行されます。以下に例を示します。

  • auditors は定期的にデータベースおよびオブジェクトファイルを再読み取りし、チェックサムを使用してそれらを比較して、サイレントビットロットがないことを確認します。チェックサムと一致しなくなったデータベースまたはオブジェクトファイルは隔離され、そのノードでは読み取ることができなくなります。この場合、replicators は他のレプリカのいずれかをコピーして、再びローカルコピーが利用できる状態にします。
  • ディスクやノードを置き換えた場合、またはオブジェクトが隔離された場合、オブジェクトおよびファイルが消失することがあります。この場合、replicators は欠けているオブジェクトまたはデータベースファイルを他のノードのいずれかにコピーします。

Object Storage サービスには swift-recon と呼ばれるツールが含まれています。このツールは、すべてのノードからデータを収集してクラスターの全体的な健全性を確認します。

swift-recon を使用するには、コントローラーノードのいずれかにログインして以下のコマンドを実行します。

[root@overcloud-controller-2 ~]# sudo podman exec -it -u swift swift_object_server /usr/bin/swift-recon -arqlT --md5

======================================================================--> Starting reconnaissance on 3 hosts (object)
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking async pendings
[async_pending] - No hosts returned valid data.
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking on replication
[replication_failure] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[replication_success] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[replication_time] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[replication_attempted] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
Oldest completion was 2018-12-14 14:55:39 (7 seconds ago) by 172.16.3.186:6000.
Most recent completion was 2018-12-14 14:55:42 (4 seconds ago) by 172.16.3.174:6000.
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking load averages
[5m_load_avg] low: 1, high: 2, avg: 2.1, total: 6, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[15m_load_avg] low: 2, high: 2, avg: 2.6, total: 7, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[1m_load_avg] low: 0, high: 0, avg: 0.8, total: 2, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking ring md5sums
3/3 hosts matched, 0 error[s] while checking hosts.
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking swift.conf md5sum
3/3 hosts matched, 0 error[s] while checking hosts.
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking quarantine
[quarantined_objects] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[quarantined_accounts] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
[quarantined_containers] low: 0, high: 0, avg: 0.0, total: 0, Failed: 0.0%, no_result: 0, reported: 3
======================================================================[2018-12-14 14:55:47] Checking time-sync
3/3 hosts matched, 0 error[s] while checking hosts.
======================================================================
注記

また、--all オプションを使用すると、追加の出力が返されます。

このコマンドは、リング上のすべてのサーバーに対して、以下のデータのクエリーを実行します。

  • Async pendings: クラスターの負荷が非常に高くプロセスがデータベースファイルを十分な速度で更新できない場合、一部の更新は非同期で行われます。これらの数は徐々に減少するはずです。
  • Replication metrics: レプリケーションのタイムスタンプに注意します。完全なレプリケーションパスは頻繁に行われ、エラーはほとんど発生しないはずです。古いエントリー (例: 6 カ月前のタイムスタンプを持つエントリー) ば、そのノードでのレプリケーションが過去 6 カ月間完了していないことを意味します。
  • Ring md5sums: これにより、すべてのノードですべてのリングファイルの一貫性が確保されます。
  • swift.conf md5sums: これにより、すべてのノードですべてのリングファイルの一貫性が確保されます。
  • Quarantined files: すべてのノードについて、隔離されたファイルがない (あるいは、ほとんどない) はずです。
  • Time-sync: すべてのノードが同期されている必要があります。

3.1.3. リングパーティションのべき乗の増加

リソース (アカウント、コンテナー、またはオブジェクト) がマッピングされるパーティションは、リングパーティションのべき乗により決定されます。パーティションは、リソースがバックエンドのファイルシステムに保管されるパスに含まれます。したがって、パーティションのべき乗を変更すると、リソースをバックエンドファイルシステムの新しいパスに再配置する必要があります。

稼働率の高いクラスターでは、再配置のプロセスに時間がかかります。ダウンタイムを回避するには、クラスターが稼働している間にリソースを再配置します。データへの一時的なアクセス不能やプロセス (レプリケーションや監査) のパフォーマンス低下を起こさずに、この操作を行う必要があります。リングパーティションのべき乗を増やす場合には、Red Hat サポートにお問い合わせください。

3.1.4. カスタムリングの作成

技術が進歩し、ストレージ容量への要求が高まる今日、カスタムリングを作成することが、既存の Object Storage クラスターを更新する手段となっています。

新規ノードをクラスターに追加する場合、それらの特性が元のノードとは異なる可能性があります。カスタムの調整を行わないと、新規ノードの大容量が十分に活用されない可能性があります。あるいは、リングで重みが変わると、データの分散が不均等になり、安全性が低下します。

自動化が将来の技術トレンドと整合しなくなることも考えられます。たとえば、現在使用されている旧式の Object Storage クラスターの中には、SSD が利用可能になる前に作られたものもあります。

リングビルダーは、クラスターの規模拡大および技術の進化に合わせてオブジェクトストレージを管理するのに役立ちます。カスタムリングの作成については、Red Hat サポートにお問い合わせください。