中间件数据存储场景 • ⽀持POSIX兼容的⽂件API • ⽀持低延迟的⽂件数据访问Curve⽂件系统⾯临的问题 • ⽤户态实现 • 稳定性/可靠性⾼ • 容易更新及维护 • 基于FUSE提供POSIX兼容⽂件接⼝ • 问题 • 相对kernel⽂件系统的实现(ext4, xfs)性能 差异⼤，延迟⾼FUSE⽂件IO读写流程 • 场景1 pytorch example ⽂件访问测试直接访问ext4 • 通过FUSE访问passthrough_ll底层ext4 • 内核调⽤延迟测试 • 与FUSE Daemon通讯120us左右，FUSE Daemon⼤概10us以内 • 瓶颈在/dev/fuse通讯开销基于FUSE可能的优化点 • 降低内核与libfuse通讯延迟 • 基于⽂件属性的操作内核直接返回？ • 基于⽂件数据的操作先内核读写 cache？实现POSIX兼容API途径及问题 • BentoFS 基于rust的实现采⽤LD_Preload⽅式瓶颈分析 • 环境 • FUSE daemon使⽤ passthrough_ll 调⽤底层ext4 • 进程共享内存通信延迟10us+ • others 开销 10us+ • fuse_ll_ops开销10us-基于FUSE的优化框架 • 框架优化的要点 • 共享inode cache • 共享data

新一代分布式存储系统 Curve 李小翠Curve 是高性能、高可用、高可靠的分布式存储系统 • 高性能、低延迟 • 可支撑储场景：块存储、对象存储、云原生数据库、EC等 • 当前实现了高性能块存储，对接OpenStack和 K8s 网易内部线上无故障稳定运行一年多，线上异常演练 • 已开源 • github主页： https://opencurve.github.io/ • github代码仓库： com/opencurve/curve 概述背景 01 02 03 04 总体设计 系统特性 近期规划背景 • 多个存储软件：SDFS、NEFS、NBS • 已有的开源软件：Ceph • 不能胜任性能、延迟敏感的场景 • 异常场景抖动较大（比如慢盘场景） • 去中心节点设计在集群不均衡的情况下需要人工运维 • 基于通用分布式存储构建上层存储服务背景 01 02 03 04 总体设计 系统特性 近期规划单卷4K随机读写IOPS 102k 39.7k 41.7k 127k 4K随机写 4K随机读 Ceph（L/N） Curve 151.89% 204.56% 单卷4K随机读写平均延迟(ms) 1.244 3.2 3.1 0.998 4K随机写 4K随机读 61.12 % 67.8% 测试环境：6台服务器*20块SATA SSD，E5-2660 v4，256G，3副本场景

© XXX Page 1 of 11 Curve文件系统空间分配方案（基于块的方案，已实现）© XXX Page 2 of 11 背景 本地文件系统空间分配相关特性 局部性 延迟分配/Allocate-on-flush Inline file/data 空间分配 整体设计 空间分配流程 特殊情况 空间回收 小文件处理 并发问题 文件系统扩容 接口设计 RPC接口 空间分配器接口 据。 CurveFS方案设计（总体设计，只实现了部分） 本地文件系统空间分配相关特性 局部性 尽量分配连续的磁盘空间，存储文件的数据。这一特性主要是针对HDD进行的优化，降低磁盘寻道时间。 延迟分配/Allocate-on-flush 在sync/flush之前，尽可能多的积累更多的文件数据块才进行空间分配，一方面可以提高局部性，另一方面可以降低磁盘碎片。 Inline file/data tent进行记录即可，（0，100MiB，2MiB）。 所以，如果能对文件的多次空间申请分配连续的地址空间，则inode中记录的extent数量可以大大减少，能够降低整个文件系统的元数据量。 对于延迟分配和Inline file这两个特性，需要fuse client端配合完成。 空间分配 整体设计 分配器包括两层结构： 第一层用bitmap进行表示，每个bit标识其所对应的一块空间

Debezium • Streamsets • mysql-binlog-connector-java • Flink CDC 性能指标 • 25w rps • 8GB 大事务 • 5s 延迟* 下一步 • 验证更多工具 • GTID • 多流业务系统 上游 Single Source of Truth 问题背景 已有系统迁移怎么办？ 下游Demo for ReplicationPolarDB-X 之间数据同步 • 支持 DDL 同步 • 支持事务复制、行级复制 已验证工具或系统 • MySQL/MariaDB • PolarDB-X 性能指标 • 1.5w rps • 1s 延迟* 下一步 • 多流 • GTID事务并行复制 • 更多源端完全兼容 MySQL 吗 03 History doesn't repeat itself but it often rhymes

Curve块存储提供底层分布式共享存储 3. Polardb for PostgreSQL提供上层高性能数 据库服务 4. 性能测试 1. benchmarkSQL 每分钟事务数提升39% 2. pgbench 延迟降低21% TPS提升26% 研究现状Curve块存储 1. 分布式块存储服务 2. KVM块存储服务 3. iSCSI协议 4. 容器云块存储(CSI) 应用场景Curve块存储 1 客户端分成NebdClient与 NebdServer两部分 2. NebdClient只做简单的转发 3. NebdServer实现大部分的客 户端逻辑Curve块存储 故障对I/O抖动延迟的影响 FAULTS CASE CURVE I/O 抖动Curve文件存储 1. 元数据服务 2. 高性能 3. 可扩展易运维 4. 云原生 设计目标Curve文件存储 1. 兼顾性能与容量的机器学习

C u r v e 核 心 组 件 之 C l i e n t 吴汉卿CURVE CURVE是高性能、高可用、高可靠的分布式存储系统 • 高性能、低延迟存储底座 • 可扩展存储场景：块存储、对象存储、云原生数据库、EC等 • 当前实现了高性能块存储，对接 OpenStack 和 k8s • 网易内部线上无故障稳定运行400+天 • 已开源 • github主页： https://opencurve Client发送RPC处标记请求成功，并返回 Chunkserver收到RPC处标记请求成功，并返回NEBD性能优化 NEBD Client接收到IO请求后，直接发送 异步RPC（在用户线程） 发送异步4K RPC的平均延迟在11.26us， 这种情况下单线程只有 89055 iops 发送RPC阻塞了用户线程，导致iops下降 优化点： 增加队列，用户请求放入队列，由后台线 程负责发送 86.4K -> 130KCLIENT性能优化

主动拷贝、链式复制、splay复制 异常处理 • PG有23种状态：Peering，Degraded等 • 强一致性协议对异常的容忍较差 使用WARO一致性协议 • 所有副本写完成返回客户端 • 延迟取决于所有副本中最慢的那一个块存储场景 为云主机提供云盘，云盘提供随机读写、快照（数据备份，灾备使用）、镜像（模板，自定义）功能。块存储场景 为物理机提供块设备 Linux IO栈 应用程序 leader 向 follower 并发拷贝 异常处理 • 自动leader选举 • 2N+1 副本数可以容忍 N 副本数异常 Quorum一致性协议 • 大多数副本写完成返回客户端 • 延迟取决于所有副本中最快的大多数主要亮点 高性能 更稳定 跟各 更稳定 具备可视化的开发页面， 直观查看任务运行情况， 数据开发方便，系统运 维方便 易运维 具备可视化的开发页面， 直观查看任务运行情况，

Curve核心组件之ChunkServer 查日苏CURVE CURVE是高性能、高可用、高可靠的分布式存储系统 • 高性能、低延迟存储底座 • 可扩展存储场景：块存储、对象存储、云原生数据库、EC等 • 当前实现了高性能块存储，对接 openstack 和 k8s 网易内部线上无故障稳定运行500+天 • 已开源 • github主页： https://opencurve.github 1中对client和chunkserver分别进行了优化，fio性能测试的结果如下表格： Nbd 10盘： Nbd单盘：新版本ChunkServer性能优化 单深度fio测试chunkserver内部时延统计 Raft 日志落盘延迟 优化前性能分析：braft日志落盘时延占据了ChunkServer处理时延的50%以上，因此推断braft日志落盘存在瓶颈 ChunkServer性能优化主要是braft日志落盘优化，包括三个方面：

fuse_ino_t parent, const char *name); 根据parent inode id 和 name找到当前文件的inode和denty结构 根据lookup count 值，如果非0，则需要延迟删除文件，如果为0，则真正删除文件。 （ ） 这里需要做标记删除 删除时需要从缓存或mds查询删除inode和dentry的位置，并去metaserver删除，然后清除本地缓存 rmdir void fuse_ino_t parent, const char *name); 根据parent inode id 和 name找到当前文件的inode和denty结构 根据lookup count 值，如果非0，则需要延迟删除目录，如果为0，则删除目录。 删除时需要从缓存或mds查询删除inode和dentry的位置，并去metaserver删除，然后清除本地缓存 opendir 可先不支持，返回ENOSYS

●--brpc_ucp_error_mode缺省是none，是的本地通讯使用shared memory成为可能 ●--brpc_set_cpu_latency 非-1, 设置intel cpu节电模式，可能减少硬 件延迟。 –/dev/cpu_dma_latency ●root特权 –Busy poll下不要开启，可能导致电耗过高、cpu降速40 Ucp Worker ●创建UcpWorker，封装ucp