分布式存储系统sheepdog

Sheepdog，是由NTT的3名日本研究员开发的开源项目，主要用来为虚拟机提供块设备。

其架构如下：

 

 

 

下面，我们将从架构、模块等几个方面来介绍下：

 

一、架构图

如上图：

采用无中心节点的全对称架构，无单点故障，存储容量和性能可线性扩展；

新增节点通过简单配置可自动加入（IP:PORT），数据自动实现负载均衡；

节点故障时，数据可自动恢复；

直接支持QEMU/KVM应用；

 

二、模块

 

如上图：

由corosync，完成集群成员管理和消息传递；

由Qemu作为Sheepdog的客户端，提供NBD/iSCSI协议支持；

由gateway实现数据的DHT路由，由storage server数据数据本地存储；

 

三、数据具体存储方式

 

如上图：

以VDI Object存储VM数据，向用户暴露的是一个块设备；

包含4种数据对象：VDI、Data Object、属性对象和用于快照的VM实时状态数据对象；

以4M的小文件方式实现OBS，但很容易基于此扩展，如使用使用库替代4M的小文件；

 

四、集群管理

1. 采用corosync，tot是em协议的一个开源实现。totem协议主要用来实现集群成员管理和可靠顺序传输。

2. corosync通过提供一个CPG API来提供服务。

首先，绑定一个fd到cpg_handle，并注册回调函数cpg_dispatch；

然后将fd注册到epoll；

corosync上消息会触发fd改变，通用epoll触发回调函数cpg_dispatch；

 

这里主要有两个函数，cpg_deliver_fn和cpg_confchg_fn，分别对应sd_deliver和sd_confchg.

 其中，sd_deliver负责集群从corosync给本地发消息，主要是针对VDI进行操作；而sd_confchg主要是对node进行操作，用来监控集群成员变化。

 

五、存储对象管理

集群对象版本epoch；

obj目录下，每个新的epoch要对应创建一个新的目录；

可从epoch恢复数据；

 

六、一致性模型

通过epoll机制保证；

通过数据操作实现强一致性（多副本的写同时成功时，才向client返回）； 

 

七、DHT路由

代理路由方式；

由ip:port生成节点编号，做一致性哈希；

 

八、副本放置

一致性哈希；

虚拟节点；

 

如需了解更详细信息，可参考其官网：http://www.osrg.net/sheepdog/