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Open Source分散式儲存架構應用於虛擬化資源分配平台之研究

為了解決nas雲端硬碟比較的問題，作者薛博仁 這樣論述：

資訊科技與日俱進，虛擬化在資訊的運用上，屬於劃時代的改變，將一部電

腦透過虛擬化的方式，衍生出多部系統環境。在過去，為了解決大型伺服器資源冗餘問題，以虛擬化的方式，將電腦硬體資源模擬為多個虛擬機器；而現代也透過虛擬化的方式，實現快速部署環境、彈性運用硬體資源的便利，使技術更迅速地融入產業當中。為了維持虛擬機器的可用性、可靠性，需取決於虛擬機器的儲存場域。過去使用集中式儲存的方式，容易造成硬體負載超載，而造成虛擬機器運行失衡，以及單一資料安全性問題，最重要的為集中式儲存一旦故障，所運作的虛擬機器也會受影響；透過分散式儲存，可以降低其中一部儲存系統故障，而不造成虛擬機器中止運作，以及確保資料安全性，但分散式軟體服務不計其

數，該如何評估自己的系統，進而選擇適合的系統，在本研究中，透過 RedHat 所提供的兩個分散式服務為例，Ceph與Gluster作為分散式儲存實例，從資料傳輸效率，虛擬機器的運作效能作為比較，以及各分散式儲存的容錯、災難復原作為分析，挑選出適合運行虛擬機器的場域環境。本研究主要提供虛擬機器運行之場域，並於實體主機中進行負載平衡，防止虛擬機器在過載的實體主機中啟動，在文獻當中已有動態遷移虛擬機器平衡負載的方式，但並未在啟動前對於系統先行評估，故本研究透過實體主機的運行狀況，判斷 記憶體剩餘容量、CPU處理器使用率、儲存空間容量，來判定目前虛擬機器適合在哪部實體主機中運行。經由本研究測試，使用集

中式儲存以及分散式儲存，其傳輸效能最佳的為分散式Gluster分佈式卷進行RAID 0所組織，約每秒經由dd測試工具寫入535 MB，但在該模式上並未有容錯機制；而在容錯上適合雲系統儲存的為分散式Gluster分散式卷，以及分散式Ceph儲存架構，將資料個別分割後，分散至各個儲存裝置中，並基於糾刪碼原理，使儲存裝置上有所容錯，即使發生其中一部主機或範圍內硬碟故障，也不影響虛擬機器運作；兩個作為分散式儲存的架構，Ceph在維護、復原機制勝過於Gluster分散式卷，其主要為Ceph透過CRUSH演算法，將每個分割壓縮過後的檔案，分散至各個硬碟中，當硬碟發生故障進行抽換， CRUSH演算法即計算出

遺失的資料位置，從其他健康的硬碟進行備援，而Gluster僅透過HASH演算法，將資料進行標記後，將資料依照硬碟數量進行等分分割壓縮，最後再傳輸至各硬碟當中。本研究主要供應中小型企業、教育場域使用，透過一般電腦自組分散式儲存系統，供應虛擬機器儲存使用。由於一般電腦效能、資源不比大型企業所用的高階伺服器，故配合資源分配機制，來維持虛擬機器的運行；並在自組架構中的維護，提供災難復原機制，降低錯誤發生時的瑣碎問題。