中文引用格式: 劉寶琴,羅向征,林茂,等. 智能網(wǎng)卡加速Ceph存儲的性能研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2025,51(12):14-19.
英文引用格式: Liu Baoqin,Luo Xiangzheng,Lin Mao,et al. Research on accelerating Ceph storage performance with SmartNICs[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(12):14-19.
引言
以AI訓(xùn)練、HPC、邊緣計算為代表的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用爆發(fā)式增長對存儲系統(tǒng)的性能與彈性提出前所未有的挑戰(zhàn)。Ceph憑借高可用性與可擴展性優(yōu)勢在云數(shù)據(jù)中心得到廣泛應(yīng)用,但其傳統(tǒng)OSD架構(gòu)在多核場景下因線程鎖競爭與跨核通信開銷,導(dǎo)致處理器(CPU)利用率偏低,難以適配NVMe SSD等高性能硬件。Ceph社區(qū)為此重構(gòu)了Crimson-OSD架構(gòu),通過Shared-Nothing設(shè)計與異步流水線模型,優(yōu)化多核擴展性。實際測試表明: 8線程配置下,4K隨機讀IOPS性能達到311k,隨著核數(shù)增長,性能得到進一步提升,驗證了架構(gòu)重構(gòu)的有效性。盡管Crimson-OSD架構(gòu)設(shè)計取得了長足進步,但在借助智能網(wǎng)卡可編程加速能力來開展協(xié)同優(yōu)化方面的研究仍顯不足。
針對Crimson-OSD 架構(gòu)特點與性能瓶頸分析的基礎(chǔ)上,本文提出基于智能網(wǎng)卡的分層協(xié)同優(yōu)化框架,其核心內(nèi)容包括兩個方面,首先是建立關(guān)鍵參數(shù)性能敏感性模型,對Crimson-OSD多核擴展能力進行量化分析;其次設(shè)計分層協(xié)同優(yōu)化框架,突破CPU算力對存儲系統(tǒng)性能的制約。進一步對存算一體架構(gòu)與AI賦能動態(tài)管理前沿方向進行了初步探討。
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作者信息:
劉寶琴,羅向征,林茂,王欽雅,蘭麗莎
(邁普通信技術(shù)股份有限公司,四川 成都 610094)

