DAOS 分布式异步对象存储｜相关组件

DAOS 的安装涉及多个组件，这些组件可以是集中式的，也可以是分布式的。

DAOS 软件定义存储 (software-defined storage, SDS) 框架依赖于两种不同的通信通道：

• 用于带外管理 (out-of-band management) 的 TCP/IP 网络；
• 用于数据访问的高性能结构。

实际上，同一个网络可以用于管理和数据访问。IP over Fabric 也可用作管理网络。

DAOS 系统

DAOS 服务器是一个多租户守护进程，运行在 Linux 实例（物理节点、VM 或容器）上，管理分配给 DAOS 本地连接的 SCM (Storage-Class Memory) 和 NVM (Non-Volatile Memory) 存储。它监听由 IP 地址和 TCP 端口号寻址的管理端口，以及由网络 URI 寻址的一个或多个结构端点。

DAOS 服务器是通过 YAML 文件 /etc/daos/daos_server.yml（可通过命令行指定的其他路径）进行配置的。服务的启动和停止可以与不同的守护进程管理或编排框架集成（systemd 脚本、Kubernetes 服务、或类似 pdsh 和 srun 的并行启动程序）。

DAOS 系统由一个系统名标识，它由一组连接到同一结构的 DAOS 服务器组成。两个不同的系统由两组不相交的服务器组成，彼此不能相互协调。DAOS Pool 也不能跨多个系统。

在内部，DAOS 服务器由多个守护进程组成：

首先要启动的是控制平面（control plane，二进制名 daos_server）。

• 它负责解析配置文件、配置存储并最终启动和监视数据平面的一个或多个实例。
• 控制平面用 Go 编写，并在 gRPC 框架上实现 DAOS management API。该框架提供了一个安全的带外通道来管理 DAOS 系统。
• 每个服务器要启动的数据平面实例的数量以及存储、CPU 和 Fabric Interface Affinity 可以通过 daos_server.yml 进行配置。

然后是数据平面（data plane，二进制名 daos_engine）。

• 数据平面是一个用 C 编写的多线程进程，负责运行 DAOS 存储引擎。它通过 CART 通信中间件处理传入的元数据和 I/O 请求，并通过 PMDK（Persistent Memory Devevelopment Kit，用于 SCM）和 SPDK（Storage Performance Development Kit，用于 NVMe SSD）访问本地 NVM 存储。

• 数据平面依赖于 ABT (Argobots) 进行基于事件的并行处理，并导出可通过结构独立寻址的多个 Target。

• 在 DAOS 系统中，每个数据平面实例都被分配一个唯一的等级。

控制平面和数据平面进程通过 Unix Domain Sockets 和被称为 dRPC 的定制轻量级协议进行本地通信。

进一步阅读：

• DAOS 控制平面 DAOS control plane (daos_server)
• DAOS 数据平面 DAOS data plane (daos_engine)
• Persistent Memory Devevelopment Kit
• Storage Performance Development Kit

客户端 API，工具和 I/O 中间件

应用程序、用户和管理员可以通过两个不同的客户端 API 与 DAOS 系统交互。

DAOS management Go package 允许从任何可以通过带外管理通道与 DAOS 服务器通信的节点管理 DAOS 系统。此 API 保留给通过特定证书进行身份验证的 DAOS 系统管理员。DAOS management API 旨在与不同供应商的存储管理或开源编排框架集成。名为 dmg 的命令行工具是在 DAOS management API 上构建的。

进一步阅读：

• DAOS management Go package
• DAOS Management tool (aka dmg)

DAOS 库 libdaos 实现了 DAOS 存储模型，主要面向希望将数据集存储到 DAOS container 中的应用程序和 I/O 中间件开发人员。它可以被连接到目标 DAOS 系统所使用的结构的任何节点使用。

应用程序进程通过 DAOS 代理进行身份验证。libdaos 导出的 API 通常称为 DAOS API（不同于 DAOS management API），允许通过不同的接口（例如键值存储或 array API）管理 container 和访问 DAOS 对象。

libdfs 库模拟 libdaos 上的 POSIX 文件和目录抽象，并为需要 POSIX 命名空间的应用程序提供平滑的迁移过程。

进一步阅读：

• DAOS Library (libdaos) and array interface and KV interface built on top of the native DAOS API
• Python API bindings
• Go bindings and API documentation
• POSIX File & Directory Emulation (libdfs)

libdaos 和 libdfs 库为支持特定的数据格式（例如 HDF5 和 Apache Arrow）提供了基础。

进一步阅读：

• DAOS VOL connector for HDF5
• ROMIO DAOS ADIO driver for MPI-IO

代理

DAOS 代理 (DAOS agent) 是驻留在客户端节点上的守护程序，它通过 dRPC 与 DAOS 客户端库进行交互，以验证应用程序进程。

DAOS 代理是一个可信任的实体，可以使用本地证书对 DAOS 客户端凭据进行签名，同时支持不同的身份验证框架，并使用 Unix Domain Sockets 与客户端库通信。

DAOS 代理用 Go 编写，通过 gRPC 与每个 DAOS 服务器的控制平面组件进行通信，向客户端库提供 DAOS 系统成员信息，并支持 Pool 列表。

相关信息

GitHub: https://github.com/storagezhang

Emai: debugzhang@163.com

华为云社区: https://bbs.huaweicloud.com/blogs/255551

DAOS: https://github.com/daos-stack/daos

本文翻译自 https://github.com/daos-stack/daos/blob/master/src/engine/README.md