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Rados API 的使用

Rados 介绍

Rados 是 Ceph 最底层的组件, 基于对象存储模型, 向上提供 object, file system, block 的存储方式. 这里我主要关注 rados block storage: rbd

rbd 用两种方式提供的客户端访问, 一种方式是是把客户端操作集成在内核中, 用户 只需要像使用其他文件系统一样挂载就可以直接使用了, 我在 CEPH 初体验 里面有 简单的提及.

另一种方式是通过 librados 来访问, 这个库有各种语言支持, e.g. C, python, java 等. QEMU 中对 Ceph 的支持即是通过这种方式来实现的.

本文主要讨论 librados(librbd) 的使用.

API 说明

为了使用 rbd, 需要使用以下几个 API:

/** 
 * 创建一个 rados_t 句柄, 该句柄存储了rados 客户端的数据结构, 用来和
 * rados 通信, 第二个参数是连接 rados 的客户端 ID
 * 
 * @param cluster 存储句柄的指针
 * @param id 连接 rados 的用户名
 * @return 
 */
int rados_create(rados_t *cluster, const char * const id);
 
/** 
 * 设置 rados 参数, 包括认证信息, monitor 地址等, 如果设置了 cephx 认证,
 * 那么之前创建 rados 句柄的时候, 必须设置客户端 ID, 并且必须设置 key 的密码
 * 
 * @param cluster 上面创建的 rados 句柄
 * @param option 
 * @param value 
 * @return 
 */
int rados_conf_set(rados_t cluster, const char *option, const char *value);
 
/** 
 * 完成了上面的设置之后, 使用 rados 句柄连接 rados 服务器
 * 
 * @param cluster 
 * 
 * @return 
 */
int rados_connect(rados_t cluster);
 
/** 
 * 成功连接上 rados 服务器之后, 就可以用 rados_ioctx_create() 打开 rados
 * 上的 pool, 该函数需要传递一个 rados_ioctx_t, 用来保存 IO 句柄
 * 
 * @param cluster rados 句柄
 * @param pool_name 需要打开的 pool
 * @param ioctx 保存 IO 句柄
 * 
 * @return 
 */
int rados_ioctx_create(rados_t cluster, const char *pool_name, rados_ioctx_t *ioctx);
 
/** 
 * 利用上面创建的关联到 pool 上的 IO 句柄打开具体的镜像
 * 
 * @param io IO 句柄
 * @param name 镜像名称
 * @param image 存储 image 句柄, 以后需要这个指针读写镜像
 * @param snap_name 打开镜像上的快照, 如果不是, 传递 null
 * @return 
 */
int rbd_open(rados_ioctx_t io, const char *name, rbd_image_t *image, const char *snap_name);
 
/** 
 * rados 支持异步操作, 当执行大量 I/O 的时候, 不需要等待每一个操作完成,
 * 只需要传递一个回调函数给读写函数, 当操作完成后, librados 会自动条用
 * 我们的回调函数. 下面的函数创建一个 rados 的异步句柄
 * 
 * @param cb_arg 传递给回调函数的参数
 * @param complete_cb 回调函数
 * @param c 存储异步句柄
 * 
 * @return 
 */
int rbd_aio_create_completion(void *cb_arg, rbd_callback_t complete_cb, rbd_completion_t *c);
 
/** 
 * 异步读的 API
 * 
 * @param image 上面谈到的 image 句柄
 * @param off 读写的文件位置
 * @param len 读写大小
 * @param buf 存储读写的数据
 * @param c 异步句柄
 * 
 * @return 
 */
int rbd_aio_read(rbd_image_t image, uint64_t off, size_t len, char *buf, rbd_completion_t c);

测试

完整的测试代码可以到 这里 下载, 我已经详细的写了程序注释.

首先, 我们创建一个测试的镜像, 写入一些数据, 看看我们的程序能不能读到:

# 1. 创建一个名为 test 的 pool
# rados mkpool test
# 2. 在 test 中创建镜像 hello
# rbd create -p test --size 10 hello
# 3. 在 hello 中写一些数据(为了使用这个 rbd, 先 map 到我们的文件系统, 写入数据, 再 unmap)
rbd map test/hello
echo "hello, you are reading image hello which is in test pool, have fun" > hello.txt
dd if=hello.txt of=/dev/rbd/test/hello
rbd unmap /dev/rbd/test/hello

然后用我们的测试程序来读取上面写入的数据

# ./rados test hello admin AQBhjqlSKBBTCxAAwchc9GauJ4+MPHz9hkV9Iw== 192.168.176.30:6789
open rados as following setting:
poolname: test
imagename: hello
username: admin
password: AQBhjqlSKBBTCxAAwchc9GauJ4+MPHz9hkV9Iw==
monitor: 192.168.176.30:6789
buffer read:
========================================
hello, you are reading image hello which is in test pool, have fun
 
========================================

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