Cephはスケーラブルであり、単一障害点を持たないように設計されています。 モニター（MON）、オブジェクトストレージデーモン（OSD）、およびメタデータサーバー（MDS）は、Cephクラスター内の3つの主要なデーモン（Linuxプロセス）です。 通常、Cephクラスターには冗長性のために3つ以上のモニターノードがあります。 モニターはクラスターマップのマスターコピーを維持し、これによりCephクライアントはOSDとMDSと直接通信することができます。 これらのマップは、Cephデーモンがお互いと連携するために必要な重要なクラスタ状態です。 モニターは、デーモンとクライアント間の認証を管理する責任もあります。 奇数のモニターはクラスターマップをクオラムを使用して維持します。 このアルゴリズムは、モニター上の単一障害点を回避し、彼らの合意が有効であることを保証します。 CephのオブジェクトストレージデーモンであるOSDです。 データを保存し、データの複製、回復、再バランスを処理し、他のOSDデーモンのハートビートをチェックしてCephモニターにいくつかの監視情報を提供します。 すべてのストレージサーバーは、1つまたは複数のOSDデーモンを実行し、1つのストレージデバイスごとに1つ実行されます。 冗長性と高い可用性のためには通常、少なくとも3つのOSDが必要です。 MDSデーモンは、Cephファイルシステムに保存されているファイルに関連するメタデータを管理し、共有Cephストレージクラスタへのアクセスを調整します。 冗長性のために複数のアクティブなMDSを持つことができ、各MDSの負荷をバランスさせることができます。 共有ファイルシステムを使用する場合にのみ、1つ以上のメタデータサーバー（MDS）が必要です。

Cephはスケーラブルなストレージです

従来のストレージシステムでは、クライアントは中央集権的なコンポーネント（例：ホストバスアダプタまたはゲートウェイ）と通信し、これは複雑なサブシステムへの唯一の入り口です。 集中型コントローラーは、パフォーマンスと拡張性の両方に制限を課し、単一障害点を導入します。 集中コンポーネントがダウンすると、システム全体もダウンします。 Cephクライアントはモニタから最新のクラスタマップを取得し、CRUSHアルゴリズムを使用してクラスタ内のどのOSDを計算するかを決定します。 このアルゴリズムにより、クライアントは集中コントローラーを経由せずに直接Ceph OSDと対話することができます。 CRUSHアルゴリズムは、スケーラビリティの制限を引き起こす単一のパスを排除します。 Ceph OSDクラスタはクライアントに共有ストレージプールを提供します。 容量やパフォーマンスが必要な場合は、新しいOSDを追加してプールをスケールアウトすることができます。 Cephクラスタのパフォーマンスは、OSDの数に比例しています。 OSDの数を増やすと、読み取り/書き込みIOPSが増加することが以下の図で示されています。

従来のディスクアレイは、RAIDコントローラを使用してデータをディスク障害から保護します。 RAID技術が発明された当時、ハードディスクドライブの容量は約20MBでした。 今日のディスク容量は16TBというほど大きいです。 RAIDグループ内の故障したディスクの再構築には1週間かかる場合があります。 RAIDコントローラーが故障したドライブを再構築している間、同時に2番目のディスクが故障する可能性があります。 再構築に時間がかかる場合、データの損失の可能性が高くなります。

Cephは、クラスタ内の他のすべての健全なドライブによって失われたデータを回復します。Cephは、故障したドライブに格納されているデータのみを再構築または修復します。もし健全なディスクが複数ある場合、回復時間は短くなります。