Ceph Software-Defined Storage

Ceph Software-Defined Storage ist die führende quelloffene Plattform für verteilten, ausfallsicheren Rechenzentrumsspeicher. Ceph fasst die lokalen NVMe- und Enterprise-SSD-Laufwerke mehrerer Standard-Server zu einem gemeinsamen, selbstheilenden Speicherpool (RADOS) zusammen und stellt daraus gleichzeitig Blockspeicher (RBD) für virtuelle Maschinen, ein verteiltes Dateisystem (CephFS) sowie S3-kompatiblen Objektspeicher (RADOS Gateway) bereit.

Herzstück der Architektur ist der sogenannte CRUSH-Algorithmus: Anstatt Daten über anfällige zentrale Controller-Tabellen zu verwalten, berechnen Speicherknoten und Clients direkt, auf welchen Servern und in welchen Racks die Datenblöcke redundant abgelegt werden. Fällt eine Festplatte oder ein ganzer Server aus, stellt das Cluster die fehlenden Kopien im Hintergrund automatisch wieder her.

Warum Rechenzentren und Mittelstand klassische SAN-Systeme durch Ceph ablösen

Klassische proprietäre Storage-Systeme (SAN/NAS) binden Unternehmen oft über teure Kapazitätslizenzen, herstellerspezifische Ersatzteile und stark steigende Wartungsverträge nach dem dritten oder fünften Betriebsjahr. Zudem zwingt ein Generationenwechsel bei klassischen Storage-Arrays häufig zu aufwendigen Komplettmigrationen.

Mit Ceph nutzen IT-Abteilungen herstellerunabhängige Server-Hardware ihrer Wahl und können das Speichersystem im laufenden Betrieb schrittweise um einzelne Knoten erweitern oder alte Server austauschen. In Verbindung mit Proxmox VE bildet Ceph die Basis moderner hyperkonvergenter Cluster und reduziert die Speicherkosten pro Terabyte über fünf Jahre im Vergleich zu proprietären SAN-Lösungen oft um 50 bis 70 Prozent.*

Worauf es bei Hardware-Auswahl und Netzwerk-Dimensionierung ankommt

Der häufigste Fehler beim Aufbau eines Ceph-Clusters ist das Sparen an den falschen Hardware-Komponenten – insbesondere der Einsatz von Consumer-SSDs ohne Power-Loss-Protection (PLP). Da Ceph jeden Schreibvorgang erst nach sicherer Bestätigung auf mehreren Knoten quittiert, brechen die Schreibgeschwindigkeiten auf Laufwerken ohne Kondensatorpufferung drastisch ein.

Ebenso entscheidend ist das Netzwerk: Wenn bei einem Serverausfall mehrere Terabyte im Hintergrund neu verteilt werden (Rebalancing), reicht ein einfaches 1-Gbit/s- oder geteiltes 10-Gbit/s-Netzwerk nicht aus. Für produktive NVMe-Cluster sind dedizierte 25-Gbit/s- oder 100-Gbit/s-Verbindungen Standard.

3 Empfehlungen für einen schnellen und ausfallsicheren Ceph-Betrieb

• Ausschließlich Datacenter-NVMe-Laufwerke mit PLP verbauen: Achten Sie bei der Serverbeschaffung strikt auf Enterprise-NVMe-SSDs mit integrierter Power-Loss-Protection, um dauerhaft niedrige Latenzen (< 2 ms) für Datenbanken und virtuelle Maschinen sicherzustellen.
• Eigenes Replikations-Netzwerk (Cluster Network) trennen: Führen Sie den internen Synchronisations- und Self-Healing-Datenverkehr über dedizierte, redundante 25/100-GbE-Netzwerkkarten, damit Wartungs- oder Wiederherstellungsprozesse niemals den Produktivbetrieb beeinträchtigen.
• Mindestens 3 bis 5 Knoten mit sauberer Rack-Verteilung planen: Konfigurieren Sie die Ausfalldomänen (Failure Domains) so, dass Datenkopien automatisch über getrennte Serverschränke oder Brandabschnitte verteilt werden.

*Modellrechnung: Alle angegebenen Lizenz-, Infrastruktur- und TCO-Werte verstehen sich als unverbindliche Beispielkalkulation auf Basis typischer Szenarien.