前言
在現代 IT 基礎架構中，資料是企業的命脈。隨著虛擬化、容器化與雲端應用的普及，傳統儲存架構逐漸難以滿足高擴充性與高可靠性的需求。軟體定義儲存（Software-Defined Storage, SDS） 因此誕生，透過軟體將儲存控制邏輯從昂貴的專用硬體中解放出來。而在眾多 SDS 解決方案中，Ceph 是最具代表性的開源系統之一。
一、什麼是軟體定義儲存 (SDS)
🔹 定義
軟體定義儲存（SDS）是指將儲存管理的智慧邏輯從硬體中抽離，透過軟體來統一管理與分配儲存資源。它不再依賴昂貴的儲存控制器，而是利用多台普通伺服器的硬碟、SSD，形成一個高可用、高擴充的分散式儲存系統。
簡單來說：
SDS = 「用軟體」定義並管理「儲存資源」。
二、傳統儲存 vs. 軟體定義儲存
| 項目 | 傳統 SAN / NAS | 軟體定義儲存 (SDS) |
|---|---|---|
| 架構 | 專用儲存控制器 | 普通伺服器 + 軟體管理 |
| 擴充方式 | 垂直擴充（加大硬體） | 水平擴充（加節點） |
| 容錯機制 | RAID | 節點間複製 / 編碼修復 |
| 成本 | 高、受廠商限制 | 低、硬體自由搭配 |
| 管理方式 | 手動設定、專用介面 | 軟體集中管理、API 自動化 |
| 常見產品 | EMC、NetApp、Synology | Ceph、GlusterFS、TrueNAS SCALE |
透過 SDS，企業能以標準 x86 硬體打造企業級儲存叢集，同時降低成本並提升靈活性。
三、Ceph 簡介 —— Proxmox 的 SDS 核心
Ceph 是一套完全開源的分散式儲存系統，具備高擴充性與高可靠性。它在多數大型雲端平台與企業環境中被廣泛採用，也是 Proxmox VE 原生支援的 SDS 解決方案。
Ceph 同時提供三種儲存模式：
- 🧱 區塊儲存（RBD）：供虛擬機使用的虛擬磁碟。
- 📁 檔案儲存（CephFS）：具 POSIX 相容的共享檔案系統。
- ☁️ 物件儲存（RGW）：提供 S3 相容的 API，用於應用整合或備份。
四、Ceph 的核心組成
典型的 Ceph 叢集由下列角色構成：
| 元件 | 功能 | 說明 |
| MON (Monitor) | 管理叢集狀態 | 維護節點、OSD 的狀態與叢集共識 (quorum)。 |
| OSD (Object Storage Daemon) | 實際儲存資料 | 管理磁碟上的物件，負責複製與修復。 |
| MDS (Metadata Server) | 檔案系統中繼資料 | 僅用於 CephFS，管理目錄與檔案結構。 |
| MGR (Manager) | 監控與統計 | 提供 Dashboard 與叢集狀態監控。 |
當資料寫入 Ceph 時，系統會利用 CRUSH 演算法 將資料切割為物件並分散存放於多個 OSD 節點中，確保自動負載平衡與高可靠性。
五、Ceph 的運作原理（簡化流程）
1️⃣ 用戶端（例如 VM）發送寫入請求。
2️⃣ Ceph 將資料分割成多個物件。
3️⃣ 根據 CRUSH 規則，將物件分散到不同 OSD 節點。
4️⃣ 每個物件會自動建立多份副本（預設 3 份）。
5️⃣ 當節點或硬碟故障時，Ceph 會自動偵測並重建缺失的資料。
因此，Ceph 可實現「自我修復、自我管理、無單點故障」的高可靠儲存環境。
六、Ceph 與 Proxmox 的整合
Proxmox VE 內建 Ceph 支援，能直接透過 GUI 建立、安裝與監控 Ceph 叢集。
常見架構：
- 至少三台 PVE 節點（每台有多顆硬碟）
- 每台同時運行 VM 與 Ceph OSD
- 兩個主要網路：
- Public Network：VM / 客戶端存取通道
- Cluster Network：Ceph 節點間同步與複製通道
範例設定（/etc/pve/storage.cfg）：
rbd: ceph-pool
monhost 10.0.200.11;10.0.200.12;10.0.200.13
pool rbd
content images,rootdir
七、Ceph 優點與限制
| 優點 | 限制 |
| ✅ 高可用與自動修復 | ⚙️ 架設與調校相對複雜 |
| ✅ 可橫向擴充 | 🔋 需要較多 RAM 與網路頻寬 |
| ✅ 開源無授權限制 | 🧠 學習曲線偏高 |
| ✅ 與 PVE 原生整合 | 📈 寫入延遲略高於本地 SSD |
若是單機 Proxmox，建議使用 ZFS；若為三台以上節點的叢集，Ceph 是理想的共享儲存選擇。
八、Ceph 的實際應用
Ceph 廣泛應用於 CERN、Bloomberg 及多家雲端服務商，用於私有雲、備份平台、AI 訓練儲存等。其架構可擴展至 PB 級容量，具備企業級耐用性與穩定性。
九、實務建議
| 環境類型 | 建議儲存方案 |
| 單機測試 | ZFS 或本地磁碟 |
| 2–3 節點（中小企業） | NFS 或 iSCSI 共享儲存 |
| 3 台以上叢集（企業級） | Ceph Cluster |
| 備份儲存 | Proxmox Backup Server 或 Ceph RGW |
結論
軟體定義儲存 (SDS) 是資料中心的未來發展方向。它讓儲存不再受限於硬體，而是以軟體為核心進行彈性擴充與智慧化管理。Ceph 作為開源 SDS 的代表，具備高可用、自動修復與可線性擴充等特性，完美契合現代虛擬化與雲端應用的需求。
「Ceph 不只是儲存，它是一個自我修復、可擴充的資料網格 (data fabric)。」
透過 Proxmox VE 的原生整合，中小型 IT 團隊也能輕鬆部署企業級 Ceph 儲存叢集，打造穩定且具彈性的虛擬化基礎架構。