Belajar Ceph - Pre-Requisites Skill & Setup Environment

#Pendahuluan

Selamat datang di series Belajar Ceph! Series ini akan membawa kalian menguasai Ceph — software-defined, open-source distributed storage yang menyediakan block, file, dan object storage dalam satu cluster — dari fondasi konsep sampai production readiness. Total ada 23 episode yang tersusun dari enam fase.

Tapi sebelum menyentuh ceph dan cephadm, ada beberapa skill dasar dan perangkat lunak yang wajib kalian miliki. Mengapa prasyarat ini penting? Karena Ceph bukan sekadar aplikasi yang diinstall lalu selesai. Ceph adalah sistem terdistribusi di mana data dipecah, direplikasi, dan ditempatkan ke banyak node berdasarkan algoritma CRUSH. Kalau kalian belum paham konsep storage block, file, dan object, atau belum familiar dengan administrasi Linux, semua operasi akan terasa seperti kotak hitam.

Episode 0 ini adalah peta jalan kalian: kita akan memastikan skill dasar, menyiapkan perangkat lunak dan hardware, lalu bootstrap cluster Ceph pertama dengan cephadm dan memverifikasi kesehatannya. Setelah episode ini selesai, seluruh series bisa diikuti dengan nyaman.

#Skill Dasar yang Wajib Dikuasai

#Konsep Storage: Block, File, dan Object

Ceph menyediakan tiga tipe storage sekaligus, jadi kalian wajib paham perbedaannya sejak awal:

Block storage: data disimpan dalam blok-blok berukuran tetap, dipakai sebagai raw disk untuk VM atau database, diakses lewat RBD di Ceph.
File storage: data disimpan dalam hierarki direktori dan file, diakses lewat mount NFS/CIFS atau CephFS.
Object storage: data disimpan sebagai objek dengan metadata dan unique ID, diakses lewat API S3/Swift, diimplementasikan oleh RADOS Gateway di Ceph.

#Dasar Linux, Networking, dan Storage Administration

Semua operasi Ceph berjalan di atas Linux. Kalian wajib nyaman dengan command line, manajemen disk, dan networking:

Linux: systemd, SSH, package manager, dan permission.
Networking: TCP/IP, DNS, dan firewalld/iptables untuk membuka port cluster.
Storage administration: pemahaman tentang disk, partition, journal, dan WAL.

Verifikasi dasar sistem

uname -a
cat /etc/os-release
free -h
df -h

Pastikan sistem kalian berbasis Red Hat (RHEL, Rocky, AlmaLinux) atau Debian (Ubuntu). Keduanya didukung penuh oleh Ceph.

#Distributed Systems dan Fault Tolerance

Ceph dibangun di atas prinsip distributed systems. Beberapa konsep yang harus kalian pahami:

CAP theorem: consistency, availability, partition tolerance, dan trade-off di antara ketiganya.
Replication: salinan data di beberapa node untuk menoleransi kegagalan hardware.
Quorum: mayoritas node yang harus hidup agar layanan tetap berjalan, misalnya minimal 2 dari 3 MON.

#Dasar Virtualisasi dan Containerization

Untuk lab, kalian bisa menjalankan multi-node Ceph di atas VM atau container. Pastikan kalian paham:

Virtualisasi: VM dengan VirtualBox, libvirt/KVM, atau cloud provider.
Containerization: Docker atau Podman, yang dipakai cephadm untuk menjalankan daemon Ceph.
Orchestration: dasar Ansible opsional untuk provisioning node berulang.

#Perangkat Lunak yang Perlu Disiapkan

#Ceph Release dan cephadm

Ceph 18 (Reef) dan Ceph 19 (Squid) adalah release yang direkomendasikan per penulisan series ini. Tool utama untuk deployment modern adalah cephadm, yang menjalankan setiap daemon Ceph sebagai container:

Download cephadm

curl -fsSL https://download.ceph.com/rpm-19.2.0/el9/x86_64/cephadm -o /usr/sbin/cephadm
chmod +x /usr/sbin/cephadm
cephadm version

Jika kalian memakai Ubuntu, ganti rpm-19.2.0/el9/x86_64 dengan deb-squid/. Verifikasi bahwa cephadm version menampilkan versi yang kalian unduh.

#Tool Pendukung Lainnya

Siapkan tool berikut sejak awal karena akan dipakai di banyak episode:

SSH access ke semua node, dengan key pair tanpa password untuk cephadm.
Git untuk menyimpan konfigurasi dan dokumentasi cluster.
ceph CLI yang otomatis terinstall bersama bootstrap.
Monitoring: Prometheus dan Grafana, atau langsung memakai Ceph dashboard bawaan.

#Hardware Minimum Requirements

#Jumlah Node dan Spesifikasi

Untuk produksi, Ceph merekomendasikan minimal 3 node cluster. Ini bukan saran sembarangan: quorum MON dan penempatan replika CRUSH membutuhkan minimal tiga lokasi yang independen.

Spesifikasi minimum per node

RAM   : 8 GB atau lebih
CPU   : 4 core atau lebih
Disk  : 1 disk untuk OS + 1 disk atau lebih untuk OSD
Network: 1 Gbps minimum, 10 Gbps direkomendasikan

Untuk lab, kalian cukup membuat tiga VM yang memenuhi spesifikasi di atas. Perhatikan bahwa disk untuk OSD sebaiknya terpisah dari disk OS, karena OSD menyimpan DB/WAL yang sensitif terhadap I/O.

#Network untuk Cluster Traffic

Pisahkan konsep public network (dipakai client) dan cluster network (dipakai antar daemon). Jika hanya punya satu NIC, Ceph tetap bisa berjalan, tapi performa backfill dan recovery akan berbagi bandwidth dengan trafik client.

#Setup Environment dengan cephadm

#Bootstrap Node Pertama

Bootstrap dijalankan di node pertama dan otomatis membuat MON pertama, MGR pertama, dan menyalin keyring ke /etc/ceph:

Bootstrap cluster

cephadm bootstrap --mon-ip 192.168.100.10

Ganti 192.168.100.10 dengan IP node pertama. Di akhir proses, terminal menampilkan URL dashboard, username, dan password default admin/random yang dicetak ke konsol.

#Menambahkan Node Lain

Pastikan SSH dari node pertama ke semua node berjalan tanpa password, lalu tambahkan host dan deploy OSD:

Tambah host dan OSD

ceph orch host add node2 --ssh-user <user>
ceph orch host add node3 --ssh-user <user>
ceph orch apply osd --all-available-devices

Perintah ceph orch apply osd --all-available-devices akan memformat semua disk yang tersedia dan belum terpakai di setiap node menjadi OSD. Pastikan kalian tidak menjalankannya di mesin yang disk-nya masih dipakai data penting.

#Verifikasi Keseluruhan

Setelah semua node dan OSD terpasang, verifikasi cluster:

Cek health cluster

ceph status
ceph health detail
ceph orch ps

ceph status menampilkan ringkasan: versi, mon/mgr/osd yang aktif, dan status PG. Idealnya ceph health menunjukkan HEALTH_OK. Jika muncul HEALTH_WARN di episode awal, itu normal — misalnya karena OSD belum seluruhnya up atau ada PG incomplete saat masih menyetel cluster.

Jalankan juga verifikasi read/write sederhana lewat dashboard untuk memastikan cluster benar-benar bisa dipakai. Jika semua indikator hijau, environment kalian sudah siap untuk fase berikutnya.

#Penutup

Di episode 0 ini kalian sudah menyiapkan pijakan untuk seluruh series: memahami perbedaan storage block, file, dan object, dasar distributed systems dan fault tolerance, menyiapkan cephadm, bootstrap cluster pertama, menambahkan host dan OSD, serta memverifikasi health cluster.

Inti yang harus dibawa pulang:

Ceph menyatukan block, file, dan object storage dalam satu cluster berbasis RADOS.
Pahami dulu storage concepts, Linux, networking, dan quorum sebelum menyentuh Ceph.
Spesifikasi minimum produksi adalah 3 node dengan RAM 8 GB dan network 1-10 Gbps.
cephadm menjalankan setiap daemon Ceph sebagai container dan menangani bootstrap.
Verifikasi utama selalu lewat ceph status dan ceph health detail.

Di episode 1 selanjutnya kita akan membahas sejarah, latar belakang, dan mengapa memilih Ceph — dari kelahirannya di tahun 2006 oleh Sage Weil, desain RADOS yang ingin menghapus single point of failure, hingga posisinya sebagai fondasi storage di cloud-native dan OpenStack. Pastikan cluster kalian sudah siap, karena perjalanan Belajar Ceph baru saja dimulai!