Docker存储驱动devicemapper配置

devicemapper驱动将每一个 Docker镜像和容器存储在它自身的具有精简置备(thin-provisioned)、写时拷贝(copy-on-write)和快照功能(snapshotting)的虚拟设备上。由于Device Mapper技术是在块(block)层面而非文件层面，所以Docker Engine的devicemapper存储驱动使用的是块设备来存储数据而非文件系统。(摘自网络)

一、Devicemapper的模式

devicemapper是RHEL下 Docker Engine 的默认存储驱动，它有两种配置模式:loop-lvm和direct-lvm。

loop-lvm是默认的模式，它使用OS层面离散的文件来构建精简池(thin pool)。该模式主要是设计出来让Docker能够简单的被”开箱即用(out-of-the-box)”而无需额外的配置。但如果是在生产环境的部署Docker，官方明文不推荐使用该模式。我们使用docker info命令可以看到以下警告:

WARNING: Usage of loopback devices is strongly discouraged for production use. Either use –storage-opt dm.thinpooldev or use –storage-opt dm.no_warn_on_loop_devices=true to suppress this warning.

direct-lvm是Docker推荐的生产环境的推荐模式，他使用块设备来构建精简池来存放镜像和容器的数据。

二、配置Devicemapper direct-lvm模式

1. 停止docker

[root@hathor70 ~]# systemctl stop docker

2. 查看本机磁盘，使用空余的磁盘做lvm

[root@hathor70 ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 146.0 GB, 145999527936 bytes, 285155328 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000e2af0

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1            2048    25167871    12582912   83  Linux
/dev/sda2        25167872    41945087     8388608   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda3   *    41945088    50333695     4194304   83  Linux
/dev/sda4        50333696   285155327   117410816    5  Extended
/dev/sda5        50337792    67115007     8388608   83  Linux
/dev/sda6        67117056    83894271     8388608   83  Linux
/dev/sda7        83896320   285155327   100629504   83  Linux
WARNING: fdisk GPT support is currently new, and therefore in an experimental phase. Use at your own discretion.

Disk /dev/sdb: 146.0 GB, 145999527936 bytes, 285155328 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: gpt

#         Start          End    Size  Type            Name
 1           34    285155294    136G  Microsoft basic primary

3. 创建PV

[root@hathor70 ~]# pvcreate /dev/sda7 /dev/sdb1
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.

4. 创建VG

[root@hathor70 ~]# vgcreate docker /dev/sda7 /dev/sdb1
  Volume group "docker" successfully created

5. 查看VG信息

[root@hathor70 ~]# vgdisplay docker
  --- Volume group ---
  VG Name               docker
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  5
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               231.93 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              59375
  Alloc PE / Size       57592 / 224.97 GiB
  Free  PE / Size       1783 / 6.96 GiB
  VG UUID               ZOTofh-XYtf-bCbk-cttv-ARjX-lhDi-ahl5Zb

6. 创建thinpool

1）创建pool

[root@hathor70 ~]#  lvcreate --wipesignatures y -n thinpool docker -l 95%VG
    Logical volume "thinpool" created.

[root@hathor70 ~]#  lvcreate --wipesignatures y -n thinpoolmeta docker -l 1%VG
    Logical volume "thinpoolmeta" created.

说明：数据LV大小为VG的95%,元数据LV大小为VG的1%,剩余的空间用来自动扩展。

2）将pool转换为thinpool

 [root@hathor70 ~]#  lvconvert -y --zero n -c 512K --thinpool docker/thinpool --poolmetadata docker/thinpoolmeta
      WARNING: Converting logical volume docker/thinpool and docker/thinpoolmeta to thin pool's data and metadata volumes with metadata wiping.
      THIS WILL DESTROY CONTENT OF LOGICAL VOLUME (filesystem etc.)
      Converted docker/thinpool to thin pool.

7. 配置thinpool

1）配置池的自动扩展

创建 docker-thinpool.profile，添加池的自动扩展

 [root@hathor70 ~]#  vim /etc/lvm/profile/docker-thinpool.profile
    activation {
        thin_pool_autoextend_threshold=80
        thin_pool_autoextend_percent=20
    }

2）应用配置变更

应用docker-thinpool.profile配置

[root@hathor70 ~]# lvchange --metadataprofile docker-thinpool docker/thinpool
      Logical volume docker/thinpool changed.

3）状态监控检查

[root@hathor70 ~]# lvs -o+seg_monitor
  LV       VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert Monitor
  thinpool docker twi-aot--- 220.34g             0.69   0.03                             monitored

8. 配置Docker服务并启动

1) 添加参数

[root@hathor70 ~]# vim /etc/sysconfig/docker
OPTIONS='--selinux-enabled --log-driver=journald --signature-verification=false --storage-opt=dm.thinpooldev=/dev/mapper/docker-thinpool --storage-opt dm.use_deferred_removal=true --storage-opt dm.use_deferred_deletion=true --storage-opt dm.basesize=30G'
if [ -z "${DOCKER_CERT_PATH}" ]; then
    DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
fi
参数作用：
--storage-opt=dm.thinpooldev=/dev/mapper/docker-thinpool  存储到哪里
--storage-opt dm.use_deferred_removal=true --storage-opt dm dm.use_deferred_deletion=true  官方说：unintentionally leaking mount points 不明白具体意思
--storage-opt dm.basesize=30G 设置每个容器最大使用空间

[root@hathor70 ~]# vim /etc/sysconfig/docker-storage
DOCKER_STORAGE_OPTIONS="--storage-driver=devicemapper"
--storage-driver=devicemapper --storage-opt=dm.thinpooldev=/dev/mapper/docker-thinpool --storage-opt dm.use_deferred_removal=true --storage-opt dm.use_deferred_deletion=true --storage-opt dm.basesize=30G
参数作用 :
--storage-driver=devicemapper  使用什么存储驱动

2) 重启服务

[root@hathor70 ~]# systemctl restart docker

9. 查看信息

[root@hathor70 ~]# docker info
Containers: 0
 Running: 0
 Paused: 0
 Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 1.12.6
Storage Driver: devicemapper
 Pool Name: docker-thinpool
 Pool Blocksize: 524.3 kB
 Base Device Size: 32.21 GB
 Backing Filesystem: xfs
 Data file:
 Metadata file:
 Data Space Used: 1.611 GB
 Data Space Total: 236.6 GB
 Data Space Available: 235 GB
 Metadata Space Used: 651.3 kB
 Metadata Space Total: 2.487 GB
 Metadata Space Available: 2.487 GB
 Thin Pool Minimum Free Space: 23.66 GB
 Udev Sync Supported: true
 Deferred Removal Enabled: true
 Deferred Deletion Enabled: true
 Deferred Deleted Device Count: 0
 Library Version: 1.02.135-RHEL7 (2016-11-16)
Logging Driver: journald
Cgroup Driver: systemd
Plugins:
 Volume: local
 Network: null host bridge overlay
Swarm: inactive
Runtimes: docker-runc runc
Default Runtime: docker-runc
Security Options: seccomp
Kernel Version: 3.10.0-514.6.2.el7.x86_64
Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
OSType: linux
Architecture: x86_64
Number of Docker Hooks: 2
CPUs: 24
Total Memory: 11.56 GiB
Name: hathor70
ID: TP5U:HQCL:7TSU:KVVV:6QHK:V6AI:O76G:PYHL:ILA3:NSBN:OOVG:ZPFS
Docker Root Dir: /var/lib/docker
Debug Mode (client): false
Debug Mode (server): false
Registry: https://index.docker.io/v1/
Insecure Registries:
 127.0.0.0/8
Registries: docker.io (secure)

10. 其他相关：

1）lvs 查看thinpool 使用情况

[root@hathor70 ~]# lvs
  LV       VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  thinpool docker twi-aot--- 220.34g             0.68   0.03

2）测试

a.进入容器

手动在机器上启动一个容器测试，进入至容器中，可以看到根目录为 30G

[root@check-deploy-1858202602-9f6kn /]# df -Th
Filesystem                                                                                     Type   Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/docker-8:6-395678-48a8cb18f633a222739468414e8ccc12170e094728eea44c6b8296c803c8b514 xfs     30G  726M   30G   3% /
tmpfs                                                                                          tmpfs  5.8G     0  5.8G   0% /dev
tmpfs                                                                                          tmpfs  5.8G     0  5.8G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda6                                                                                      ext4   7.8G  2.2G  5.3G  29% /etc/hosts
shm                                                                                            tmpfs   64M     0   64M   0% /dev/shm

b.测试

往容器中根目录下写文件，此处写了多个文件，写至testfile.3时报错无可用空间

[root@check-deploy-1858202602-9f6kn /]# dd if=/dev/zero of=/testfile.3 bs=1440k seek=8190
dd: error writing ‘/testfile.3’: No space left on device
2574+0 records in
2573+0 records out
3795283968 bytes (3.8 GB) copied, 35.1777 s, 108 MB/s

允许DOCKER配置DIRECT-LVM模式

使用Docker 17.06和更高版本，Docker可以为您管理块设备，简化direct-lvm模式配置。这仅适用于全新的Docker设置。您只能使用单个块设备。如果需要使用多个块设备，请手动配置direct-lvm模式。添加了以下新配置选项：

选项	描述	需要？	默认	例
`dm.directlvm_device`	要配置的块设备的路径`direct-lvm`。	是		`dm.directlvm_device="/dev/xvdf"`
`dm.thinp_percent`	传入块设备中用于存储的空间百分比。	没有	95	`dm.thinp_percent=95`
`dm.thinp_metapercent`	传入块设备中用于元数据存储的空间百分比。	没有	1	`dm.thinp_metapercent=1`
`dm.thinp_autoextend_threshold`	lvm何时应自动将精简池扩展为总存储空间的百分比的阈值。	没有	80	`dm.thinp_autoextend_threshold=80`
`dm.thinp_autoextend_percent`	触发自动扩展时增加精简池的百分比。	没有	20	`dm.thinp_autoextend_percent=20`
`dm.directlvm_device_force`	是否格式化块设备，即使其上已存在文件系统。如果设置为`false`并且存在文件系统，则会记录错误并保持文件系统不变。	没有	假	`dm.directlvm_device_force=true`

编辑daemon.json文件并设置适当的选项，然后重新启动Docker以使更改生效。以下daemon.json配置设置上表中的所有选项。

{
  "storage-driver": "devicemapper",
  "storage-opts": [
    "dm.directlvm_device=/dev/sdb1",
    "dm.thinp_percent=95",
    "dm.thinp_metapercent=1",
    "dm.thinp_autoextend_threshold=80",
    "dm.thinp_autoextend_percent=20",
    "dm.directlvm_device_force=false"
  ]
}

如果当前的块存储已经有文件系统，就需要设置dm.directlvm_device_force=false

Error starting daemon: error initializing graphdriver: /dev/sdb1 has a filesystem already ,use dm.directlvm_device_force=true if you want to wipe the device

重新启动Docker以使更改生效。Docker调用命令为您配置块设备。

警告：不支持Docker为您准备块设备后更改这些值并导致错误。