【ceph的通用解决方案】-如何ssd作为ceph-osd的日志盘使用

作者：【吴业亮】

博客：https://wuyeliang.blog.csdn.net/

开篇：
目前企业的业务场景多种多样，并非所有Ceph存储解决方案都是相同的，了解工作负载和容量要求对于设Ceph解决方案至关重要。Ceph可帮助企业通过统一的分布式集群提供对象存储、块存储或文件系统存储。在设计流程中，这些集群解决方案针对每项要求都进行了优化。该设计流程的首要因素包括 IOPS 或带宽要求、存储容量需求以及架构和组件选择，确保这些因素的合理性有助于完美平衡性能和成本。不同类型的工作负载需要不同的存储基础设施方案。

下面将从以下6个方面介绍ceph的通用解决方案

• 性能方面：

1、如何ssd作为Ceph-osd的日志盘使用
2、如何同一个Ceph集群分别创建ssd和hdd池
3、如何将ssd作为hdd的缓存池
4、如何指定ssd盘为主osd，hdd为从osd

• 稳定及数据安全性方面：

5、Ceph双副本如何保证宕机数据的安全性
6、Ceph纠删码理论与实践

注意：该文章同时在华云数据官方公众号上发布

智汇华云 | Ceph的正确玩法之SSD作为Ceph-osd的日志盘使用

下面我们开始专题一：如何ssd作为Ceph-osd的日志盘使用

假设磁盘正在执行一个写操作，此时由于发生磁盘错误，或者系统宕机、断电等其他原因，导致只有部分数据写入成功。这种情况就会出现磁盘上的数据有一部分是旧数据，另一部分是新写入的数据，使得磁盘数据不一致。
Ceph引入事务与日志，来实现数据写盘操作的原子性，并解决数据不一致的问题。即所谓的“ceph数据双写”：先把数据全部封装成一个事务，将其整体作为一条日志，写入ceph-osd journal，然后再把数据定时回刷写入对象文件，将其持久化到ceph-osd filestore中。
基于以上过程，可以将SSD作为ceph-osd journal的底层存储设备，来加速写入性能。同时，由于SSD设备IO性能较高，可以将SSD划分成多个分区，以配比多个HDD设备使用。

该方案的优点
该方案的优点为使用高速的SSD设备加速ceph-osd journal的写入性能，尤其是对小块数据随机IO的场景，加速效果尤为明显。
该方案的缺点
该方案的缺点为由于ceph-osd journal在实现逻辑上具有循环写入、定期回刷的特性，其对SSD设备容量空间的利用率很低。典型场景下，SSD设备与HDD设备的配比为1:4，而每块HDD设备一般只使用10GB的SSD设备分区，造成了SSD设备容量空间的浪费。

一、准备环境

3台adminos7.4 环境，存储节点上两块磁盘（sda操作系统，sdb数据盘）

172.16.8.94 storage1
172.16.8.95 storage2
172.16.8.96 storage3

二、配置环境

1、修改主机名（对应节点上执行）

# hostnamectl  set-hostname storage1
# hostnamectl  set-hostname storage2
# hostnamectl  set-hostname storage3

2、配置hosts文件（每个节点上均执行）

# cat <<"EOF">/etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
172.16.8.94 storage1
172.16.8.95 storage2
172.16.8.96 storage3
EOF

3、ceph的官方源在国外，网速比较慢，此处添加ceph源为清华源（每个节点上均执行）

# cat </etc/yum.repos.d/ceph.repo
[Ceph]
name=Ceph packages for $basearch
baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ceph/rpm-mimic/el7/x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
type=rpm-md
gpgkey=https://download.ceph.com/keys/release.asc

[Ceph-noarch]
name=Ceph noarch packages
baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ceph/rpm-mimic/el7/noarch/
enabled=1
gpgcheck=1
type=rpm-md
gpgkey=https://download.ceph.com/keys/release.asc

[ceph-source]
name=Ceph source packages
baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ceph/rpm-mimic/el7/SRPMS/
enabled=1
gpgcheck=1
type=rpm-md
gpgkey=https://download.ceph.com/keys/release.asc
END

4、关闭selinux和firewall（各个节点）

# setenforce 0
# sed -i  "s/SELINUX=enforcing/SELINUX=permissive/g" /etc/selinux/config
# systemctl disable firewalld.service
# systemctl stop firewalld.service

5、安装NTP（各个节点）

#  yum -y install ntp

修改配置文件/etc/ntp.conf

server NTP-server

注意：
NTP-server修改为自己的NTP服务器，如果局域网内无NTP服务器，此处可以用默认配置，采用centos官方ntp服务器

启动服务并设置开机启动

# systemctl start ntpd
# systemctl enable ntpd

查看ntp状态

# ntpq -p

注意：

如果ntp时钟不同步，后面ceph服务起不来！

三、安装和配置ceph（以下操作均在ceph-deploy节点上执行）

1、配置互信

$ ssh-keygen -t dsa -f ~/.ssh/id_dsa -N ""
$ ssh-copy-id 172.16.8.93
$ ssh-copy-id 172.16.8.94
$ ssh-copy-id 172.16.8.95
exit

2、安装ceph-deploy包

$ sudo yum -y install ceph-deploy

注意：最新版的ceph-deploy是2.0，安装操作系统用mimal的ISo会报如下错误，需要安装python-setuptools

[root@storage1 ceph]# ceph-deploy  --help
Traceback (most recent call last):
  File "/bin/ceph-deploy", line 18, in 
    from ceph_deploy.cli import main
  File "/usr/lib/python2.7/site-packages/ceph_deploy/cli.py", line 1, in 
    import pkg_resources
ImportError: No module named pkg_resources

# yum install python-setuptools

3、创建配置文件目录

$ mkdir /etc/ceph

4、创建集群

$ cd /etc/ceph 
$ ceph-deploy new storage1 storage2 storage3

注意：如果需要指定网络，创建命令跟以下参数

--cluster-network  
--public-network

关于ceph的网络拓扑如下：

5、在各个节点上安装ceph包

# yum -y install ceph ceph-radosgw

6、、设置monitor和key
$ ceph-deploy mon create-initial
注意：执行完成后会在/etc/ceph目录多以下内容：

ceph.client.admin.keyring
ceph.bootstrap-mgr.keyring
ceph.bootstrap-osd.keyring
ceph.bootstrap-mds.keyring
ceph.bootstrap-rgw.keyring
ceph.bootstrap-rbd.keyring
ceph.bootstrap-rbd-mirror.keyring

7、将ceph.client.admin.keyring拷贝到各个节点上

# ceph-deploy admin  storage1 storage2 storage3

8、安装MGR

# ceph-deploy mgr create  storage1 storage2 storage3

9、创建OSD（支持filestore和bluestore）

使用filestore

9.1.1、使用filestore采用journal模式（每个节点数据盘需要两块盘或两个分区） 创建逻辑卷

vgcreate data /dev/sdb 
lvcreate --size 00G --name log data

9.1.2、创建OSD

# ceph-deploy osd create  --filestore   --fs-type xfs --data /dev/sdc  --journal data/log   storage1
# ceph-deploy osd create  --filestore   --fs-type xfs --data /dev/sdc  --journal data/log   storage2
# ceph-deploy osd create  --filestore   --fs-type xfs --data /dev/sdc  --journal data/log   storage3

使用bluestore

9.2.1、创建逻辑卷

vgcreate cache /dev/sdb 
lvcreate --size 100G --name db-lv-0 cache

vgcreate cache /dev/sdb 
lvcreate --size 100G --name wal-lv-0 cache

9.2.2、创建OSD

# ceph-deploy osd create   --bluestore storage1 --data /dev/sdc --block-db cache/db-lv-0 --block-wal cache/wal-lv-0
# ceph-deploy osd create   --bluestore storage2 --data /dev/sdc --block-db cache/db-lv-0 --block-wal cache/wal-lv-0
# ceph-deploy osd create   --bluestore storage3 --data /dev/sdc --block-db cache/db-lv-0 --block-wal cache/wal-lv-0

关于filestore和bluestore的区别这篇文章做了详细的说明，在有ssd的情况下bluestore优势比较明显。

http://www.yuncunchu.org/portal.php?mod=view&aid=74

wal & db 的大小问题

使用混合机械和固态硬盘设置时，block.db为Bluestore创建足够大的逻辑卷非常重要 。通常，block.db应该具有 尽可能大的逻辑卷。 建议block.db尺寸不小于4％ block。例如，如果block大小为1TB，则block.db 不应小于40GB。 如果不使用快速和慢速设备的混合，则不需要为block.db（或block.wal）创建单独的逻辑卷。Bluestore将在空间内自动管理这些内容block。

10、验证

$ ceph health 
HEALTH_OK

参考：

http://docs.ceph.com/docs/mimic/man/8/ceph-deploy/
http://stor.51cto.com/art/201711/559120.htm