GFS分布式文件系统

目录

GFS

GFS简介

GFS特点

GFS术语

GFS工作流程

GFS卷类型

部署GFS群集

安装、启动GFS（所有node节点上操作）

创建卷

创建分布式卷

创建条带卷

 创建复制卷

 创建分布式条带卷

 创建分布式复制卷

查看当前所有卷的列表

​编辑部署 Gluster 客户端

创建挂载目录

 配置/etc/hosts文件

 挂载 Gluster 文件系统

测试 Gluster 文件系统 

查看文件分布

破坏性测试

分布式卷数据查看         

条带卷

分布式条带卷

分布式复制卷

挂起 node2 和 node4 节点，在客户端上查看文件是否正常

 测试复制卷是否正常

测试分布式条卷是否正常

测试分布式复制卷是否正常

扩展其他的维护命令

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GFS

GFS简介

开源的分布式文件系统

由存储服务器、客户端以及NFS/Samba存储网关组成

无元数据服务器

GFS特点

扩展性和高性能：分布式的特性

高可用性：冗余 有容灾的能力

全局统一命名空间：每个空间都可以做一个数据隔离

弹性卷管理：raid0  1  5  10

基于标准协议：你支持的协议：GFS  http  NFS  FTP

GFS术语

Brick（存储块）：指可信主机池中由主机提供的用于物理存储的专用分区，是GlusterFS中的基本存储单元，同时也是可信存储池中服务器上对外提供的存储目录。

Volume（逻辑卷）：一个逻辑卷是一组 Brick 的集合。卷是数据存储的逻辑设备，类似于 LVM 中的逻辑卷。大部分 Gluster 管理操作是在卷上进行的。

FUSE：是一个内核模块，允许用户创建自己的文件系统，无须修改内核代码。伪文件系统

VFS：内核空间对用户空间提供的访问磁盘的接口。虚拟端口

Glusterd（后台管理进程）：服务端  在存储群集中的每个节点上都要运行。

GFS工作流程

（1）客户端或应用程序通过 GlusterFS 的挂载点访问数据。

（2）linux系统内核通过 VFS API 收到请求并处理。

（3）VFS 将数据递交给 FUSE 内核文件系统，并向系统注册一个实际的文件系统 FUSE，而 FUSE 文件系统则是将数据通过 /dev/fuse 设备文件递交给了 GlusterFS client 端。可以将 FUSE 文件系统理解为一个代理。

（4）GlusterFS client 收到数据后，client 根据配置文件的配置对数据进行处理。

（5）经过 GlusterFS client 处理后，通过网络将数据传递至远端的 GlusterFS Server，并且将数据写入到服务器存储设备上。

GFS卷类型

分布式卷：文件通过 HASH 算法分布到所有 Brick Server 上，这种卷是 GlusterFS 的默认卷；以文件为单位根据 HASH 算法散列到不同的 Brick，其实只是扩大了磁盘空间，如果有一块磁盘损坏，数据也将丢失，属于文件级的 RAID0， 不具有容错能力。

在该模式下，并没有对文件进行分块处理，文件直接存储在某个 Server 节点上。 由于直接使用本地文件系统进行文件存储，所以存取效率并没有提高，反而会因为网络通信的原因而有所降低。

特点：

文件分布在不同的服务器，不具备冗余性。

更容易和廉价地扩展卷的大小。

单点故障会造成数据丢失。

依赖底层的数据保护。

条带卷：类似 RAID0，文件被分成数据块并以轮询的方式分布到多个 Brick Server 上，文件存储以数据块为单位，支持大文件存储， 文件越大，读取效率越高，但是不具备冗余性。

特点：

数据被分割成更小块分布到块服务器群中的不同条带区。

分布减少了负载且更小的文件加速了存取的速度。

没有数据冗余

复制卷：将文件同步到多个 Brick 上，使其具备多个文件副本，属于文件级 RAID 1，具有容错能力。因为数据分散在多个 Brick 中，所以读性能得到很大提升，但写性能下降。

复制卷具备冗余性，即使一个节点损坏，也不影响数据的正常使用。但因为要保存副本，所以磁盘利用率较低。

特点：

卷中所有的服务器均保存一个完整的副本。

卷的副本数量可由客户创建的时候决定，但复制数必须等于卷中 Brick 所包含的存储服务器数。

至少由两个块服务器或更多服务器。

具备冗余性。

分布式条带卷：Brick Server 数量是条带数（数据块分布的 Brick 数量）的倍数，兼具分布式卷和条带卷的特点。 主要用于大文件访问处理，创建一个分布式条带卷最少需要 4 台服务器。

分布式复制卷：Brick Server 数量是镜像数（数据副本数量）的倍数，兼具分布式卷和复制卷的特点。主要用于需要冗余的情况下。

条带复制卷：类似 RAID 10，同时具有条带卷和复制卷的特点。

分布式条带复制卷：三种基本卷的复合卷，通常用于类 Map Reduce 应用。

部署GFS群集

实验环境

Node1节点：node1/192.168.10.13		  磁盘：/dev/sdb1			挂载点：/data/sdb1
											/dev/sdc1					/data/sdc1
											/dev/sdd1					/data/sdd1
											/dev/sde1					/data/sde1

Node2节点：node2/192.168.10.14		  磁盘：/dev/sdb1			挂载点：/data/sdb1
											/dev/sdc1					/data/sdc1
											/dev/sdd1					/data/sdd1
											/dev/sde1					/data/sde1

Node3节点：node3/192.168.10.15		  磁盘：/dev/sdb1			挂载点：/data/sdb1
											/dev/sdc1					/data/sdc1
											/dev/sdd1					/data/sdd1
											/dev/sde1					/data/sde1

Node4节点：node4/192.168.10.16		  磁盘：/dev/sdb1			挂载点：/data/sdb1
											/dev/sdc1					/data/sdc1
											/dev/sdd1					/data/sdd1
											/dev/sde1					/data/sde1


systemctl stop firewalld
setenforce 0

每台添加4块硬盘  添加完重新启动虚拟机

磁盘分区，并挂载，因为要做四台机器写个脚本方便刷

chmod +x /opt/fdisk.sh  #加上执行权限
./fdisk.sh              #执行脚本

每台机器修改主机名

安装、启动GFS（所有node节点上操作）

 一样刷脚本 

yum -y install centos-release-gluster            #如采用官方 YUM 源安装，可以直接指向互联网仓库

 添加节点到存储信任池中（在 node1 节点上操作）

#只要在一台Node节点上添加其它节点即可
gluster peer probe node1
gluster peer probe node2
gluster peer probe node3
gluster peer probe node4

#在每个Node节点上查看群集状态
gluster peer status

创建卷

#根据规划创建如下卷：
卷名称 				卷类型				Brick
dis-volume			分布式卷			node1(/data/sdb1)、node2(/data/sdb1)
stripe-volume		条带卷				node1(/data/sdc1)、node2(/data/sdc1)
rep-volume			复制卷				node3(/data/sdb1)、node4(/data/sdb1)
dis-stripe			分布式条带卷		node1(/data/sdd1)、node2(/data/sdd1)、node3(/data/sdd1)、node4(/data/sdd1)
dis-rep				分布式复制卷		node1(/data/sde1)、node2(/data/sde1)、node3(/data/sde1)、node4(/data/sde1)

创建分布式卷

创建条带卷

 创建复制卷

 创建分布式条带卷

 创建分布式复制卷

查看当前所有卷的列表

部署 Gluster 客户端

yum -y install glusterfs glusterfs-fuse

 

创建挂载目录

 配置/etc/hosts文件

echo "192.168.131.100 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.131.101 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.131.102 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.131.103 node4" >> /etc/hosts

 挂载 Gluster 文件系统

#临时挂载
mount.glusterfs node1:dis-volume /test/dis
mount.glusterfs node1:stripe-volume /test/stripe
mount.glusterfs node1:rep-volume /test/rep
mount.glusterfs node1:dis-stripe /test/dis_stripe
mount.glusterfs node1:dis-rep /test/dis_rep

#永久挂载
vim /etc/fstab
node1:dis-volume		/test/dis				glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:stripe-volume		/test/stripe			glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:rep-volume		/test/rep				glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:dis-stripe		/test/dis_stripe		glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:dis-rep			/test/dis_rep			glusterfs		defaults,_netdev		0 0

测试 Gluster 文件系统 

卷中写入文件，客户端操作

dd if=/dev/zero of=/opt/demo1.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo2.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo3.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo4.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo5.log bs=1M count=40

ls -lh /opt

查看文件分布

查看分布式文件分布    #数据没有被分片

 查看条带卷文件分布            #数据被分片50% 没副本 没冗余

 查看复制卷分布                #数据没有被分片 有副本 有冗余

 查看分布式条带卷分布                         #数据被分片50% 没副本 没冗余

 

 查看分布式复制卷分布                        #数据没有被分片 有副本 有冗余

 

破坏性测试

通过挂起node2客户机模拟故障

 

在客户端上查看文件是否正常

分布式卷数据查看         

在客户机上发现少了demo5.log文件，这个是在node2上的

条带卷

分布式条带卷

分布式复制卷

挂起 node2 和 node4 节点，在客户端上查看文件是否正常

 测试复制卷是否正常

测试分布式条卷是否正常

测试分布式复制卷是否正常

总结：上述实验测试，凡是带复制数据，相比而言，数据比较安全

扩展其他的维护命令

1．查看GlusterFS卷
gluster volume list 

2．查看所有卷的信息
gluster volume info

3．查看所有卷的状态
gluster volume status

4．停止一个卷
gluster volume stop dis-stripe

5．删除一个卷，注意：删除卷时，需要先停止卷，且信任池中不能有主机处于宕机状态，否则删除不成功
gluster volume delete dis-stripe

6．设置卷的访问控制
#仅拒绝
gluster volume set dis-rep auth.deny 192.168.80.100

#仅允许
gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.80.*	  #设置192.168.80.0网段的所有IP地址都能访问dis-rep卷（分布式复制卷）


安装报错：版本过高，先解除依赖关系

yum remove glusterfs-api.x86_64 glusterfs-cli.x86_64 glusterfs.x86_64 glusterfs-libs.x86_64 glusterfs-client-xlators.x86_64 glusterfs-fuse.x86_64 -y