Ceph分布式存储系统

Ceph分布式存储系统

  • 一、存储基础
    • 1、单机存储设备
    • 2、单机存储的问题
  • 二、分布式存储(软件定义的存储SDS)
    • 1、分布式存储介绍
    • 2、分布式存储的类型
    • 3、Ceph简介
    • 4、Ceph优势
    • 5、Ceph架构
    • 6、Ceph核心组件
    • 7、OSD存储后端
    • 8、Ceph 数据的存储过程
    • 9、Ceph 版本发行生命周期
    • 10、Ceph集群部署
  • 三、 基于 ceph-deploy 部署 Ceph 集群
    • 1、Ceph 生产环境推荐:
    • 2、Ceph 环境规划
    • 3、环境准备
    • 4、Ceph初始化部署
    • 5、 Ceph 集群部署
    • 6、资源池 Pool 管理

一、存储基础

1、单机存储设备

  • DAS(直接附加存储,是直接接到计算机的主板总线上去的存储)

    • IDE、SATA、SCSI、SAS、USB接口的磁盘
    • 所谓接口就是一种存储设备驱动下的磁盘设备,提供块级别的存储
  • NAS(网络附加存储,是通过网络附加到当前主机文件系统之上的存储)

    • NFS、CIFS、FTP
    • 文件系统级别的存储,本身就是一个做好的文件系统,通过nfs接口在用户空间输出后,客户端基于内核模块与远程主机进行网络通信,把它转为好像本地文件系统一样来使用,这种存储服务是没办法对它再一次格式化创建文件系统块的
  • SAN(存储区域网络)

    • SCSI协议(只是用来传输数据的存取操作,物理层使用SCSI线缆来传输)、FCSAN(物理层使用光纤来传输)、ISCSI(物理层使用以太网传输)
    • 也是一种网络存储,但不同之处在于SAN提供给客户端主机使用的接口是块级别的存储

2、单机存储的问题

  • 存储处理能力不足

    • 传统的IDE的IO值是100次/秒,SATA固态磁盘500次/秒。固态硬盘达到2000-4000次/秒。即使磁盘的IO能力再扩大数十倍,也不够抗住网站访问高峰期数十万、数百万甚至上亿用户的同时访问,这同时还要受到主机网络IO能力的限制。
  • 存储空间能力不足

    • 单块磁盘的容量再大,也无法满足用户的正常访问所需的数据容量限制
  • 单点故障问题

    • 单机存储数据存在单点故障问题

二、分布式存储(软件定义的存储SDS)

1、分布式存储介绍

  • Ceph、TFS、FastDFS、MooseFS(MFS)、HDFS、GlusterFS(GFS)
  • 存储机制会把数据分散存储到多个节点上,具有高扩展性、高性能、高可用性等。

2、分布式存储的类型

  • 块存储(例如硬盘、一般是一个存储被一个服务器挂载使用,适用于容器或虚拟机存储卷分配、日志存储、文件存储)就是一个裸设备,用于提供没有被组织过的存储空间,底层以分块的方式来存储数据
  • 文件存储(例如NFS,解决块存储无法共享的问题,可以一个存储被多个服务器同时挂载,适用于目录结构的存储、日志存储)是一种数据的组织存放接口,一般是建立在块级别的存储结构上,以文件形式来存储数据,而文件的元数据和实际数据是分开存储的
  • 对象存储(例如OSS。一个存储可以被多个服务同时访问,具有块存储的高速读写能力,也具有文件存储共享的特性。适用图片存储、视频存储)基于API接口提供的文件存储,每一个文件都是一个对象,且文件大小各不相同的,文件的元数据和实际数据是存放在一起的

3、Ceph简介

Ceph使用C++语言开发,是一个开放、自我修复和自我管理的开源分布式存储系统。具有高扩展性、高性能、高可靠性的优点。
Ceph目前已得到众多云计算厂商的支持并被广泛应用。RedHat及OpenStack,Kubernetes都可与Ceph整合以支持虚拟机镜像的后端存储
粗略估计,我国70%-80%的云平台都将Ceph作为底层的存储平台,由此可见Ceph俨然成为了开源云平台的标配。目前国内使用Ceph搭建分布式存储系统较为成功的企业有华为、阿里、中兴、华三、浪潮、中国移动、网易、360、星辰天合存储、杉岩数据等。

4、Ceph优势

  • 高扩展性:去中心化,支持使用普通x86服务器,支持上千个存储节点的规模,支持TB到EB的扩展。
  • 高可靠性:没有单点故障,多数据副本,自动管理,自动修复。
  • 高性能:摒弃了传统的集中式存储元数据寻址的方案,采用CRUSH算法,数据分布均衡,并行度高。
  • 功能强大:Ceph是个大一统的存储刺痛,集块存储接口(RBD)、文件存储接口(CephFS)、对象存储接口(RadosGW)于一身,因而适用于不同的应用场景。

5、Ceph架构

自下而上,可以将Ceph系统分为四个层次:

  • RADOS基础存储系统(Reliab1e,Autonomic,Distributed object store,即可靠的、自动化的、分布式的对象存储)是Ceph最底层的功能模块,是一个无线可扩容的对象存储服务,能将文件拆解成无数个对象(碎片)存放在硬盘中,大大提高了数据的稳定性。它主要由OSD和Monitor两个组件组成,OSD和Monitor都可以部署在多台服务器中,这就是ceph分布式的由来,高扩展性的由来。
  • LIBRADOS基础库:提供了与RADOS进行交互的方式,并向上层应用提供Ceph服务的API接口,因此上层的RDB、RGW和CephFS都是通过Librados访问的,目前提供PHP、Ruby、Java、Python、Go、C和C++支持,以便直接基于RADOS(而不是整个Ceph)进行客户端应用开发。
  • 高层应用接口:包括了三个部分
    • 对象存储接口 RGW(RADOS Gateway):网关接口,基于Librados开发的对象存储系统,提供S3和Swift兼容的RESTful API接口。
    • 块存储接口 RBD(Reliable Block Device):基于Librados提供块设备接口,主要用于Host/VM。
    • 文件存储接口 CephFS(Ceph File System):Ceph文件系统,提供了一个符合POSIX标准的文件系统,它使用Ceph存储集群在文件系统上存储用户数据。基于Librados提供的分布式文件系统接口。
  • 应用层:基于高层接口或者基础库Librados开发出来的各种APP,或者Host、VM等诸多客户端

6、Ceph核心组件

Ceph是一个对象式存储系统,它把每一个待管理的数据流(如文件等数据)切分为一到多个固定大小(默认4兆)的对象数据(Object),并以其为原子单元(原子是构成元素的最小单元)完成数据的读写。

  • OSD(Object Storage Daemon,守护进程 ceph-osd)
    是负责物理存储的进程,一般配置成和磁盘一一对应,一块磁盘启动一个OSD进程。主要功能是存储数据、复制数据、平衡数据、恢复数据,以及与其它OSD间进行心跳检查,负责响应客户端请求返回具体数据的进程等。通常至少需要3个OSD来实现冗余和高可用性。

  • PG(Placement Group 归置组)
    PG 是一个虚拟的概念而已,物理上不真实存在。它在数据寻址时类似于数据库中的索引:Ceph 先将每个对象数据通过HASH算法固定映射到一个 PG 中,然后将 PG 通过 CRUSH 算法映射到 OSD。

  • Pool
    Pool 是存储对象的逻辑分区,它起到 namespace 的作用。每个 Pool 包含一定数量(可配置)的 PG。Pool 可以做故障隔离域,根据不同的用户场景统一进行隔离。
    Pool中数据保存方式支持两种类型

    • 多副本(replicated):类似 raid1,一个对象数据默认保存 3 个副本,放在不同的 OSD
    • 纠删码(Erasure Code):类似 raid5,对 CPU 消耗稍大,但是节约磁盘空间,对象数据保存只有 1 个副本。由于Ceph部分功能不支持纠删码池,此类型存储池使用不多

    Pool、PG 和 OSD 的关系
    一个Pool里有很多个PG;一个PG里包含一堆对象,一个对象只能属于一个PG;PG有主从之分,一个PG分布在不同的OSD上(针对多副本类型)

  • Monitor(守护进程 ceph-mon)
    用来保存OSD的元数据。负责维护集群状态的映射视图(Cluster Map:OSD Map、Monitor Map、PG Map 和 CRUSH Map),维护展示集群状态的各种图表, 管理集群客户端认证与授权。一个Ceph集群通常至少需要 3 或 5 个(奇数个)Monitor 节点才能实现冗余和高可用性,它们通过 Paxos 协议实现节点间的同步数据。

  • Manager(守护进程 ceph-mgr)
    负责跟踪运行时指标和 Ceph 集群的当前状态,包括存储利用率、当前性能指标和系统负载。为外部监视和管理系统提供额外的监视和接口,例如 zabbix、prometheus、 cephmetrics 等。一个 Ceph 集群通常至少需要 2 个 mgr 节点实现高可用性,基于 raft 协议实现节点间的信息同步。

  • MDS(Metadata Server,守护进程 ceph-mds)
    是 CephFS 服务依赖的元数据服务。负责保存文件系统的元数据,管理目录结构。对象存储和块设备存储不需要元数据服务;如果不使用 CephFS 可以不安装。

7、OSD存储后端

OSD 有两种方式管理它们存储的数据。在 Luminous 12.2.z 及以后的发行版中,默认(也是推荐的)后端是 BlueStore。在 Luminous 发布之前, 默认是 FileStore, 也是唯一的选项。

  • Filestore
    FileStore是在Ceph中存储对象的一个遗留方法。它依赖于一个标准文件系统(只能是XFS),并结合一个键/值数据库(传统上是LevelDB,现在BlueStore是RocksDB),用于保存和管理元数据。
    FileStore经过了良好的测试,在生产中得到了广泛的应用。然而,由于它的总体设计和对传统文件系统的依赖,使得它在性能上存在许多不足。

  • Bluestore
    BlueStore是一个特殊用途的存储后端,专门为OSD工作负载管理磁盘上的数据而设计。BlueStore 的设计是基于十年来支持和管理 Filestore 的经验。BlueStore 相较于 Filestore,具有更好的读写性能和安全性。

BlueStore 的主要功能包括:

  • BlueStore直接管理存储设备,即直接使用原始块设备或分区管理磁盘上的数据。这样就避免了抽象层的介入(例如本地文件系统,如XFS),因为抽象层会限制性能或增加复杂性。
  • BlueStore使用RocksDB进行元数据管理。RocksDB的键/值数据库是嵌入式的,以便管理内部元数据,包括将对象名称映射到磁盘上的块位置。
  • 写入BlueStore的所有数据和元数据都受一个或多个校验和的保护。未经验证,不会从磁盘读取或返回给用户任何数据或元数据。
  • 支持内联压缩。数据在写入磁盘之前可以选择性地进行压缩。
  • 支持多设备元数据分层。BlueStore允许将其内部日志(WAL预写日志)写入单独的高速设备(如SSD、NVMe或NVDIMM),以提高性能。如果有大量更快的可用存储,则可以将内部元数据存储在更快的设备上。
  • 支持高效的写时复制。RBD和CephFS快照依赖于在BlueStore中有效实现的即写即复制克隆机制。这将为常规快照和擦除编码池(依赖克隆实现高效的两阶段提交)带来高效的I/O。

8、Ceph 数据的存储过程

  1. 客户端从 mon 获取最新的 Cluster Map

  2. 在 Ceph 中,一切皆对象。Ceph 存储的数据都会被切分成为一到多个固定大小的对象(Object)。Object size 大小可以由管理员调整,通常为 2M 或 4M。
    每个对象都会有一个唯一的 OID,由 ino 与 ono 组成:

    • ino :即是文件的 FileID,用于在全局唯一标识每一个文件
    • ono :则是分片的编号

    比如:一个文件 FileID 为 A,它被切成了两个对象,一个对象编号0,另一个编号1,那么这两个文件的 oid 则为 A0 与 A1。
    OID 的好处是可以唯一标示每个不同的对象,并且存储了对象与文件的从属关系。由于 Ceph 的所有数据都虚拟成了整齐划一的对象,所以在读写时效率都会比较高。

  3. 通过对 OID 使用 HASH 算法得到一个16进制的特征码,用特征码与 Pool 中的 PG 总数取余,得到的序号则是 PGID 。
    即 Pool_ID + HASH(OID) % PG_NUM 得到 PGID

  4. PG 会根据设置的副本数量进行复制,通过对 PGID 使用 CRUSH 算法算出 PG 中目标主和次 OSD 的 ID,存储到不同的 OSD 节点上(其实是把 PG 中的所有对象存储到 OSD 上)。
    即通过 CRUSH(PGID) 得到将 PG 中的数据存储到各个 OSD 组中
    CRUSH 是 Ceph 使用的数据分布算法,类似一致性哈希,让数据分配到预期的地方。

9、Ceph 版本发行生命周期

Ceph从Nautilus版本(14.2.0)开始,每年都会有一个新的稳定版发行,预计是每年的3月份发布,每年的新版本都会起一个新的名称(例如,“Mimic”)和一个主版本号(例如,13代表Mimic,因为“M”是字母表的第13个字母)。

版本号的格式为 x.y.z,x 表示发布周期(例如,13 代表 Mimic,17 代表 Quincy),y 表示发布版本类型,即

  • x.0.z :y等于 0,表示开发版本
  • x.1.z :y等于 1,表示发布候选版本(用于测试集群)
  • x.2.z :y等于 2,表示稳定/错误修复版本(针对用户)

10、Ceph集群部署

目前 Ceph 官方提供很多种部署 Ceph 集群的方法,常用的分别是 ceph-deploy,cephadm 和 二进制:

  • ceph-deploy :一个集群自动化部署工具,使用较久,成熟稳定,被很多自动化工具所集成,可用于生产部署。

  • cephadm :从 Octopus 和较新的版本版本后使用 cephadm 来部署 ceph 集群,使用容器和 systemd 安装和管理 Ceph 集群。目前不建议用于生产环境。

  • 二进制:手动部署,一步步部署 Ceph 集群,支持较多定制化和了解部署细节,安装难度较大。

三、 基于 ceph-deploy 部署 Ceph 集群

1、Ceph 生产环境推荐:

  1. 存储集群全采用万兆网络
  2. 集群网络(cluster-network,用于集群内部通讯)与公共网络(public-network,用于外部访问Ceph集群)分离
  3. mon、mds 与 osd 分离部署在不同主机上(测试环境中可以让一台主机节点运行多个组件)
  4. OSD 使用 SATA 亦可
  5. 根据容量规划集群
  6. 至强E5 2620 V3或以上 CPU,64GB或更高内存
  7. 集群主机分散部署,避免机柜的电源或者网络故障

2、Ceph 环境规划

主机名 Public网络 Cluster网络 角色
admin 192.168.154.11 admin(管理节点负责集群整体部署)、client
node01 192.168.154.12 192.168.100.12 mon、mgr、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd)
node02 192.168.154.13 192.168.100.13 mon、mgr、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd)
node03 192.168.154.14 192.168.100.14 mon、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd)
client 192.168.154.15 client

3、环境准备

可选步骤:创建 Ceph 的管理用户
useradd cephadm
passwd cephadm

visudo
cephadm ALL=(root) NOPASSWD:ALL

4、Ceph初始化部署

  1. 关闭 selinux 与防火墙
systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
  1. 根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname admin
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02
hostnamectl set-hostname node03
hostnamectl set-hostname client
  1. 配置 hosts 解析
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.154.11 admin
192.168.154.12 node01
192.168.154.13 node02
192.168.154.14 node03
192.168.154.15 client
EOF
  1. 安装常用软件和依赖包(三个节点)
yum -y install epel-release
yum -y install yum-plugin-priorities yum-utils ntpdate python-setuptools python-pip gcc gcc-c++ autoconf libjpeg libjpeg-devel libpng libpng-devel freetype freetype-devel libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel glibc glibc-devel glib2 glib2-devel bzip2 bzip2-devel zip unzip ncurses ncurses-devel curl curl-devel e2fsprogs e2fsprogs-devel krb5-devel libidn libidn-devel openssl openssh openssl-devel nss_ldap openldap openldap-devel openldap-clients openldap-servers libxslt-devel libevent-devel ntp libtool-ltdl bison libtool vim-enhanced python wget lsof iptraf strace lrzsz kernel-devel kernel-headers pam-devel tcl tk cmake ncurses-devel bison setuptool popt-devel net-snmp screen perl-devel pcre-devel net-snmp screen tcpdump rsync sysstat man iptables sudo libconfig git bind-utils tmux elinks numactl iftop bwm-ng net-tools expect snappy leveldb gdisk python-argparse gperftools-libs conntrack ipset jq libseccomp socat chrony sshpass
  1. 在 admin 管理节点配置 ssh 免密登录所有节点
ssh-keygen -t rsa -P '' -f ~/.ssh/id_rsa
sshpass -p 'abc1234' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@admin
sshpass -p 'abc1234' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node01
sshpass -p 'abc1234' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node02
sshpass -p 'abc1234' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node03
  1. 配置时间同步
systemctl enable --now chronyd
timedatectl set-ntp true					#开启 NTP
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai		#设置时区
chronyc -a makestep							#强制同步下系统时钟
timedatectl status							#查看时间同步状态
chronyc sources -v							#查看 ntp 源服务器信息
timedatectl set-local-rtc 0					#将当前的UTC时间写入硬件时钟

#重启依赖于系统时间的服务
systemctl restart rsyslog 
systemctl restart crond

#关闭无关服务
systemctl disable --now postfix
  1. 配置 Ceph yum源
wget https://download.ceph.com/rpm-nautilus/el7/noarch/ceph-release-1-1.el7.noarch.rpm --no-check-certificate

rpm -ivh ceph-release-1-1.el7.noarch.rpm --force
  1. 执行完上面所有的操作之后重启所有主机(可选)
sync
reboot

5、 Ceph 集群部署

  1. 为所有节点都创建一个 Ceph 工作目录,后续的工作都在该目录下进行
mkdir -p /etc/ceph
  1. 安装 ceph-deploy 部署工具
cd /etc/ceph
yum install -y ceph-deploy

ceph-deploy --version
  1. 在管理节点为其它节点安装 Ceph 软件包
#ceph-deploy 2.0.1 默认部署的是 mimic 版的 Ceph,若想安装其他版本的 Ceph,可以用 --release 手动指定版本
cd /etc/ceph
ceph-deploy install --release nautilus node0{1..3} admin

#ceph-deploy install 本质就是在执行下面的命令:
yum clean all
yum -y install epel-release
yum -y install yum-plugin-priorities
yum -y install ceph-release ceph ceph-radosgw

#也可采用手动安装 Ceph 包方式,在其它节点上执行下面的命令将 Ceph 的安装包都部署上:
sed -i 's#download.ceph.com#mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ceph#' /etc/yum.repos.d/ceph.repo
yum install -y ceph-mon ceph-radosgw ceph-mds ceph-mgr ceph-osd ceph-common ceph
  1. 生成初始配置
#在管理节点运行下述命令,告诉 ceph-deploy 哪些是 mon 监控节点
cd /etc/ceph
ceph-deploy new --public-network 192.168.80.0/24 --cluster-network 192.168.100.0/24 node01 node02 node03

#命令执行成功后会在 /etc/ceph 下生成配置文件
ls /etc/ceph
ceph.conf					#ceph的配置文件
ceph-deploy-ceph.log		#monitor的日志
ceph.mon.keyring			#monitor的密钥环文件
  1. 在管理节点初始化 mon 节点
cd /etc/ceph
ceph-deploy mon create node01 node02 node03			#创建 mon 节点,由于 monitor 使用 Paxos 算法,其高可用集群节点数量要求为大于等于 3 的奇数台

ceph-deploy --overwrite-conf mon create-initial		#配置初始化 mon 节点,并向所有节点同步配置
													# --overwrite-conf 参数用于表示强制覆盖配置文件

ceph-deploy gatherkeys node01						#可选操作,向 node01 节点收集所有密钥

#命令执行成功后会在 /etc/ceph 下生成配置文件
ls /etc/ceph
ceph.bootstrap-mds.keyring			#引导启动 mds 的密钥文件
ceph.bootstrap-mgr.keyring			#引导启动 mgr 的密钥文件
ceph.bootstrap-osd.keyring			#引导启动 osd 的密钥文件
ceph.bootstrap-rgw.keyring			#引导启动 rgw 的密钥文件
ceph.client.admin.keyring			#ceph客户端和管理端通信的认证密钥,拥有ceph集群的所有权限
ceph.conf
ceph-deploy-ceph.log
ceph.mon.keyring

#在 mon 节点上查看自动开启的 mon 进程
ps aux | grep ceph
root        1823  0.0  0.2 189264  9216 ?        Ss   19:46   0:00 /usr/bin/python2.7 /usr/bin/ceph-crash
ceph        3228  0.0  0.8 501244 33420 ?        Ssl  21:08   0:00 /usr/bin/ceph-mon -f --cluster ceph --id node03 --setuser ceph --setgroupceph
root        3578  0.0  0.0 112824   988 pts/1    R+   21:24   0:00 grep --color=auto ceph

#在管理节点查看 Ceph 集群状态
cd /etc/ceph
ceph -s
  cluster:
    id:     7e9848bb-909c-43fa-b36c-5805ffbbeb39
    health: HEALTH_WARN
            mons are allowing insecure global_id reclaim
 
  services:
    mon: 3 daemons, quorum node01,node02,node03
    mgr: no daemons active
    osd: 0 osds: 0 up, 0 in
 
  data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 B
    usage:   0 B used, 0 B / 0 B avail
    pgs:

#查看 mon 集群选举的情况
ceph quorum_status --format json-pretty | grep leader
"quorum_leader_name": "node01",

#扩容 mon 节点
ceph-deploy mon add <节点名称>
  1. 部署能够管理 Ceph 集群的节点(可选)
#可实现在各个节点执行 ceph 命令管理集群
cd /etc/ceph
ceph-deploy --overwrite-conf config push node01 node02 node03		#向所有 mon 节点同步配置,确保所有 mon 节点上的 ceph.conf 内容必须一致

ceph-deploy admin node01 node02 node03			#本质就是把 ceph.client.admin.keyring 集群认证文件拷贝到各个节点

#在 mon 节点上查看
ls /etc/ceph
ceph.client.admin.keyring  ceph.conf  rbdmap  tmpr8tzyc

cd /etc/ceph
ceph -s
  1. 部署 osd 存储节点
#主机添加完硬盘后不要分区,直接使用
lsblk 
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   60G  0 disk 
├─sda1   8:1    0  500M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    4G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0 55.5G  0 part /
sdb      8:16   0   20G  0 disk 
sdc      8:32   0   20G  0 disk 
sdd      8:48   0   20G  0 disk 

#如果是利旧的硬盘,则需要先擦净(删除分区表)磁盘(可选,无数据的新硬盘可不做)
cd /etc/ceph
ceph-deploy disk zap node01 /dev/sdb
ceph-deploy disk zap node02 /dev/sdb
ceph-deploy disk zap node03 /dev/sdb

#添加 osd 节点
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node01 --data /dev/sdb
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node02 --data /dev/sdb
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node03 --data /dev/sdb

#查看 ceph 集群状态
ceph -s
  cluster:
    id:     7e9848bb-909c-43fa-b36c-5805ffbbeb39
    health: HEALTH_WARN
            no avtive mgr
 
  services:
    mon: 3 daemons, quorum node01,node02,node03 (age 119m)
    mgr: no daemons active
    osd: 3 osds: 3 up (since 35s), 3 in (since 35s)
 
  data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 B
    usage:   3.0 GiB used, 57 GiB / 60 GiB avail
    pgs: 


ceph osd stat
ceph osd tree
rados df
ssh root@node01 systemctl status ceph-osd@0
ssh root@node02 systemctl status ceph-osd@1
ssh root@node03 systemctl status ceph-osd@2

ceph osd status    #查看 osd 状态,需部署 mgr 后才能执行
+----+--------+-------+-------+--------+---------+--------+---------+-----------+
| id |  host  |  used | avail | wr ops | wr data | rd ops | rd data |   state   |
+----+--------+-------+-------+--------+---------+--------+---------+-----------+
| 0  | node01 | 1025M | 18.9G |    0   |     0   |    0   |     0   | exists,up |
| 1  | node02 | 1025M | 18.9G |    0   |     0   |    0   |     0   | exists,up |
| 2  | node03 | 1025M | 18.9G |    0   |     0   |    0   |     0   | exists,up |
+----+--------+-------+-------+--------+---------+--------+---------+-----------+

ceph osd df    #查看 osd 容量,需部署 mgr 后才能执行
ID CLASS WEIGHT  REWEIGHT SIZE   RAW USE DATA    OMAP META  AVAIL  %USE VAR  PGS STATUS 
 0   hdd 0.01949  1.00000 20 GiB 1.0 GiB 1.8 MiB  0 B 1 GiB 19 GiB 5.01 1.00   0     up 
 1   hdd 0.01949  1.00000 20 GiB 1.0 GiB 1.8 MiB  0 B 1 GiB 19 GiB 5.01 1.00   0     up 
 2   hdd 0.01949  1.00000 20 GiB 1.0 GiB 1.8 MiB  0 B 1 GiB 19 GiB 5.01 1.00   0     up 
                    TOTAL 60 GiB 3.0 GiB 5.2 MiB  0 B 3 GiB 57 GiB 5.01                 
MIN/MAX VAR: 1.00/1.00  STDDEV: 0


#扩容 osd 节点
cd /etc/ceph
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node01 --data /dev/sdc
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node02 --data /dev/sdc
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node03 --data /dev/sdc
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node01 --data /dev/sdd
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node02 --data /dev/sdd
ceph-deploy --overwrite-conf osd create node03 --data /dev/sdd

添加 OSD 中会涉及到 PG 的迁移,由于此时集群并没有数据,因此 health 的状态很快就变成 OK,如果在生产环境中添加节点则会涉及到大量的数据的迁移。
  1. 部署 mgr 节点
#ceph-mgr守护进程以Active/Standby模式运行,可确保在Active节点或其ceph-mgr守护进程故障时,其中的一个Standby实例可以在不中断服务的情况下接管其任务。根据官方的架构原则,mgr至少要有两个节点来进行工作。
cd /etc/ceph
ceph-deploy mgr create node01 node02

ceph -s
  cluster:
    id:     7e9848bb-909c-43fa-b36c-5805ffbbeb39
    health: HEALTH_WARN
            mons are allowing insecure global_id reclaim
 
  services:
    mon: 3 daemons, quorum node01,node02,node03
    mgr: node01(active, since 10s), standbys: node02
    osd: 0 osds: 0 up, 0 in
 

#解决 HEALTH_WARN 问题:mons are allowing insecure global_id reclaim问题:
禁用不安全模式:ceph config set mon auth_allow_insecure_global_id_reclaim false

#扩容 mgr 节点
ceph-deploy mgr create <节点名称>
  1. 开启监控模块
#在 ceph-mgr Active节点执行命令开启
ceph -s | grep mgr

yum install -y ceph-mgr-dashboard

cd /etc/ceph

ceph mgr module ls | grep dashboard

#开启 dashboard 模块
ceph mgr module enable dashboard --force

#禁用 dashboard 的 ssl 功能
ceph config set mgr mgr/dashboard/ssl false

#配置 dashboard 监听的地址和端口
ceph config set mgr mgr/dashboard/server_addr 0.0.0.0
ceph config set mgr mgr/dashboard/server_port 8000

#重启 dashboard
ceph mgr module disable dashboard
ceph mgr module enable dashboard --force

#确认访问 dashboard 的 url
ceph mgr services

#设置 dashboard 账户以及密码
echo "12345678" > dashboard_passwd.txt
ceph dashboard set-login-credentials admin -i dashboard_passwd.txt
  或
ceph dashboard ac-user-create admin administrator -i dashboard_passwd.txt

浏览器访问:http://192.168.80.11:8000 ,账号密码为 admin/12345678

6、资源池 Pool 管理

上面我们已经完成了 Ceph 集群的部署,但是我们如何向 Ceph 中存储数据呢?首先我们需要在 Ceph 中定义一个 Pool 资源池。Pool 是 Ceph 中存储 Object 对象抽象概念。我们可以将其理解为 Ceph 存储上划分的逻辑分区,Pool 由多个 PG 组成;而 PG 通过 CRUSH 算法映射到不同的 OSD 上;同时 Pool 可以设置副本 size 大小,默认副本数量为 3。

Ceph 客户端向 monitor 请求集群的状态,并向 Pool 中写入数据,数据根据 PGs 的数量,通过 CRUSH 算法将其映射到不同的 OSD 节点上,实现数据的存储。 这里我们可以把 Pool 理解为存储 Object 数据的逻辑单元;当然,当前集群没有资源池,因此需要进行定义。

#创建一个 Pool 资源池,其名字为 mypool,PGs 数量设置为 64,设置 PGs 的同时还需要设置 PGP(通常PGs和PGP的值是相同的):
PG (Placement Group),pg 是一个虚拟的概念,用于存放 object,PGP(Placement Group for Placement purpose),相当于是 pg 存放的一种 osd 排列组合
cd /etc/ceph
ceph osd pool create mypool 64 64

#查看集群 Pool 信息
ceph osd pool ls    或    rados lspools
ceph osd lspools

#查看资源池副本的数量
ceph osd pool get mypool size

#查看 PG 和 PGP 数量
ceph osd pool get mypool pg_num
ceph osd pool get mypool pgp_num

#修改 pg_num 和 pgp_num 的数量为 128
ceph osd pool set mypool pg_num 128
ceph osd pool set mypool pgp_num 128

ceph osd pool get mypool pg_num
ceph osd pool get mypool pgp_num

#修改 Pool 副本数量为 2
ceph osd pool set mypool size 2

ceph osd pool get mypool size

#修改默认副本数为 2
vim ceph.conf
......
osd_pool_default_size = 2

ceph-deploy --overwrite-conf config push node01 node02 node03

#删除 Pool 资源池
1)删除存储池命令存在数据丢失的风险,Ceph 默认禁止此类操作,需要管理员先在 ceph.conf 配置文件中开启支持删除存储池的操作
vim ceph.conf
......
[mon]
mon allow pool delete = true

2)推送 ceph.conf 配置文件给所有 mon 节点
ceph-deploy --overwrite-conf config push node01 node02 node03

3)所有 mon 节点重启 ceph-mon 服务
systemctl restart ceph-mon.target

4)执行删除 Pool 命令
ceph osd pool rm pool01 pool01 --yes-i-really-really-mean-it

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