EMC、NetAPP、IBM、DELL、华为、浪潮
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、高可用性等优点。
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。
自下向上,可以将Ceph系统分为四个层次:
RADOS 基础存储系统
RADOS是Ceph最底层的功能模块,是一个无限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
Librados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RBD、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
1、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。
2、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。
3、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
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。
#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)
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
(1)文件默认会被按照4M大小进行分片成一个或者多个数据对象(object);
(2)每个数据对象(object)都有一个oid(由文件ID(ino)和分片编号(non组成),通过对oid使用hash算法得到一个16进制的特征码,再除以Pool的PG总数取余,得到数据对象(object)的pgid(由Pool_id+pgid组成);
(3)通过对pgid使用CRUSH算法得到PG对应的OSD的ID(如果是多副本,则是主从的OSD的ID);
(4)将数据对象(object)的数据存储到对应的OSD上。
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
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 环境规划
主机名 | Public网络 | Cluster网络 | 角色 |
---|---|---|---|
admin | 192.168.190.100 | admin(管理节点负责集群整体部署)、client | |
node01 | 192.168.190.200 | 192.168.100.11 | mon、mgr、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd) |
node02 | 192.168.190.101 | 192.168.100.12 | mon、mgr、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd) |
node03 | 192.168.190.120 | 192.168.100.13 | mon、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd) |
client | 192.168.190.130 | client |
关闭 selinux 与防火墙
systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
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
配置 hosts 解析
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.190.100 admin
192.168.190.200 node01
192.168.190.101 node02
192.168.190.120 node03
192.168.190.130 client
EOF
安装常用软件和依赖包
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
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 '123123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@admin
sshpass -p '123123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node01
sshpass -p '123123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node02
sshpass -p '123123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node03
配置时间同步//所有节点全部都需执行
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
systemctl disable --now postfix #关闭无关服务
配置 Ceph yum源 //所有主机都需安装
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
node01-03节点设置双网卡
node01 192.168.190.200 192.168.100.11
node02 192.168.190.101 192.168.100.12
node03 192.168.190.120 192.168.100.13
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens36
vim ifcfg-ens36
systemctl restart network
ip a
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
安装 ceph-deploy 部署工具
cd /etc/ceph
yum install -y ceph-deploy
查看版本
ceph-deploy --version
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
yum install -y ceph //client节点安装这个即可
生成初始配置 //admin节点
#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 192.168.190.0/24 --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 //admin节点
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
在管理节点admin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
ls //查看文件是否齐全
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admin节点查看 Ceph 集群状态
cd /etc/ceph
ceph -s
#查看 mon 集群选举的情况
ceph quorum_status --format json-pretty | grep leader
admin节点部署能够管理 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
部署 osd 存储节点,三个node节点
#主机添加完硬盘后不要分区,直接使用
#添加 osd 节点 在admin节点操作
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 //在node节点操作
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
cd /etc/ceph
ceph-deploy mgr create node01 node02 node03//在admin节点部署mgr
ceph -s //查看mgr节点是否部署成功
ceph osd status #查看 osd 状态,需部署 mgr 后才能执行
ceph osd df #查看 osd 容量,需部署 mgr 后才能执行
扩容 osd 节点 //在admin节点操作
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
ceph -s
禁用不安全模式:
ceph config set mon auth_allow_insecure_global_id_reclaim false
ceph -s
开启监控模块
#在 ceph-mgr Active节点执行命令开启 node节点操作
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://192.168.190.200:8000 ,账号密码为 admin/12345678
//资源池 Pool 管理
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
在管理节点创建 mds 服务
cd /etc/ceph
ceph-deploy mds create node01 node02 node03
创建存储池,启用 ceph 文件系统 //admin节点操作
ceph 文件系统至少需要两个 rados 池,一个用于存储数据,一个用于存储元数据。此时数据池就类似于文件系统的共享目录。
ceph osd pool create cephfs_data 128 128 #创建数据Pool
ceph osd pool create cephfs_metadata 128 128 #创建元数据Pool
#创建 cephfs,命令格式:ceph fs new <FS_NAME> <CEPHFS_METADATA_NAME> <CEPHFS_DATA_NAME>
ceph fs new mycephfs cephfs_metadata cephfs_data
#启用ceph,元数据Pool在前,数据Pool在后
ceph fs ls #查看cephfs
查看mds状态,一个up,其余两个待命,目前的工作的是node01上的mds服务
ceph -s
mds: mycephfs:1 {0=node01=up:active} 2 up:standby
ceph mds stat
mycephfs:1 {0=node01=up:active} 2 up:standby
创建用户
语法格式:ceph fs authorize <fs_name> client.<client_id> <path-in-cephfs> rw
#账户为 client.zhangsan,用户 name 为 zhangsan,zhangsan 对ceph文件系统的 / 根目录(注意不是操作系统的根目录)有读写权限
ceph fs authorize mycephfs client.zhangsan / rw | tee /etc/ceph/zhangsan.keyring
账户为 client.lisi,用户 name 为 lisi,lisi 对文件系统的 / 根目录只有读权限,对文件系统的根目录的子目录 /test 有读写权限
ceph fs authorize mycephfs client.lisi / r /test rw | tee /etc/ceph/lisi.keyring
在 ceph 的管理节点给客户端拷贝 ceph 的配置文件 ceph.conf 和账号的秘钥环文件 zhangsan.keyring、lisi.keyring
scp ceph.conf zhangsan.keyring lisi.keyring root@client:/etc/ceph
在客户端(client节点)
cd /etc/client
ls //查看密钥文件是否成功拷贝过来
在客户端制作秘钥文件
cd /etc/ceph
ceph-authtool -n client.zhangsan -p zhangsan.keyring > zhangsan.key
#把 zhangsan 用户的秘钥导出到 zhangsan.keyl
ceph-authtool -n client.lisi -p lisi.keyring > lisi.key
#把 lisi 用户的秘钥导出到 lisi.key
客户端挂载
●方式一:基于内核
语法格式:
mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/ <本地挂载点目录> -o name=<用户名>,secret=<秘钥>
mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/ <本地挂载点目录> -o name=<用户名>,secretfile=<秘钥文件>
示例一:
mkdir -p /data/zhangsan
mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/ /data/zhangsan -o name=zhangsan,secretfile=/etc/ceph/zhangsan.key
示例二:
mkdir -p /data/lisi
mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/ /data/lisi -o name=lisi,secretfile=/etc/ceph/lisi.key
●方式二:基于 fuse 工具
1)在 ceph 的管理节点admin节点给客户端拷贝 ceph 的配置文件 ceph.conf 和账号的秘钥环文件 zhangsan.keyring、lisi.keyring
scp ceph.client.admin.keyring root:/etc/ceph
2)在客户端安装 ceph-fuse
yum install -y ceph-fuse
3)客户端挂载
cd /data/aa
ceph-fuse -m node01:6789,node02:6789,node03:6789 /data/aa [-o nonempty]
#挂载时,如果挂载点不为空会挂载失败,指定 -o nonempty 可以忽略