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④ CephFs文件系统

一、CephFs介绍

Ceph File System (CephFS) 是与 POSIX 标准兼容的文件系统, 能够提供对 Ceph 存储集群上的文件访问. Jewel 版本 (10.2.0) 是第一个包含稳定 CephFS 的 Ceph 版本. CephFS 需要至少一个元数据服务器 (Metadata Server - MDS) daemon (ceph-mds) 运行, MDS daemon 管理着与存储在 CephFS 上的文件相关的元数据, 并且协调着对 Ceph 存储系统的访问。

对象存储的成本比起普通的文件存储还是较高，需要购买专门的对象存储软件以及大容量硬盘。如果对数据量要求不是海量，只是为了做文件共享的时候，直接用文件存储的形式好了，性价比高。

二、CephFS 架构

底层是核心集群所依赖的, 包括:

  • OSDs (ceph-osd): CephFS 的数据和元数据就存储在 OSDs 上
  • MDS (ceph-mds): Metadata Servers, 管理着 CephFS 的元数据
  • Mons (ceph-mon): Monitors 管理着集群 Map 的主副本
    Ceph 存储集群的协议层是 Ceph 原生的 librados 库, 与核心集群交互.

CephFS 库层包括 CephFS 库 libcephfs, 工作在 librados 的顶层, 代表着 Ceph 文件系统.最上层是能够访问 Ceph 文件系统的两类客户端.

三、配置 CephFS MDS

要使用 CephFS， 至少就需要一个 metadata server 进程。可以手动创建一个 MDS， 也可以使用 ceph-deploy 或者 ceph-ansible 来部署 MDS。

登录到ceph-deploy工作目录执行
ceph-deploy mds create cephnode01 cephnode02 cephnode03

四、部署Ceph文件系统

部署一个 CephFS, 步骤如下:

  1. 在一个 Mon 节点上创建 Ceph 文件系统.
  2. 若使用 CephX 认证,需要创建一个访问 CephFS 的客户端
  3. 挂载 CephFS 到一个专用的节点.
    • 以 kernel client 形式挂载 CephFS
    • 以 FUSE client 形式挂载 CephFS

1、创建一个 Ceph 文件系统

1、CephFS 需要两个 Pools - cephfs-data 和 cephfs-metadata, 分别存储文件数据和文件元数据

ceph osd pool create cephfs-data 256 256
ceph osd pool create cephfs-metadata 64 64
ceph osd lspools

注：一般 metadata pool 可以从相对较少的 PGs 启动, 之后可以根据需要增加 PGs. 因为 metadata pool 存储着 CephFS 文件的元数据, 为了保证安全, 最好有较多的副本数. 为了能有较低的延迟, 可以考虑将 metadata 存储在 SSDs 上.

2、创建一个 CephFS, 名字为 cephfs:

ceph fs new cephfs cephfs-metadata cephfs-data

3、验证至少有一个 MDS 已经进入 Active 状态

ceph fs status cephfs

4、在 Monitor 上, 创建一个用户，用于访问CephFs

ceph auth get-or-create client.cephfs mon 'allow r' mds 'allow rw' osd 'allow rw pool=cephfs-data, allow rw pool=cephfs-metadata'
[client.cephfs]
    key = AQDkr7NePLUoKBAANzKGnWvT6HumKWIPMDJe/Q==

5、验证key是否生效

ceph auth get client.cephfs

6、检查CephFs和mds状态

ceph mds stat
ceph fs ls
ceph fs status

1.1 以 kernel client 形式挂载 CephFS

内核态

这里可以准备一台新机器,网段相同,配置yum源,ssh,主机名

IP：192.168.0.5 host：ceph-grafana

1、创建挂载目录 cephfs

mkdir /cephfs

2、挂载目录

mount -t ceph 192.168.0.6:6789,192.168.0.7:6789,192.168.0.8:6789:/ /cephfs/ -o name=cephfs,secret=AQDkr7NePLUoKBAANzKGnWvT6HumKWIPMDJe/Q==

3、自动挂载

echo "192.168.0.6:6789,192.168.0.7:6789,192.168.0.8:6789:/ /cephfs ceph name=cephfs,secretfile=/etc/ceph/cephfs.key,_netdev,noatime 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab

4、验证是否挂载成功

stat -f /cephfs

5、卸载

umount /cephfs

1.2 以 FUSE client 形式挂载 CephFS

用户态
1、安装ceph-common（效率更快一些）

yum install -y ceph-common

2、安装ceph-fuse

yum install -y ceph-fuse

3、将集群的ceph.conf拷贝到客户端

scp [email protected]:/etc/ceph/ceph.conf /etc/ceph/
chmod 644 /etc/ceph/ceph.conf

#创建秘钥文件,具体内容从node1上执行`ceph auth get client.cephfs`
vim /etc/ceph/ceph.client.cephfs.keyring
[client.cephfs]
    key = AQDkr7NePLUoKBAANzKGnWvT6HumKWIPMDJe/Q==
    caps mds = "allow rw"
    caps mon = "allow r"
    caps osd = "allow rw pool=cephfs-data, allow rw pool=cephfs-metadata"

4、使用 ceph-fuse 挂载 CephFS

ceph-fuse --keyring  /etc/ceph/ceph.client.cephfs.keyring  --name client.cephfs -m 192.168.0.6:6789,192.168.0.7:6789,192.168.0.8:6789 /cephfs/

5、验证 CephFS 已经成功挂载

stat -f /cephfs

6、自动挂载

echo "none /cephfs fuse.ceph ceph.id=cephfs[,ceph.conf=/etc/ceph/ceph.conf],_netdev,defaults 0 0"| sudo tee -a /etc/fstab
或
echo "id=cephfs,conf=/etc/ceph/ceph.conf /mnt/ceph2  fuse.ceph _netdev,defaults 0 0"| sudo tee -a /etc/fstab

7、卸载

fusermount -u /cephfs

五、MDS主备与主主切换

在cephnode01上

1、配置主主备模式

  • 当cephfs的性能出现在MDS上时，就应该配置多个活动的MDS。通常是多个客户机应用程序并行的执行大量元数据操作，并且它们分别有自己单独的工作目录。这种情况下很适合使用多主MDS模式。
  • 配置MDS多主模式
    每个cephfs文件系统都有一个max_mds设置，可以理解为它将控制创建多少个主MDS。注意只有当实际的MDS个数大于或等于max_mds设置的值时，mdx_mds设置才会生效。例如，如果只有一个MDS守护进程在运行，并且max_mds被设置为两个，则不会创建第二个主MDS。
ceph fs set cephfs max_mds 2

#验证MDS
ceph fs status cephfs

1.3、配置备用MDS
即使有多个活动的MDS，如果其中一个MDS出现故障，仍然需要备用守护进程来接管。因此，对于高可用性系统，实际配置max_mds时，最好比系统中MDS的总数少一个。

但如果你确信你的MDS不会出现故障，可以通过以下设置来通知ceph不需要备用MDS，否则会出现insufficient standby daemons available告警信息：

ceph fs set  standby_count_wanted 0 
#备用数量设置为0

2、还原单主MDS

2.1、设置max_mds（也等于设置rank数）

ceph fs set cephfs max_mds 1
#这里的 1为rank的编号

2.2 删除不需要的rank

ceph mds deactivate cephfs:2

3、什么是Rank

在MDS集群中每一个MDS进程由一个Rank进行管理，Rank数量由max_mds参数配置，默认为1。每个Rank都有一个编号。编号从0开始。 rank有三种状态：

up：代表 Rank已经由某个MDS守护进程接管。
failed：代表未被接管。
damaged：代表损坏，元数据丢失或崩溃，可以使用命令ceph mds repaired修复，在未被修复之前Rank不会被分配给任何守护进程。
如果要对MDS进程做高可用，就可以启动多个MDS，然后设置多个Rank，这时候每个MDS就会关联至对应的Rank来实现高用。通常MDS的数量为Rank数量的两倍，这样可以保证任何一个Rank出现问题（Rank出现问题也就相当于MDS出现问题）有另外的MDS进程马上进行替换。

设置Rank数量

ceph fs set cephfs max_mds 1

Rank状态查看

[root@cephnode01 ~]# ceph mds stat
cephfs:1 {0=cephnode02=up:active} 2 up:standby

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