每日一博 | 使用 Ceph 实现的分布式文件共享解决方案

[喵咪Liunx(7)]Ceph分布式文件共享解决方案

原

荐

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前言

哈喽大家好呀! 这次给大家带来的Liunx软件分享是鼎鼎大名的Ceph分布式文件系统,笔者了解到Ceph也是遇到了一个问题就是在使用Kubeneters的时候在各个容器中都需要使用同一套文件,但是使用NAS盘的方式不管是更新还是读取都要忍受2分钟之久而且还会出现文件占用失败的问题,笔者找了找现有和Kuberneters结合比较好的文件系统才发现Ceph,那么就开始进行Ceph的搭建和使用吧

附上:

喵了个咪的博客:w-blog.cn

Ceph官网 : https://ceph.com/

1. 环境准备

首先需要3台服务器来做集群,ceph默认会进行文件三份的冗余来保障文件不易丢失,服务器IP地址如下:

PS:这里使用的是Centos7的系统版本

192.168.3.101 ceph-1
192.168.3.102 ceph-2
192.168.3.103 ceph-3

这里使用 docker 的方式进行安装不会应为安装过程污染环境方便删除重试:

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce

需要配置好国内docker源来提高速度并且配置好开启自启(需要使用自己的阿里云账号获取加速地址)

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://xxxxxxxx.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
sudo systemctl enable docker

2. 集群部署

在各个节点上拉取需要使用到的Docker镜像

docker pull ceph/daemon

在node1节点上运行 mon

docker run -d \
        --name=mon \
        --net=host \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        -e MON_IP=192.168.3.101 \
        -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=192.168.3.0/24 \
        ceph/daemon mon

查看docker运行状态,并且执行命令查看ceph的集群情况

[root@ceph-1 ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                CREATED              STATUS              PORTS               NAMES
b0c9d7680461        ceph/daemon         "/entrypoint.sh mon"   About a minute ago   Up About a minute                       mon
[root@ceph-1 ~]# docker exec mon ceph -s
  cluster:
    id:     da8f7f5b-b767-4420-a510-287f4ced25de
    health: HEALTH_OK
 
  services:
    mon: 1 daemons, quorum ceph-1
    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:

虽然我们没有映射端口,Ceph容器会把后续需要使用到的端口映射出来

[root@ceph-1 ~]# yum install tcping
[root@ceph-1 ~]# tcping 192.168.3.101 6789
192.168.3.101 port 6789 open

Ceph有两种方式在各个节点之间共享配置,一种是文件的方式需要吧第一个启动起来的节点的文件CP到其他节点,另外一种是使用配置服务(比如etcd或者consul) 这里使用的文件的方式存放公共配置问题复制配置文件 将 node1 上的配置文件复制到 node02 和 node03,复制的路径包含/etc/ceph和/var/lib/ceph/bootstrap-*下的所有内容。

ssh root@192.168.3.102 mkdir -p /var/lib/ceph
scp -r /etc/ceph root@192.168.3.102:/etc
scp -r /var/lib/ceph/bootstrap* root@192.168.3.102:/var/lib/ceph

ssh root@192.168.3.103 mkdir -p /var/lib/ceph
scp -r /etc/ceph root@192.168.3.103:/etc
scp -r /var/lib/ceph/bootstrap* root@192.168.3.103:/var/lib/ceph

启动第二个和第三个 mon 在 node02 上执行以下命令启动 mon,注意修改 MON_IP

docker run -d \
        --net=host \
        --name=mon \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        -e MON_IP=192.168.3.102 \
        -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=192.168.3.0/24 \
        ceph/daemon mon

在 node03 上执行以下命令启动 mon,注意修改 MON_IP

docker run -d \
        --net=host \
        --name=mon \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        -e MON_IP=192.168.3.103 \
        -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=192.168.3.0/24 \
        ceph/daemon mon

在任意节点上在查看ceph集群状态可以看到有三个mos上线了

[root@ceph-1 ~]# docker exec mon ceph -s
  cluster:
    id:     da8f7f5b-b767-4420-a510-287f4ced25de
    health: HEALTH_OK
 
  services:
    mon: 3 daemons, quorum ceph-1,ceph-2,ceph-3
    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:

接着就需要运行osd服务把某个磁盘给ceph作为文件共享系统的基础存储,所以我们需要为三台服务器挂载对应的磁盘(笔者这里使用的是阿里云的云服务器,这里挂载了100GB的SSD)

[root@ceph-1 ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 42.9 GB, 42949672960 bytes, 83886080 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0008d73a

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048    83884031    41940992   83  Linux

Disk /dev/vdb: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

三台机器分别运行(如果需要挂载多块可以运行多个osd即可)

docker run -d \
        --net=host \
        --name=osd \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        -v /dev/:/dev/ \
        --privileged=true \
        -e OSD_FORCE_ZAP=1 \
        -e OSD_DEVICE=/dev/vdb \
        ceph/daemon osd_ceph_disk

我们再次查看发现osd3个节点已经上线了

[root@ceph-1 ~]# docker exec mon ceph -s
  cluster:
    id:     da8f7f5b-b767-4420-a510-287f4ced25de
    health: HEALTH_WARN
            no active mgr
 
  services:
    mon: 3 daemons, quorum ceph-1,ceph-2,ceph-3
    mgr: no daemons active
    osd: 3 osds: 3 up, 3 in
 
  data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0  objects, 0 B
    usage:   0 B used, 0 B / 0 B avail
    pgs:

但是我们并看不到有存储空间,主要是mgr没有启动,我们把mds和rgw也一起跑起来在node1节点上:

docker run -d \
        --net=host \
        --name=mgr \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        ceph/daemon mgr

docker run -d \
        --net=host \
        --name=mds \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        -e CEPHFS_CREATE=1 \
        ceph/daemon mds

docker run -d \
        --name=rgw \
        -p 80:80 \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
        ceph/daemon rgw

初始化完成

[root@ceph-1 ~]# docker exec mon ceph -s
  cluster:
    id:     da8f7f5b-b767-4420-a510-287f4ced25de
    health: HEALTH_OK
 
  services:
    mon: 3 daemons, quorum ceph-1,ceph-2,ceph-3
    mgr: ceph-1(active)
    mds: cephfs-1/1/1 up  {0=ceph-1=up:active}
    osd: 3 osds: 3 up, 3 in
    rgw: 1 daemon active
 
  data:
    pools:   6 pools, 48 pgs
    objects: 209  objects, 3.4 KiB
    usage:   6.0 GiB used, 292 GiB / 298 GiB avail
    pgs:     48 active+clean

3. 简单使用和性能

可以使用ceph挂载磁盘进行使用,但是ceph有很强的用户校验机制所以需要先拿到访问key ,并且在使用过程中可以指定多个节点这就形成了负载均衡 用内核驱动挂载 Ceph 文件系统 — Ceph Documentation

mkdir /mnt/mycephfs
[root@ceph-1 ~]# cat /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring 
[client.admin]
        key = AQBXv0VbKtikExAAwHHp+F2HJSnYIIqaozjt3g==
        auid = 0
        caps mds = "allow"
        caps mgr = "allow *"
        caps mon = "allow *"
        caps osd = "allow *"

mount -t ceph 192.168.3.101,192.168.3.102,192.168.3.103:/ /mnt/mycephfs -o name=admin,secret=AQBhlz1bZBHcLxAAt6eIyBxnAxFoyA7PDTqAkQ==
umount /mnt/mycephfs


[root@ceph-1 ~]# lsof  /mnt/mycephfs
COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF          NODE NAME
bash    10486 root  cwd    DIR    0,0        2 1099511627781 /mnt/mycephfs/data/dev/code

这样只是最简单的使用,还有关于rdb对象存储以及Ceph还有快照功能

在搭建好整个集群之后进行测试文件速度(这里主要测试的是5000多个小文件拷贝速度)如下:

# NAS盘
/app # time cp -rf php/ general/test
real    2m 7.05s
user    0m 0.13s
sys     0m 1.80s
# CEPH
/app # time cp -rf php/ generalceph/test
real    0m 6.88s
user    0m 0.05s
sys     0m 0.39s
# 本地磁盘
/app # time cp -rf php/ php2
real    0m 1.16s
user    0m 0.02s
sys     0m 0.21s

大家可以看到CEPH的速度对于NAS盘提升不是一点两点是质的提升,面对本地磁盘差距也没有到不能接受的情况

4. 小技巧

如果大家没有搞定也可以先试试官方也提供整合好的demo 不需要开这么多组件才能使用,只需要以下命令即可:

docker run -d \
        --net=host \
        -v /etc/ceph:/etc/ceph \
        -e MON_IP=172.16.0.13 \
        -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=172.16.0.0/24 \
        ceph/demo

被ceph占用的磁盘会自己划分分区,无法在被二次使用了,如果需要重新初始化可以使用命令对磁盘进行全盘格式

[root@ceph-1 ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 42.9 GB, 42949672960 bytes, 83886080 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0008d73a

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048    83884031    41940992   83  Linux
WARNING: fdisk GPT support is currently new, and therefore in an experimental phase. Use at your own discretion.

Disk /dev/vdb: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: gpt
Disk identifier: 17E24D34-44A5-46BB-8753-A882133156FF


#         Start          End    Size  Type            Name
 1         2048       206847    100M  unknown         ceph data
 2      3483648    209715166   98.3G  unknown         ceph block
 3       206848      2303999      1G  unknown         ceph block.db
 4      2304000      3483647    576M  unknown         ceph block.wal

如果需要重新部署需要先,清理磁盘可以通过以下命名进行格式化

docker run -d --privileged=true -v /dev/:/dev/ -e OSD_DEVICE=/dev/vdb ceph/daemon zap_device

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杨浦

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