Ceph(分布式文件系统)

Ceph(分布式文件系统)

1、存储基础

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(物理层使用以太网来传输)

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

与DAS的区别是SAN是使用网线连接到计算机的
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
商业存储解决方案

EMC、NetAPP、IBM、DELL、华为、浪潮
分布式存储(软件定义的存储 SDS)

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。

分布式存储的类型【重中之重】

●块存储

一对一,只能被一个主机挂载使用,数据以块为单位进行存储,典型代表:硬盘(适用于容器或虚拟机存储卷分配、日志存储、文件存储)

●文件存储

一对多,能被多个主机同时挂载/传输使用,数据以文件的形式存储的(元数据和实际数据是分开存储),并且有目录的层级关系,典型代表:NFS(适用于目录结构的存储、日志存储)

●对象存储

一对多,能被多个主机/应用通过API接口访问使用,数据以文件的形式存储,一个文件即一个对象,元数据和实际数据是存储在一起的。(适用图片存储、视频存储)

文件是扁平化方式存储的,没有目录的层级关系,典型代表:OSS S3

2、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、乐视、360、星辰天合存储、杉岩数据等。

3、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级的扩展。

●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是个大一统的存储系统,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。

Ceph 分布式存储系统,具有高性能、高扩展性、高可用性等特点,还集块/文件/对象存储功能于一身

4、Ceph 架构【重中之重】

自下向上,可以将Ceph系统分为四个层次

●RADOS 基础存储系统【统一存储池

提供存储能力的。Ceph中一切都是以对象形式存储,RADOS就是负责存储这些对象的,并保证数据的一致性和可靠性。

Reliab1e,Autonomic,Distributed object store,即可靠的、自动化的、分布式的对象存储

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【LibRADOS对象访问接口】

提供存储接口给客户端使用的,Ceph默认提供三个接口:RBD块存储接口、CephFS文件存储接口、RGW对象存储接口。还支持用户使用JAVA/Python/C等编程语言二次开发自定义的接口

包括了三个部分

1.对象存储接口 RGW(RADOS Gateway)【对象存储,通过API获取文件对象】

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)【裸磁盘】

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)【文件系统,类似Linux的挂载磁盘】

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【客户机】

使用存储的读写数据的终端

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

4、Ceph 核心组件【重中之重】

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。

Ceph 组件

OSD 负责存储数据,一般一个磁盘对应一个OSD,响应客户端的读写请求

Monitor(mon) Ceph监视器,负责保存OSD的元数据,维护Ceph集群状态的各种图表视图(监控全局状态),管理客户端的认证于授权

Manager(mgr) 负责跟踪集群状态和监控指标,暴露接口给监控软件获取监控指标数据

MDS 负责保存CpehFS文件系统的元数据,仅在使用CephFS接口功能的时候使用

PG 可理解成保存OSD位置的索引,一个PG可以包含多个数据对象,一个数据对象只能属于一个PG

Pool 数据池,可理解成一个命名空间,一个Pool里包含多个PG。不同Pool的PG可以重名

●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(命名空间,作用大致相当于可以存在两个一样名字的文件不至于冲突) 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。(monitor用于保存osd元数据,维护集群状态,管理用户认证)

●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。(manager负责收集状态并且开放用于监控)

●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(文件存储需要 数据与元数据分开存储);如果不使用 CephFS 可以不安装。(mds用于提供 文件存储 功能【类似linux的挂载磁盘】,在文件存储时存储元数据 )

5、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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。

6、Ceph 数据的存储过程 【重中之重重中之重】

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。

简而言之

  1. 文件 默认会被按照4M大小进行分片成一个或多个数据对象(object)
  2. 每个object都有一个oid(由文件ID(ino)和分片编号(ono)组成),通过对oid使用hash算法得到一个16进制的数值,再除以Pool里的PG总数取余,得到object的pgid(Pood_ID+pgid)
  3. 通过对pgid使用CRUSH算法得到PG对应的OSD的ID(如有多副本,则是主从的OSD的ID)
  4. 将object的数据存储到对应的OSD上

7、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)

L与N两个版本较为常用

8、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。(Octopus之后的版本若使用ceph-deploy需要改写代码)
  • 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。

-------------------- 基于 ceph-deploy 部署 Ceph 集群 --------------------

Ceph 生产环境推荐

1、存储集群全采用万兆网络(存在大量同步)

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(避免内网同步影响外网)

3、mon、mds 与 osd 分离部署在不同主机上避免ALL IN BOOM(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,避免同一机柜的电源或者网络故障

Ceph 环境规划
主机名 Public网络 Cluster网络 角色

admin 192.168.80.20 admin(管理节点负责集群整体部署)、client

node01 192.168.80.101 192.168.100.101 mon、mgr、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd)

node02 192.168.80.102 192.168.100.102 mon、mgr、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd)

node03 192.168.80.103 192.168.100.103 mon、osd(/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd)

client 192.168.80.107 client

环境准备

可选步骤:创建 Ceph 的管理用户

bash 复制代码
useradd cephadm
passwd cephadm

visudo
cephadm ALL=(root) NOPASSWD:ALL

1、关闭 selinux 与防火墙

bash 复制代码
systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

2、根据规划设置主机名

bash 复制代码
hostnamectl set-hostname admin
bash 复制代码
hostnamectl set-hostname node01
bash 复制代码
hostnamectl set-hostname node02
bash 复制代码
hostnamectl set-hostname node03
bash 复制代码
hostnamectl set-hostname client

3、配置 hosts 解析

bash 复制代码
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.80.20 admin
192.168.80.101 node01
192.168.80.102 node02
192.168.80.103 node03
192.168.80.107 client
EOF

4、安装常用软件和依赖包

bash 复制代码
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

5、在 admin 管理节点配置 ssh 免密登录所有节点

bash 复制代码
可以省略这步,会在下方命令中带上参数达到相同效果

vim /etc/ssh/ssh_config
    取消注释 省去ssh第一次连接时的确认操作
    StrictHostKeyChecking no
bash 复制代码
ssh-keygen -t rsa -P '' -f ~/.ssh/id_rsa
ssh-keygen -t rsa #缩写 一路回车

sshpass -p 'admin主机的密码' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@admin
sshpass -p 'node01主机的密码' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node01
sshpass -p 'node02主机的密码' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node02
sshpass -p 'node03主机的密码' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node03
#若上面ssh配置文件中没有设置StrictHostKeyChecking=no,也可以在命令行中指出。若设置可忽略

6、配置时间同步

可以用NTP完成时间同步,本次实验使用chronyd完成时间同步

bash 复制代码
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 enable --now chronyd
timedatectl set-ntp true
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
chronyc -a makestep
timedatectl status
chronyc sources -v
timedatectl set-local-rtc 0

#重启依赖于系统时间的服务

bash 复制代码
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond

查看使用的时间服务器。生产环境中一般使用服务器集群内部服务器做时间源,其他服务器向其同步时间。

bash 复制代码
vim /etc/chrony.conf

#关闭无关服务(邮箱服务)

bash 复制代码
systemctl disable --now postfix

7、配置 Ceph yum源(由于下面在各节点上手动yum安装 Ceph 软件包)

bash 复制代码
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

8、执行完上面所有的操作之后重启所有主机(可选)

bash 复制代码
sync
reboot

9.为node1/2/3配置内网同步用的第二张网卡,并且添加磁盘用作osd

设置网卡

bash 复制代码
cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens36
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens36
    NAME="ens36"
    DEVICE="ens36"
    #UUID=    此项可注释可不注释 
    IPADDR=192.168.100.10X
        根据架构图中预先分配的IP地址进行设置
        node1 192.168.100.101 
        node2 192.168.100.102
        node3 192.168.100.103
    #GATEWAY= 此项可注释可不注释
    #DNS1=    此项可注释可不注释

systemctl restart network
bash 复制代码
ifconfig
确认,建议反复确认,实测双网卡会因为NetworkManager服务冲突导致第二章网卡过几秒掉IP

若IP消失,关闭NetworkManager服务
systemctl stop NetworkManager
systemctl disable NetworkManager
systemctl restart network

在线刷新磁盘(开机时添加磁盘需要刷新。如果直接重启则不需要)

bash 复制代码
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

fdisk -l
或
lsblk

部署 Ceph 集群

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

bash 复制代码
mkdir -p /etc/ceph

2、安装 ceph-deploy 部署工具(只需要admin节点)

bash 复制代码
cd /etc/ceph
yum install -y ceph-deploy

ceph-deploy --version

3、在admin节点为其它节点自动安装 Ceph 软件包(串行较慢) / 或是在所有节点上手动并行安装

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(自动安装较慢 可以跳过 使用手动安装)

bash 复制代码
cd /etc/ceph
ceph-deploy install --release nautilus node0{1..3} admin
#--release nautilus安装nautilus版本 在node01/2/3 admin节点上安装

ceph-deploy install 本质就是 用python在指定的主机上一台台的 执行下面的命令(自动安装较慢 可以跳过 使用手动安装)

bash 复制代码
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:

由于准备阶段已经配置 Ceph yum源(国外的,此处sed替换国内源),此处直接yum安装即可

bash 复制代码
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

4、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

bash 复制代码
cd /etc/ceph
ceph-deploy new --public-network 192.168.80.0/24 --cluster-network 192.168.100.0/24 node01 node02 node03
#指定内网 外网 节点

命令执行成功后会在 /etc/ceph 下生成配置文件

bash 复制代码
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

5、在管理节点初始化 mon 节点

bash 复制代码
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

bash 复制代码
ls /etc/ceph

ceph.conf
ceph-deploy-ceph.log
ceph.mon.keyring

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

查看ceph配置文件

在 mon 节点上查看自动开启的 mon 进程

bash 复制代码
ps aux | grep ceph

root        3454  0.0  0.2 189264  9224 ?        Ss   21:28   0:00 /usr/bin/python2.7 /usr/bin/ceph-crash
ceph        3877  0.0  0.7 502984 30020 ?        Ssl  21:34   0:00 /usr/bin/ceph-mon -f --cluster ceph --id node02 --setuser ceph --setgroup ceph
root       12705  0.0  0.0 112828   980 pts/0    S+   21:41   0:00 grep --color=auto ceph

在管理节点查看 Ceph 集群状态

bash 复制代码
cd /etc/ceph
ceph -s


  cluster:
    id:     994d8596-5d3f-40fa-844d-8e833fb5bf73
    health: HEALTH_WARN
            mons are allowing insecure global_id reclaim

  services:
    mon: 3 daemons, quorum node01,node02,node03 (age 9m)
    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

bash 复制代码
ceph quorum_status --format json-pretty | grep leader
    "quorum_leader_name": "node01",

扩容 mon 节点

bash 复制代码
ceph-deploy mon add <节点名称>

6、部署能够管理 Ceph 集群的节点(可选)

之前都是在admin上管理节点。若想在node上管理节点

#可实现在各个节点执行 ceph 命令管理集群

bash 复制代码
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

bash 复制代码
ls /etc/ceph
ceph.client.admin.keyring  ceph.conf  rbdmap  tmpr8tzyc

cd /etc/ceph
ceph -s

7、部署 osd 存储节点

主机添加完硬盘后不要分区,直接使用。

bash 复制代码
lsblk

#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)

bash 复制代码
cd /etc/ceph
ceph-deploy disk zap node01 /dev/sdb
ceph-deploy disk zap node02 /dev/sdb
ceph-deploy disk zap node03 /dev/sdb

#在admin主机添加 osd 节点

bash 复制代码
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

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

node1/2/3 lsblk可以看到已经挂载

查看 ceph 集群状态

bash 复制代码
ceph -s
查看 ceph 集群状态

  cluster:
    id:     994d8596-5d3f-40fa-844d-8e833fb5bf73
    health: HEALTH_WARN
            no active mgr
            mons are allowing insecure global_id reclaim

  services:
    mon: 3 daemons, quorum node01,node02,node03 (age 56m)
    mgr: no daemons active
    osd: 3 osds: 3 up (since 5s), 3 in (since 5s)

  data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 B
    usage:   0 B used, 0 B / 0 B avail
    pgs:
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ceph osd stat 
查看osd状态

    3 osds: 3 up (since 111s), 3 in (since 111s); epoch: e13
bash 复制代码
ceph osd tree 
树状查看

ID CLASS WEIGHT  TYPE NAME       STATUS REWEIGHT PRI-AFF
-1       0.05846 root default
-3       0.01949     host node01
 0   hdd 0.01949         osd.0       up  1.00000 1.00000
-5       0.01949     host node02
 1   hdd 0.01949         osd.1       up  1.00000 1.00000
-7       0.01949     host node03
 2   hdd 0.01949         osd.2       up  1.00000 1.00000
bash 复制代码
rados df
查看osd状态

POOL_NAME USED OBJECTS CLONES COPIES MISSING_ON_PRIMARY UNFOUND DEGRADED RD_OPS RD WR_OPS WR USED COMPR UNDER COMPR
total_objects    0
total_used       0 B
total_avail      0 B
total_space      0 B
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在admin端查看ceph服务启动情况 
ssh root@node01 systemctl status ceph-osd@0
ssh root@node02 systemctl status ceph-osd@1
ssh root@node03 systemctl status ceph-osd@2
bash 复制代码
ceph osd status
查看 osd 状态,需部署 mgr 后才能执行
bash 复制代码
ceph osd df
查看 osd 容量,需部署 mgr 后才能执行

扩容 osd 节点

bash 复制代码
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。

8、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。

bash 复制代码
在admin节点
cd /etc/ceph
ceph-deploy mgr create node01 node02
ceph -s

解决 HEALTH_WARN 问题:mons are allowing insecure global_id reclaim问题:

bash 复制代码
禁用不安全模式
ceph config set mon auth_allow_insecure_global_id_reclaim false

扩容 mgr 节点

bash 复制代码
ceph-deploy mgr create <节点名称>

9、开启监控模块(在任意一台安装了mgr的服务器上)(图形化)

在 ceph-mgr Active节点执行命令开启(在任意一台安装了mgr的服务器上)

bash 复制代码
ceph -s | grep mgr
        mgr: node01(active, since 6m), standbys: node02
#保证mgr开启 (不一定要主节点安装,能够开启mgr的节点即可)

#在node01上执行
yum install -y ceph-mgr-dashboard

#查看安装的模块
cd /etc/ceph
ceph mgr module ls | grep dashboard

开启 dashboard 模块(在任意一台安装了mgr的服务器上)

bash 复制代码
ceph mgr module enable dashboard --force

禁用 dashboard 的 ssl 功能(不然要证书才能访问)(在任意一台安装了mgr的服务器上)

bash 复制代码
ceph config set mgr mgr/dashboard/ssl false

配置 dashboard 监听的地址和端口(任意可管理ceph集群的节点上都能操作)

bash 复制代码
ceph config set mgr mgr/dashboard/server_addr 0.0.0.0
ceph config set mgr mgr/dashboard/server_port 8000

重启 dashboard(在任意一台安装了mgr的服务器上)

bash 复制代码
ceph mgr module disable dashboard
ceph mgr module enable dashboard --force

确认访问 dashboard 的 url(在任意一台安装了mgr的服务器上)

bash 复制代码
ceph mgr services

{
    "dashboard": "http://node01:8000/"
}

设置 dashboard 账户以及密码(在任意一台安装了mgr的服务器上)

bash 复制代码
echo "12345678" > dashboard_passwd.txt
ceph dashboard set-login-credentials admin -i dashboard_passwd.txt
老版本
  或
新版本
echo "12345678" > dashboard_passwd.txt
ceph dashboard ac-user-create admin administrator -i dashboard_passwd.txt

浏览器访问:http://192.168.80.101:8000 ,账号密码为 admin/12345678

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

(pg pgp设置相同 官方计算器:old.ceph.com/pgcalc)

bash 复制代码
cd /etc/ceph
ceph osd pool create mypool 64 64

查看集群 Pool 信息

bash 复制代码
ceph osd pool ls    或    rados lspools
ceph osd lspools

查看资源池副本的数量

bash 复制代码
ceph osd pool get mypool size

查看 PG 和 PGP 数量

bash 复制代码
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(PG与pgp一起修改)

bash 复制代码
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

bash 复制代码
ceph osd pool set mypool size 2

ceph osd pool get mypool size

修改默认副本数为 2

bash 复制代码
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

bash 复制代码
vim ceph.conf
......
[mon]
mon allow pool delete = true

2)推送 ceph.conf 配置文件给所有 mon 节点

bash 复制代码
ceph-deploy --overwrite-conf config push node01 node02 node03

3)所有 mon 节点重启 ceph-mon 服务

bash 复制代码
systemctl restart ceph-mon.target

4)执行删除 Pool 命令

bash 复制代码
ceph osd pool rm pool01 pool01 --yes-i-really-really-mean-it
                资源池名 输入两遍
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