GFS分布式文件系统

GFS分布式文件系统:

gfd glusterFS开源的分布式的文件系统。

存储服务器,客户端以及网络(NFS/samba)网关。

传统式老的分布式系统元服务器,元服务器保存存储节点的目录树信息。一旦元服务器故障,所有的存储节点全部失效。

现在GFS取消了元服务器机制,数据横向扩展能力更强。可靠性更强。存储效率也更高。

GFS的特点:

1、扩展性更强,高性能

2、高可用,可以自动对文件进行复制。多次复制。

确保数据总是可以访问。哪怕硬件故障也能正常访问

3、全局统一的命名空间。所有节点都在一个分支的管理之下。客户端访问分支节点即可。

4、弹性卷,类似LVM。不同硬盘上的不同分区,组成一个逻辑上的硬盘。

不同服务器上的不同的硬盘分区,组成一个卷。可以动态扩容。

5、基于标准协议,GFS存储服务支持,NFS FTPHTTP以及GFS协议。应用程序可以直接使用数据,不需要任何修改。

GFS的组件和术语:

1、BRICK(存储块),存储服务器提供的用于物理存储的专用分区,GFS当中的基本存储单元。也是对外提供的存储目录。服务和目录的绝对路径组成server:dir

192.168.233.10:/opt/gfs

node1:/opt/gfs

2、volume逻辑卷一个逻辑卷就是一组brick的集合。类似于lvm,我们管理GFS,就是管理这些卷。

3、FUSE:GFS的内核模块,允许用户创建自己的文件系统。

4 VFS:内核空间对用户提供的访问磁盘的接口。虚拟端口。

5、服务端在每个存储节点上都要运行。glusterd(后台管理进程)

工作流程:

gfs的卷有哪些类型:

分布式卷,也是GFS的默认卷类型

条带卷(没了)

复制卷(镜像化)

分布式复制卷

分作式卷的特点:

文件数据通过HASH算法分布到设置的所有BRICK SERVER上。GFS时默认。属于raldu,没有容错机制。在分布式卷模式下,没有对文件进行分块,直接存储在某个server的节点上。坏了一个全坏。存取效率也没有提高。直接使用本地文件系统进行存储

复制卷:

类似于raid 1,文件会同步在多个brick server上。读性能上升,写性能稍差。

分布式复制卷:

两两复制,文件会在组内同步。不同的组之间数据未必同步。

部署 GlusterFS 分布式文件系统

先安装多个磁盘

编写脚本,自动化分区挂载

systemctl stop firewalld

setenforce 0

2.磁盘分区,并挂载

vim /opt/fdisk.sh

#!/bin/bash

DEVNAME=$(ls /dev/sd* | grep -o "sd[b-e]")

for i in $DEVNAME

do

echo -e "n\n\n\n\n\nw\n" | fdisk /dev/$i &> /dev/null

mkfs -t xfs /dev/${i}1 &> /dev/null

mkdir -p /data/${i}1

echo "/dev/{i}1 /data/{i}1 xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab

done

mount -a &> /dev/null

chmod +x /opt/fdisk.sh

cd /opt/

./fdisk.sh

3.修改主机名,配置/etc/hosts文件

#以Node1节点为例:(所有节点皆需要进行进行映射添加)

hostnamectl set-hostname node1

su

echo "192.168.73.105 node1" >> /etc/hosts

echo "192.168.73.106 node2" >> /etc/hosts

echo "192.168.73.107 node3" >> /etc/hosts

echo "192.168.73.109 node4" >> /etc/hosts

安装、启动GlusterFS(所有node节点上操作)

#将gfsrepo 软件上传到/opt目录下

unzip gfsrepo.zip

cd /etc/yum.repos.d/

mkdir repo.bak

mv *.repo repo.bak

vim glfs.repo

glfs

name=glfs

baseurl=file:///opt/gfsrepo

gpgcheck=0

enabled=1

yum clean all && yum makecache

#yum -y install centos-release-gluster #如采用官方 YUM 源安装,可以直接指向互联网仓库

yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma

systemctl start glusterd.service

systemctl enable glusterd.service

systemctl status glusterd.service

添加节点到存储信任池中(在 node1 节点上操作)

#只要在一台Node节点上添加其它节点即可

gluster peer probe node1

gluster peer probe node2

gluster peer probe node3

gluster peer probe node4

#在每个Node节点上查看群集状态

gluster peer status

创建GFS卷

1.创建分布式卷

#创建分布式卷,没有指定类型,默认创建的是分布式卷

gluster volume create dis-volume node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force

#查看卷列表

gluster volume list

#启动新建分布式卷

gluster volume start dis-volume

#查看创建分布式卷信息

gluster volume info dis-volume

2.创建条带卷

#指定类型为 stripe,数值为 2,且后面跟了 2 个 Brick Server,所以创建的是条带卷

gluster volume create stripe-volume stripe 2 node1:/data/sdc1 node2:/data/sdc1 force

gluster volume start stripe-volume

gluster volume info stripe-volume

3.创建复制卷

#指定类型为 replica,数值为 2,且后面跟了 2 个 Brick Server,所以创建的是复制卷

gluster volume create rep-volume replica 2 node3:/data/sdb1 node4:/data/sdb1 force

gluster volume start rep-volume

gluster volume info rep-volume

4.创建分布式条带卷

#指定类型为 stripe,数值为 2,而且后面跟了 4 个 Brick Server,是 2 的两倍,所以创建的是分布式条带卷

gluster volume create dis-stripe stripe 2 node1:/data/sdd1 node2:/data/sdd1 node3:/data/sdd1 node4:/data/sdd1 force

gluster volume start dis-stripe

gluster volume info dis-stripe

5.创建分布式复制卷

指定类型为 replica,数值为 2,而且后面跟了 4 个 Brick Server,是 2 的两倍,所以创建的是分布式复制卷

gluster volume create dis-rep replica 2 node1:/data/sde1 node2:/data/sde1 node3:/data/sde1 node4:/data/sde1 force

gluster volume start dis-rep

gluster volume info dis-rep

#查看当前所有卷的列表

gluster volume list

部署 Gluster 客户端

1.安装客户端软件

#将gfsrepo 软件上传到/opt目下

cd /etc/yum.repos.d/

mkdir repo.bak

mv *.repo repo.bak

vim glfs.repo

glfs

name=glfs

baseurl=file:///opt/gfsrepo

gpgcheck=0

enabled=1

yum clean all && yum makecache

yum -y install glusterfs glusterfs-fuse

2.创建挂载目录

mkdir -p /test/{dis,stripe,rep,dis_stripe,dis_rep}

ls /test

3.配置 /etc/hosts 文件

echo "192.168.73.105 node1" >> /etc/hosts

echo "192.168.73.106 node2" >> /etc/hosts

echo "192.168.73.107 node3" >> /etc/hosts

echo "192.168.73.109 node4" >> /etc/hosts

4.挂载 Gluster 文件系统

#临时挂载

mount.glusterfs node1:dis-volume /test/dis

mount.glusterfs node1:stripe-volume /test/stripe

mount.glusterfs node1:rep-volume /test/rep

mount.glusterfs node1:dis-stripe /test/dis_stripe

mount.glusterfs node1:dis-rep /test/dis_rep

df -Th

#永久挂载

vim /etc/fstab

node1:dis-volume /test/dis glusterfs defaults,_netdev 0 0

node1:stripe-volume /test/stripe glusterfs defaults,_netdev 0 0

node1:rep-volume /test/rep glusterfs defaults,_netdev 0 0

node1:dis-stripe /test/dis_stripe glusterfs defaults,_netdev 0 0

node1:dis-rep /test/dis_rep glusterfs defaults,_netdev 0 0

GFS系统卷测试

(1)文件写入测试

1.卷中写入文件,客户端操作

cd /opt

dd if=/dev/zero of=/opt/demo1.log bs=1M count=40

dd if=/dev/zero of=/opt/demo2.log bs=1M count=40

dd if=/dev/zero of=/opt/demo3.log bs=1M count=40

dd if=/dev/zero of=/opt/demo4.log bs=1M count=40

dd if=/dev/zero of=/opt/demo5.log bs=1M count=40

ls -lh /opt

cp /opt/demo* /test/dis

cp /opt/demo* /test/stripe/

cp /opt/demo* /test/rep/

cp /opt/demo* /test/dis_stripe/

cp /opt/demo* /test/dis_rep/

(2)查看文件分布情况

ls -lh /data/sdb1

ls -lh /data/sdc1 ll -h /data/sdd1 ll -h /data/sde1

破坏性测试

#挂起 node2 节点或者关闭glusterd服务来模拟故障

root@node2 \~\]# systemctl stop glusterd.service #在客户端上查看文件是否正常 #分布式卷数据查看 \[root@localhost test\]# ll /test/dis/ #在客户机上发现少了demo5.log文件,这个是在node2上的 总用量 163840 -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo1.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo2.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo3.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo4.log #条带卷 \[root@localhost test\]# cd /test/stripe/ #无法访问,条带卷不具备冗余性 \[root@localhost stripe\]# ll 总用量 0 #分布式条带卷 \[root@localhost test\]# ll /test/dis_stripe/ #无法访问,分布条带卷不具备冗余性 总用量 40960 -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo5.log #分布式复制卷 \[root@localhost test\]# ll /test/dis_rep/ #可以访问,分布式复制卷具备冗余性 总用量 204800 -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo1.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo2.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo3.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo4.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo5.log #挂起 node2 和 node4 节点,在客户端上查看文件是否正常 #测试复制卷是否正常 \[root@localhost rep\]# ls -l /test/rep/ #在客户机上测试正常 数据有 总用量 204800 -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo1.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo2.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo3.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo4.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo5.log #测试分布式条卷是否正常 \[root@localhost dis_stripe\]# ll /test/dis_stripe/ #在客户机上测试没有数据 总用量 0 #测试分布式复制卷是否正常 \[root@localhost dis_rep\]# ll /test/dis_rep/ #在客户机上测试正常 有数据 总用量 204800 -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo1.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo2.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo3.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo4.log -rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo5.log ## 其他的维护命令: 1.查看GlusterFS卷 gluster volume list 2.查看所有卷的信息 gluster volume info 3.查看所有卷的状态 gluster volume status 4.停止一个卷 gluster volume stop dis-stripe 5.删除一个卷,注意:删除卷时,需要先停止卷,且信任池中不能有主机处于宕机状态,否则删除不成功 gluster volume delete dis-stripe 6.设置卷的访问控制 #仅拒绝 gluster volume set dis-rep auth.deny 192.168.73.11 #仅允许 gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.73.\* #设置192.168.80.0网段的所有IP地址都能访问dis-rep卷(分布式复制卷)

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