一、Ceph存储基础
1、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
2、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
3、商业存储解决方案
EMC、NetAPP、IBM、DELL、华为、浪潮
4、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。
数据存储的三大类型：
块存储：存储设备和客户端主机是一对一的关系，块存储设备只能宝贝一个主机挂载使用，数据以块为单位进行存储的。
典型代表：硬盘
文件存储：一对多的关系，能被多个主机同时挂载使用，数据以文件的形式存储的，其中文件的元数据和实际数据是分开存储的，并且有目录的层级关系。
典型代表：NFS、CIFS
对象存储：一对多的关系，能被多个主机或应用服务同时通过API接口访问使用，数据以文件的形式存储，一个文件即是一个对象(object)，文件的元数据和实际数据是存在一起的。文件是扁平化方式存储的，且没有目录的层级关系。
典型代表：MinIO、OSS（阿里云）、S3（AWS亚马逊云）、OBS（华为云）
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 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架构（从下往上）
RADOS对象存储系统（统一存储池）：提供存储能力的。Ceph中的一切都是以对象形式存储的，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。
LibRADOS对象访问接口：提供访问存储接口给客户端使用。支持用户使用C、C++、java、python等编程语言二次开发自定义的访问接口。
Ceph默认提供三个接口：RBD块存储接口、RGW对象存储接口、CephFS文件存储接口。
客户端（物理机/虚拟机/容器/应用APP）：通过接口在Ceph进行数据读写的终端。
Ceph的存储过程
1.文件会默认以4M大小进行分片成一个或多个数据对象(object)
2.每个数据对象都有一个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进制的数值，再除以Pool里的PG总数取余，获取到数据对象的pgid
3.通过对pgid使用crush算法获取到PG所映射的OSD的ID，如果是多副本，则会有多个OSD的ID（PG和OSD的映射关系是在创建Pool的时候就确定好了的）
4.将数据对象存储到PG所映射的OSD里
基于 ceph-deploy 部署 Ceph 集群
//Ceph 环境规划
主机名 Public网络 Cluster网络 角色
admin 192.168.73.80 admin（管理节点负责集群整体部署）、client
node01 192.168.73.100 192.168.100.100 mon、mgr、osd（/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd）
node02 192.168.73.140 192.168.100.40 mon、mgr、osd（/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd）
node03 192.168.73.40 192.168.100.40 mon、osd（/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd）
client 192.168.73.30 client
1、关闭 selinux 与防火墙
systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
2、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
3、配置 hosts 解析
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.73.80 admin
192.168.73.100 node01
192.168.73.140 node02
192.168.73.40 node03
192.168.73.30 client
EOF
4、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
5、在 admin 管理节点配置 ssh 免密登录所有节点 192.168.73.80
ssh-keygen -t rsa -P '' -f ~/.ssh/id_rsa
sshpass -p 'qwer218.' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@admin
sshpass -p 'qwer218.' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node01
sshpass -p 'qwer218.' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node02
sshpass -p 'qwer218.' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@node03
6、配置时间同步
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
#重启依赖于系统时间的服务
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond
#关闭无关服务
systemctl disable --now postfix
7、配置 Ceph yum源
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）
reboot
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
mkdir -p /etc/ceph
2、安装 ceph-deploy 部署工具
cd /etc/ceph
yum install -y ceph-deploy
ceph-deploy --version
3、在管理节点为其它节点安装 Ceph 软件包
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
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
cd /etc/ceph
ceph-deploy new --public-network 192.168.73.0/24 --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
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
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
ls /etc/ceph
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
6、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
7、部署 osd 存储节点
#主机添加完硬盘后不要分区，直接使用
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
bcd都要
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。
cd /etc/ceph
ceph-deploy mgr create node01 node02
9、开启监控模块
#在 ceph-mgr Active节点执行命令开启
ceph -s | grep mgr
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://192.168.73.100:8000 ，账号密码为 admin/12345678
