[喵咪Liunx(7)]Ceph分布式文件共享解决方案

喵了个咪233

发布于 2022-03-24 10:48:48

6330

发布于 2022-03-24 10:48:48

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. Kubernetes使用

笔者的最终目的是在K8S中可以使用ceph作为高速共享盘,那么就需要借助K8S支持的cephFS文件挂载,具体对应的编排如下

因为使用ceph需要密码所以我们先创建一个secret

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: ceph-secret
  namespace: dev
data:
  key: QVFCMTZWMVZvRjVtRXhBQTVrQ1FzN2JCajhWVUxSdzI2Qzg0SEE9PQ==

最后创建我们需要的volume挂载卷就可以在POD中正常使用了

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: cephfs-pv
spec:
  capacity:
    storage: 200Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  cephfs:
    monitors:
      - 192.168.3.101:6789
      - 192.168.3.102:6789
      - 192.168.3.103:6789
    user: admin
    secretRef:
      name: ceph-secret
    readOnly: false
  storageClassName: ceph
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: cephfs-pv-claim
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 100Gi
  storageClassName: ceph

5. 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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原始发表：2018/07/13 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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