tke集群如何使用ceph存储

原创

聂伟星

修改于 2022-05-11 20:45:45

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修改于 2022-05-11 20:45:45

Ceph是一个统一的分布式存储系统，设计初衷是提供较好的性能、可靠性和可扩展性，不管你是想为云平台提供Ceph 对象存储和/或 Ceph 块设备，还是想部署一个 Ceph 文件系统或者把 Ceph 作为他用，所有 Ceph 存储集群的部署都始于部署一个个 Ceph 节点、网络和 Ceph 存储集群。 Ceph 存储集群至少需要一个 Ceph Monitor 和两个 OSD 守护进程。而运行 Ceph 文件系统客户端时，则必须要有元数据服务器（ Metadata Server ）。

Ceph OSDs: Ceph OSD 守护进程（ Ceph OSD ）的功能是存储数据，处理数据的复制、恢复、回填、再均衡，并通过检查其他OSD 守护进程的心跳来向 Ceph Monitors 提供一些监控信息。当 Ceph 存储集群设定为有2个副本时，至少需要2个 OSD 守护进程，集群才能达到 active+clean 状态（ Ceph 默认有3个副本，但你可以调整副本数）。
Monitors: Ceph Monitor维护着展示集群状态的各种图表，包括监视器图、 OSD 图、归置组（ PG ）图、和 CRUSH 图。 Ceph 保存着发生在Monitors 、 OSD 和 PG上的每一次状态变更的历史信息（称为 epoch ）。
MDSs: Ceph 元数据服务器（ MDS ）为 Ceph 文件系统存储元数据（也就是说，Ceph 块设备和 Ceph 对象存储不使用MDS ）。元数据服务器使得 POSIX 文件系统的用户们，可以在不对 Ceph 存储集群造成负担的前提下，执行诸如 ls、find 等基本命令。

Ceph 把客户端数据保存为存储池内的对象。通过使用 CRUSH 算法， Ceph 可以计算出哪个归置组（PG）应该持有指定的对象(Object)，然后进一步计算出哪个 OSD 守护进程持有该归置组。 CRUSH 算法使得 Ceph 存储集群能够动态地伸缩、再均衡和修复。

Rook 将分布式存储系统转变为自我管理、自我扩展、自我修复的存储服务。它自动执行存储管理员的任务：部署、引导、配置、置备、扩展、升级、迁移、灾难恢复、监视和资源管理。

Rook 利用 Kubernetes 平台的强大功能，通过 Kubernetes Operator 为每个存储提供商提供服务。

下面我们来介绍下如何利用rook搭建ceph集群，然后pod通过pvc的方式挂载到ceph存储上。

本次测试环境：

tke集群：1.18.4
docker：19.03.8
rook：1.9.2

1. 部署rook

首先从github上下载rook对应的代码

git clone --single-branch --branch v1.9.2 https://github.com/rook/rook.git

然后部署下rook

cd rook/deploy/examples
kubectl create -f crds.yaml -f common.yaml -f operator.yaml

rook对应的pod运行正常则说明部署成功

[root@VM-0-4-centos examples]# kubectl get pod -n rook-ceph
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
rook-ceph-operator-dff857984-8x25r   1/1     Running   0          39s

需要注意的是，官方的部署镜像默认都是从k8s.gcr.io或者quay.io拉取，这里建议修改下operator.yaml的镜像名称，从dockerhub拉取，operator.yaml的镜像字段配置默认都是注释的，需要修改yaml文件去掉注释，然后配置下dockerhub上的镜像，修改后如下。

[root@VM-0-4-centos examples]# cat operator.yaml | grep -i image:
  ROOK_CSI_CEPH_IMAGE: "cnplat/cephcsi:v3.5.1"
  ROOK_CSI_REGISTRAR_IMAGE: "opsdockerimage/sig-storage-csi-node-driver-registrar:v2.5.0"
  ROOK_CSI_RESIZER_IMAGE: "opsdockerimage/sig-storage-csi-resizer:v1.4.0"
  ROOK_CSI_PROVISIONER_IMAGE: "opsdockerimage/sig-storage-csi-provisioner:v3.1.0"
  ROOK_CSI_SNAPSHOTTER_IMAGE: "opsdockerimage/sig-storage-csi-snapshotter:v5.0.1"
  ROOK_CSI_ATTACHER_IMAGE: "opsdockerimage/sig-storage-csi-attacher:v3.4.0"
  # ROOK_CSI_NFS_IMAGE: "k8s.gcr.io/sig-storage/nfsplugin:v3.1.0"
  # CSI_VOLUME_REPLICATION_IMAGE: "quay.io/csiaddons/volumereplication-operator:v0.3.0"
  ROOK_CSIADDONS_IMAGE: "willdockerhub/k8s-sidecar:v0.2.1"
          image: rook/ceph:v1.9.2

修改完之后重新apply下operator.yaml即可。

2. 部署ceph集群

因为后续创建osd会挂载数据盘，所以我们提前在tke的节点挂载一块空的数据盘，创建集群默认会部署Ceph Dashboard，默认配置是https访问，可以配置为不使用ssl证书访问，修改下cluster.yaml，将ssl改成false。

spec:
  dashboard:
    urlPrefix: /ceph-dashboard
    port: 8443
    ssl: true

修改完后执行命令创建集群即可

kubectl create -f cluster.yaml

所有pod运行成功后，则说明ceph集群搭建好了

[niewx@VM-0-4-centos ~]$ k get pod -n rook-ceph
NAME                                                     READY   STATUS             RESTARTS   AGE
csi-cephfsplugin-664fj                                   3/3     Running            0          21m
csi-cephfsplugin-fsn28                                   3/3     Running            0          21m
csi-cephfsplugin-provisioner-7cd67cd68b-6gwqk            6/6     Running            0          21m
csi-cephfsplugin-provisioner-7cd67cd68b-pz4qt            6/6     Running            0          21m
csi-cephfsplugin-v6kkc                                   3/3     Running            0          21m
csi-rbdplugin-d78hk                                      3/3     Running            0          21m
csi-rbdplugin-provisioner-577cc85bf6-26bxk               6/6     Running            0          21m
csi-rbdplugin-provisioner-577cc85bf6-ljlmf               6/6     Running            0          21m
csi-rbdplugin-v87n7                                      3/3     Running            0          21m
csi-rbdplugin-wkzvd                                      3/3     Running            0          21m
rook-ceph-crashcollector-172.16.22.23-6486d7bf95-kq5l9   1/1     Running            0          15m
rook-ceph-crashcollector-172.16.55.14-7bb7659987-wwcm8   1/1     Running            0          15m
rook-ceph-crashcollector-172.16.55.5-85b69574d7-d4fns    1/1     Running            0          15m
rook-ceph-mgr-a-849c846dc-jx59q                          2/2     Running            0          15m
rook-ceph-mgr-b-54d4fc79d7-5zgmj                         2/2     Running            0          15m
rook-ceph-mon-a-6f6dffc8dd-4bbdw                         1/1     Running            0          21m
rook-ceph-mon-c-8685f67dc4-5b5wt                         1/1     Running            0          18m
rook-ceph-mon-d-69d88db64d-k8rvr                         1/1     Running            0          14m
rook-ceph-operator-dff857984-srg2f                       1/1     Running            0          22m
rook-ceph-osd-0-dddd7cc85-rpv4s                          1/1     Running            0          14m
rook-ceph-osd-1-bbdfd664d-wpzm8                          1/1     Running            0          14m
rook-ceph-osd-2-5cb86c99b9-4q2pc                         1/1     Running            0          14m
rook-ceph-osd-prepare-172.16.22.23-hgkqp                 0/1     Completed          0          30s
rook-ceph-osd-prepare-172.16.55.14-j5wxr                 0/1     Completed          4          28s
rook-ceph-osd-prepare-172.16.55.5-dmmmh                  0/1     Completed          0          27s

部署完集群后，可以部署下ceph-tools的客户端工具，这样可以方便执行ceph命令来查看ceph集群

kubectl create -f deploy/examples/toolbox.yaml
kubectl -n rook-ceph exec -it deploy/rook-ceph-tools -- bash

3. 登录Dashboard

集群安装了nginx-ingress，我们通过ingress来暴露一个域名来访问ceph的dashboard

apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx-intranet
  name: ceph-ingress
  namespace: rook-ceph
spec:
  rules:
  - host: ceph.tke.niewx.cn
    http:
      paths:
      - backend:
          serviceName: rook-ceph-mgr-dashboard
          servicePort: 7000
        path: /
        pathType: ImplementationSpecific

浏览器输入ceph.tke.niewx.cn就能访问登录页面

这里登录密码可以用下面命令获取，用户名默认是admin

kubectl -n rook-ceph get secret rook-ceph-dashboard-password -o jsonpath="{['data']['password']}" | base64 --decode && echo

登录后，就可以查看ceph集群的状态

4. CephFilesystem方式挂载到ceph

如果需要创建pvc，需要先创建一个CephFilesystem，fs是Ceph对外提供的文件系统服务

kubectl apply -f examples/filesystem.yaml

创建好之后，就可以查看到对应的文件系统，Ceph 文件系统至少需要两个 RADOS 池，一个用于数据，一个用于元数据

[niewx@VM-0-4-centos ~]$ kubectl -n rook-ceph exec -it deploy/rook-ceph-tools -- bash
[rook@rook-ceph-tools-688bf659c9-lzlt5 /]$ ceph fs ls
name: myfs, metadata pool: myfs-metadata, data pools: [myfs-replicated ]

创建好CephFilesystem后，创建一个storageclass来引用这个文件系统

kubectl apply -f deploy/examples/csi/cephfs/storageclass.yaml

接着用sc来创建一个pvc

kubectl apply -f deploy/examples/csi/cephfs/pvc.yaml -n weixnie

查看下pvc是否正常创建，显示bound，则说明创建成功

[root@VM-0-4-centos cephfs]# k get pvc -n weixnie | grep cephfs-pvc
cephfs-pvc                                    Bound    pvc-90c11374-7f87-4421-908a-3bcf0511b967   1Gi        RWO            rook-cephfs    18s

最好创建一个pod来挂载这个pvc

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    k8s-app: ceph-test
    qcloud-app: ceph-test
  name: ceph-test
  namespace: weixnie
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: ceph-test
      qcloud-app: ceph-test
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: ceph-test
        qcloud-app: ceph-test
    spec:
      containers:
      - args:
        - 70d
        command:
        - sleep
        image: centos:7
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: ceph-test
        resources: {}
        securityContext:
          privileged: false
        volumeMounts:
        - mountPath: /tmp
          name: vol
      dnsPolicy: ClusterFirst
      imagePullSecrets:
      - name: qcloudregistrykey
      restartPolicy: Always
      volumes:
      - name: vol
        persistentVolumeClaim:
          claimName: cephfs-pvc

pod能正常运行，登录pod显示挂载，则说明挂载到ceph正常，dashboard上也有查看fs有一个client，就是pod对应在节点的目录挂载到ceph

5. RBD方式挂载到ceph

首先创建下sc，同时也会创建一个rbd的pool

kubectl create -f deploy/examples/csi/rbd/storageclass.yaml

然后创建下pvc

kubectl create -f deploy/examples/csi/rbd/pvc.yaml -n weixnie

查看下pvc是否正常创建，bound则显示正常，同时dashborad可以在block查看到一个image

[root@VM-0-4-centos rbd]# kubectl get pvc -n weixnie | grep rbd-pvc
rbd-pvc                                       Bound    pvc-9bb1f07c-b519-4290-bd99-8623031319de   1Gi        RWO            rook-ceph-block   18m
[root@VM-0-4-centos rbd]# kubectl get sc | grep rook-ceph-block
rook-ceph-block             rook-ceph.rbd.csi.ceph.com                       Delete          Immediate              true                   19m

pvc创建正常后，通过pvc的方式挂载到pod即可，当然也可以部署下wordpress和mysql的示例

kubectl create -f deploy/examples/mysql.yaml
kubectl create -f deploy/examples/wordpress.yaml

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容器

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