分布式存储 GlusterFS 介绍与部署

1.glusterfs概述

GlusterFS系统是一个可扩展的网络文件系统，相比其他分布式文件系统，GlusterFS具有高扩展性、高可用性、高性能、可横向扩展等特点，并且其没有元数据服务器的设计，让整个服务没有单点故障的隐患。当客户端访问GlusterFS存储时，首先程序通过访问挂载点的形式读写数据，对于用户和程序而言，集群文件系统是透明的，用户和程序根本感觉不到文件系统是本地还是在远程服务器上。读写操作将会被交给VFS(Virtual File System)来处理，VFS会将请求交给FUSE内核模块，而FUSE又会通过设备/dev/fuse将数据交给GlusterFS Client。最后经过GlusterFS Client的计算，并最终经过网络将请求或数据发送到GlusterFS Server上。

2.glusterfs常用分布式简介

分布式卷也看成为哈希卷，多个文件以文件为单位在多个brick上，使用哈希算法随机存储。

应用场景：大量小文件
优点：读/写性能好
缺点：如果存储或服务器故障，该brick上的数据将丢失
不指定卷类型，默认是分布式卷
brick数量没有限制

创建分布式卷命令：

gluster volume create volume_name node1:/data/br1 node2:/data/br1

复制卷是将多个文件在多个brick上复制多份，brick的数目要与需要复制的份数相等，建议brick分布在不同的服务器上。

应用场景：对可靠性高和读写性能要求高的场景
优点：读写性能好
缺点：写性能差
replica = brick

创建复制卷：

gluster volume create volume_name replica 2 node1:/data/br1 node2:/data/br1

replica：文件保存的份数

条带卷是将文件分成条带，存放在多个brick上，默认条带大小128k

应用场景：大文件
优点：适用于大文件存储
缺点：可靠性低，brick故障会导致数据全部丢失
stripe = birck
stripe：条带个数创建条带卷：

gluster volume create volume_name stripe 2 node1:/data/br1 node2:/data/br1

分布式条带卷是将多个文件在多个节点哈希存储，每个文件再多分条带在多个brick上存储

应用场景：读/写性能高的大量大文件场景
优点：高并发支持
缺点：没有冗余，可靠性差
brick数是stripe的倍数

创建分布式条带卷：

gluster volume create volume_name stripe 2 node1:/data/br1 node2:/data/br1 node3:/data/br1 node4:/data/br1

分布式复制卷是将多个文件在多个节点上哈希存储，在多个brick复制多份存储。

应用场景：大量文件读和可靠性要求高的场景
优点：高可靠，读性能高
缺点：牺牲存储空间，写性能差
brick数量是replica的倍数

gluster volume create volume_name replica 2 node1:/data/br1 node2:/data/br1 node3:/data/br1 node4:/data/br1

条带式复制卷是将一个大文件存储的时候划分条带，并且保存多份

应用场景：超大文件，并且对可靠性要求高
优点：大文件存储，可靠性高
缺点：牺牲空间写性能差
brick数量是stripe、replica的乘积

gluster volume create volume_name stripe 2 replica 2 node1:/data/br1 node2:/data/br1 node3:/data/br1 node4:/data/br1

3.glusterfs环境

日志存储集群采用的是分布式复制卷，将多个文件在多个节点上哈希存储，在多个brick复制多份存储。共有五台服务器，磁盘空间共有90T，那么采用这种分布式复制卷的方式，只有45T磁盘空间可用。并且需要采用分布式复制卷方式需要要有双数的brick，所以现采用一台服务器上创建两个brick，如上图所示，10.102.23.4:/data_01/node和10.102.23.44:/data_01/node是备份关系，其他节点均是如此，10.102.23.44作为日志存储集群的管理节点，nfs-ganesha服务只需要安装在控制节点，客户端则可以通过nfs方式挂载。

# sed -i 's#SELINUX=enforcing#SELINUX=disabled#' /etc/sysconfig/selinux #关闭selinux
# iptables -F #清除防火墙规则

安装glusterfs(01-05)

# yum install userspace-rcu-*
# yum install python2-gluster-3.13.2-2.el7.x86_64.rpm
# yum install tcmu-runner-* libtcmu-*
# yum install gluster*
# yum install nfs-ganesha-*
#这个nfs只要需要对外挂载的哪台服务器需要安装（10.102.23.44）
# systemctl start glusterd.service #所有服务器启动glusterd
# systemctl start rpcbind
# systemctl enable glusterd.service
# systemctl enable rpcbind
# ss -lnt #查询端口是否有为24007，如果有则服务正常运行

创建集群(在10.102.23.44节点上执行一下操作，向集群中添加节点):

[root@admin-node ~]# gluster peer probe 10.102.23.44
peer probe: success. [root@admin-node ~]# gluster peer probe 10.102.23.45
peer probe: success.
[root@admin-node ~]# gluster peer probe 10.102.23.46
peer probe: success.
[root@admin-node ~]# gluster peer probe 10.102.23.47
peer probe: success.
[root@admin-node ~]# gluster peer probe 10.102.23.4
peer probe: success.

查看虚拟机信任状态添加结果

[root@admin-node ~]# gluster peer status
Number of Peers: 4
Hostname: 10.102.23.46
Uuid: 31b5ecd4-c49c-4fa7-8757-c01604ffcc7e
State: Peer in Cluster (Connected)
Hostname: 10.102.23.47
Uuid: 38a7fda9-ad4a-441a-b28f-a396b09606af
State: Peer in Cluster (Connected)
Hostname: 10.102.23.45
Uuid: 9e3cfb56-1ed4-4daf-9d20-ad4bf2cefb37
State: Peer in Cluster (Connected)
Hostname: 10.102.23.4
Uuid: 1836ae9a-eca5-444f-bb9c-20f032247bcb
State: Peer in Cluster (Connected)

在所有节点进行以下磁盘操作：

[root@admin-node ~]# fdisk /dev/sdb

创建卷组:

[root@admin-node ~]# vgcreate vg_data01 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1 /dev/sdf1
[root@admin-node ~]# vgcreate vg_data02 /dev/sdg1 /dev/sdh1 /dev/sdi1 /dev/sdj1 /dev/sdk1

查看卷组:

[root@admin-node ~]# vgdisplay

创建逻辑卷:

[root@admin-node ~]# lvcreate -n lv_data01 -L 9TB vg_data01
[root@admin-node ~]# lvcreate -n lv_data02 -L 9TB vg_data02

查看逻辑卷:

[root@admin-node ~]# lvdisplay

格式化逻辑卷:

[root@admin-node ~]# mkfs.xfs /dev/vg_data01/lv_data01
[root@admin-node ~]# mkfs.xfs /dev/vg_data02/lv_data02

挂载逻辑卷:

[root@admin-node ~]# mkdir -p /data_01/node /data_02/node
[root@admin-node ~]# vim /etc/fstab
/dev/vg_data01/lv_data01 /data_01 xfs defaults 0 0
/dev/vg_data02/lv_data02 /data_02 xfs defaults 0 0
[root@admin-node ~]# mount /data_01
[root@admin-node ~]# mount /data_02

分布式复制模式（组合型）, 最少需要4台服务器才能创建。

创建卷:

[root@admin-node ~]# gluster volume create data-volume replica 2   10.102.23.4:/data_01/node  10.102.23.44:/data_01/node  10.102.23.44:/data_02/node 10.102.23.45:/data_02/node  10.102.23.45:/data_01/node  10.102.23.4:/data_02/node 10.102.23.46:/data_01/node  10.102.23.47:/data_01/node  10.102.23.46:/data_02/node  10.102.23.47:/data_02/node force

启动创建的卷:

[root@admin-node ~]# gluster volume start data-volume
volume start: data-volume: success所有机器都可以查看:
[root@admin-node ~]# gluster volume info

查看分布式卷的状态：

[root@admin-node ~]# gluster volume status

基于以上glusterfs部署，glusterfs分布式复制卷已经完成

4.nfs-ganesha环境搭建

glusterfs服务本身也是支持nfs挂载，由于现有生产环境存在多个网段，并且有些网段与glusterfs存储服务器网段是不通，所以需要通过nginx代理nfs来实现nfs挂载。Glusterfs服务只是支持nfs3版本的挂载，在通过nginx代理方面也不是那么方便，端口繁多，所以glusterfs与NFSs-Ganesha是完美组合。NFSs-Ganesha 通过FSAL(文件系统抽象层)将一个后端存储抽象成一个统一的API，提供给Ganesha服务端，然后通过NFS协议将其挂载到客户端。在客户端上对挂出来的空间进行操作。并且NFSs-Ganesha 可以指定nfs的版本。

在管理节点10.102.23.44上安装nfs-ganesha，在一开始部署glusterfs已在管理节点上安装，这里就不重复说明了，直接简要说明配置文件

[root@admin-node ~]# vim /etc/ganesha/ganesha.conf
.....................................
EXPORT
{
## Export Id (mandatory, each EXPORT must have a unique Export_Id)
#Export_Id = 12345;
Export_Id = 10;
## Exported path (mandatory)
#Path = /nonexistant;
Path = /data01;
## Pseudo Path (required for NFSv4 or if mount_path_pseudo = true)
#Pseudo = /nonexistant;
Pseudo = /data01; #客户端通过nfs挂载的根目录
## Restrict the protocols that may use this export. This cannot allow
## access that is denied in NFS_CORE_PARAM.
#Protocols = 3,4;
Protocols = 4; #客户端nfs挂载的版本
## Access type for clients. Default is None, so some access must be
## given. It can be here, in the EXPORT_DEFAULTS, or in a CLIENT block
#Access_Type = RW;
Access_Type = RW; #权限问题
## Whether to squash various users.
#Squash = root_squash;
Squash = No_root_squash; #root降级
## Allowed security types for this export
#Sectype = sys,krb5,krb5i,krb5p;
Sectype = sys; #类型
## Exporting FSAL
#FSAL {
#Name = VFS;
#}
FSAL {
Name = GLUSTER;
hostname = "10.102.23.44"; #glusterfs管理节点IP
volume = "data-volume"; #glusterfs卷名
}
}
...................

[root@admin-node ~]# systemctl restart nfs-ganesha
[root@admin-node ~]# systemctl enable nfs-ganesha
[root@admin-node ~]# showmount -e 10.102.23.44
Export list for 10.102.23.44: #nfs-ganesha搭建成功

5.客户端挂载

以glusterfs方式挂载:

[root@admin-node ~]# mkdir /logs
[root@admin-node ~]# mount -t glusterfs 10.102.23.44:data-volume /logs/

以NFS方式进行挂载：

在客户端(10.1.99段):

[root@moban-00 ~]#yum -y install nfs-utils rpcbind
[root@moban-00 ~]# systemctl start rpcbind
[root@moban-00 ~]# systemctl enable rpcbind
[root@moban-00 ~]# mkdir /home/dwweiyinwen/logs/
[root@moban-00 ~]# mount -t nfs -o vers=4,proto=tcp,port=2049 10.102.23.44:/data01 /home/dwweiyinwen/logs/