GlusterFS 笔记 — 漠然

GlusterFS 笔记

2016/09/17 Linux

一、简介

GlusterFS 是近年兴起的一个高性能开源分布式文件系统,其目标是全局命名空间、分布式前端的高性能文件系统,目前已被 RedHat 看中,GlusterFS 具有高扩展、高可性、高性能、可横向扩展等特点,并且 GlusterFS 没有元数据服务器的设计,使其没有单点故障问题。

二、GlusterFS 集群搭建

2.1、环境准备

由于资源有限,所以以虚拟机测试,故性能上无法体现,毕竟是一块硬盘,搭建环境如下

主机 域名 磁盘 大小
192.168.1.100 gfs-server1 /dev/sdb 50G
192.168.1.107 gfs-server2 /dev/sdb 50G
192.168.1.126 gfs-server3 /dev/sdb 50G
192.168.1.217 gfs-server4 /dev/sdb 50G

2.2、安装 GlusterFS

CentOS7 默认官方 yum 源中有 GlusterFS 相关的 rpm 包,但是发现没有 server 端的,官方给出的安装命令如下

# 安装 GlusterFS yum 源
yum install -y centos-release-gluster && yum update -y
# 安装 GlusterFS 以及客户端
yum install -y glusterfs glusterfs-fuse glusterfs-cli glusterfs-server glusterfs-api

2.3、基础环境配置

2.3.1、ntp 时钟同步

由于 GlusterFS 需要进行节点间同步,所以各节点时间要保证一致性,故需要安装 ntp 时钟同步工具

# 安装 ntp
yum install -y ntp

安装完成后应进行时钟同步,这里暂时使用 windows 的时钟授权服务器,也可以选择其他时钟授权服务器,安装时测试国内的清华大等全部超时……

# 同步时钟
ntpdate time.windows.com

同步完成后最好设置定时同步,以下为每天 0 时开始没 3 小时进行一次时钟同步

# 增加 当前用户 cron 任务
crontab -e
# 写入如下任务
* 0-23/3 * * * root  /usr/sbin/ntpdate time.windows.com &> /dev/null; /usr/sbin/clock -w

2.3.2、host 定义

由于使用域名方式访问,所以需要修改本地 hosts 文件,也可以通过自建 dns 服务器来解决,不过据说 dns 服务器方式会有一点点延迟,所以推荐修改本地 hosts(没证明过)

# 修改 hosts
vim /etc/hosts
# 增加如下
192.168.1.100 gfs-server1
192.168.1.107 gfs-server2
192.168.1.126 gfs-server3
192.168.1.217 gfs-server4

2.4、启动并加入节点

GlusterFS 安装完成后可直接通过 systemd 启动

systemctl enable glusterd
systemctl start glusterd

启动完成后便可在任意节点上将其他节点加入进来,组建集群

for gfs_host in gfs-server1 gfs-server2 gfs-server3 gfs-server4;do
  gluster peer probe $gfs_host
done

2.5、磁盘预处理

GlusterFS 集群服务启动并加入其他节点后,就需要为下一步创建卷(volume)准备磁盘,以下以一块 50G 的磁盘为例,在每个节点上执行如下

# 首先创建分区
fdisk /dev/sdb
# 然后输入 n 创建新分区,再输入 p 选择主分区
# 最后输入 w 保存分区表,如下所示

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中,直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0x445cdbb5 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助):n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p
分区号 (1-4,默认 1):
起始 扇区 (2048-104857599,默认为 2048):
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-104857599,默认为 104857599):
将使用默认值 104857599
分区 1 已设置为 Linux 类型,大小设为 50 GiB

命令(输入 m 获取帮助):w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

分区创建完成后需要对其进行格式化

mkfs.ext4 /dev/sdb

最后准备接下来要使用的相关挂载目录

# 创建磁盘挂载目录
mkdir -p /data/gfs
# 挂载硬盘
mount -t ext4 /dev/sdb /data/gfs
# 创建 GlusterFS 卷目录
mkdir -p /data/gfs/brick0

为了保证磁盘一直挂载,最好设置一下开机自动挂载

# 后面三个选项,defaults 表示使用默认挂载参数,
# 第一个 1 代表 允许 demp
# 第二个 1 代表 开机执行挂载分区检查
echo "/dev/sdb /data/gfs ext4 defaults 1 1" >> /etc/fstab

到此集群基本部署完成

三、GlusterFS 存储卷设置

GlusterFS 集群搭建完成后,便需要创建存储卷(volume)来整合各个集群磁盘存储资源,以便后面进行挂载和使用

3.1、创建分布式 Hash 卷

分布式 Hash 卷其原理是当向 GlusterFS 写入一个文件时,GlusterFS 通过弹性 Hash 算法对文件名进行计算,然后将其均匀的分布到各个节点上,因此分布式 Hash 卷没有数据冗余,创建分布式 Hash 卷命令如下

gluster volume create gfs_disk\
  gfs-server1:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server2:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server3:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server4:/data/gfs/brick0

3.2、创建复制卷

复制卷相当于 RAID1,在向 GlusterFS 中存储文件时,GlusterFS 将其拷贝到所有节点,并且是同步的,这会极大降低磁盘性能,并呈线性降低,但是复制卷随着节点数量增加,起数据冗余能力也在增加,因为每个节点上都有一份数据的完全拷贝,创建复制卷命令如下

# replica 参数用于指定数据拷贝有多少份
# 注意: replica 数量必须与指定的 GlusterFS 集群 brick 数量保持一致
gluster volume create gfs_disk replica 4 transport tcp \
  gfs-server1:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server2:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server3:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server4:/data/gfs/brick0

3.3、创建分布式 Hash 复制卷

顾名思义,分布式 Hash 复制卷就是将 Hash 卷与复制卷整合一下,通过 replica 参数指定复制份数,以下例子为使用4个节点创建,每两个节点组成一个复制卷,然后两对节点再组成 Hash 卷

# 创建 分布式 Hash 复制卷时,只需要保证集群数量是 replica 数量的整数倍即可
gluster volume create gfs_disk replica 2 transport tcp \
  gfs-server1:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server2:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server3:/data/gfs/brick0 \
  gfs-server4:/data/gfs/brick0

3.4、其他卷

  • 条带卷: 条带卷既将文件切分成块,分布存放在各个节点,将 replica 替换成 stripe 即可
  • 分布式 Hash 条带卷: 同分布式 Hash 复制卷一样,保证节点数量是 stripe 的整数倍即可

由于条带卷使用并不多,所以不做演示,一般条带卷适用于单个大文件超过磁盘大小时使用

四、GlusterFS 挂载及测试

无论创建的哪种卷,最终创建完成后都可以通过如下命令查看

gluster volume info

4.1、GlusterFS 卷挂载

卷创建完成后,只需要像正常磁盘一样挂载即可使用,不同的是文件系统类型指定为 glusterfs 而已,操作如下

# mount 时指定任意一个节点即可
mount -t glusterfs gfs-server1:gfs_disk /mnt/gfs

为保证一直可用,同样最好设置开机自动挂载

echo "gfs-server1:gfs_disk /mnt/gfs glusterfs defaults 0 1" >> /etc/fstab

4.2、测试 GlusterFS

以下以分布式 Hash 卷为例,由于准备了 4 各节点,并且 replica 为 2,所以理论上向 GlusterFS 写入一个文件应该会在任意两个节点上都有一份

# 在 gfs-server1 上执行
cp test.tar.gz /mnt.gfs
# 最后可以在 gfs-server3、gfs-server4 的磁盘目录中看到
ls /data/gfs/brick0

五、其他相关

没有任何通用的文件系统,通用意味着通通不能用,关于 GlusterFS 适用场景以及缺点可参考 换个角度看GlusterFS分布式文件系统 文章,关于 GlusterFS 性能与监控可参考 GlusterFS性能监控&配额 转载请注明出处,本文采用 CC4.0 协议授权

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