刘文奇

glusterfs集群搭建

4/11/2017 glusterfs分布式存储

# glusrefs 历史及由来

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。

# GlusterFS 集群搭建

# 环境准备

搭建环境如下

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

# 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
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# 基础环境配置

# 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……
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  • 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
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  • 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

  • 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 test-server1
192.168.1.107 test-server2
192.168.1.126 test-server3
192.168.1.217 test-server4
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# 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
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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
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# 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
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  • 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

# 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

# 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
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# 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
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# 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
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# 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

# 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

# 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

# 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

# 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