学习笔记六：ceph介绍以及初始化配置

ceph是一种开源的分布式的存储系统，包含以下几种存储类型：

块存储（rbd）

块是一个字节序列（例如，512字节的数据块）。 基于块的存储接口是使用旋转介质（如硬盘，CD，软盘甚至传统的9轨磁带）存储数据的最常用方法;Ceph块设备是精简配置，可调整大小并存储在Ceph集群中多个OSD条带化的数据。

• Ceph块设备利用RADOS功能，如快照，复制和一致性。 Ceph的RADOS块设备（RBD）使用内核模块或librbd库与OSD进行交互;Ceph的块设备为内核模块或QVM等KVM以及依赖libvirt和QEMU与Ceph块设备集成的OpenStack和CloudStack等基于云的计算系统提供高性能和无限可扩展性。
• 可以使用同一个集群同时运行Ceph RADOS Gateway，CephFS文件系统和Ceph块设备。
• linux系统中，ls /dev/下有很多块设备文件，这些文件就是我们添加硬盘时识别出来的；
• rbd就是由Ceph集群提供出来的块设备。可以这样理解，sda是通过数据线连接到了真实的硬盘，而rbd是通过网络连接到了Ceph集群中的一块存储区域，往rbd设备文件写入数据，最终会被存储到Ceph集群的这块区域中；

总结：块设备可理解成一块硬盘，用户可以直接使用不含文件系统的块设备，也可以将其格式化成特定的文件系统，由文件系统来组织管理存储空间，从而为用户提供丰富而友好的数据操作支持。

文件系统cephfs

• eph文件系统（CephFS）是一个符合POSIX标准的文件系统，它使用Ceph存储集群来存储其数据。 Ceph文件系统使用与Ceph块设备相同的Ceph存储集群系统。
• 用户可以在块设备上创建xfs文件系统，也可以创建ext4等其他文件系统，Ceph集群实现了自己的文件系统来组织管理集群的存储空间，用户可以直接将Ceph集群的文件系统挂载到用户机上使用，Ceph有了块设备接口，在块设备上完全可以构建一个文件系统，那么Ceph为什么还需要文件系统接口呢？
  主要是因为应用场景的不同，Ceph的块设备具有优异的读写性能，但不能多处挂载同时读写，目前主要用在OpenStack上作为虚拟磁盘，而Ceph的文件系统接口读写性能较块设备接口差，但具有优异的共享性。

对象存储

• Ceph对象存储使用Ceph对象网关守护进程（radosgw），它是一个用于与Ceph存储集群交互的HTTP服务器。由于它提供与OpenStack Swift和Amazon S3兼容的接口，因此Ceph对象网关具有自己的用户管理。 Ceph对象网关可以将数据存储在用于存储来自Ceph文件系统客户端或Ceph块设备客户端的数据的相同Ceph存储集群中，使用方式就是通过http协议上传下载删除对象（文件即对象）。
• 有了块设备接口存储和文件系统接口存储，为什么还整个对象存储呢?
  Ceph的块设备存储具有优异的存储性能但不具有共享性，而Ceph的文件系统具有共享性然而性能较块设备存储差，为什么不权衡一下存储性能和共享性，整个具有共享性而存储性能好于文件系统存储的存储呢，对象存储就这样出现了。

分布式存储的优点：

• 高可靠：既满足存储读取不丢失，还要保证数据长期存储。 在保证部分硬件损坏后依然可以保证数据安全
• 高性能：读写速度快
• 可扩展：分布式存储的优势就是“分布式”，所谓的“分布式”就是能够将多个物理节点整合在一起形成共享的存储池，节点可以线性扩充，这样可以源源不断的通过扩充节点提升性能和扩大容量，这是传统存储阵列无法做到的

Ceph核心组件介绍

• 在ceph集群中，不管你是想要提供对象存储，块设备存储，还是文件系统存储，所有Ceph存储集群部署都是从设置每个Ceph节点，网络和Ceph存储开始 的。 Ceph存储集群至少需要一个Ceph Monitor，Ceph Manager和Ceph OSD（对象存储守护进程）。 运行Ceph Filesystem客户端时也需要Ceph元数据服务器。
• Monitors：Ceph监视器（ceph-mon）维护集群状态的映射，包括监视器映射，管理器映射，OSD映射和CRUSH映射。这些映射是Ceph守护进程相互协调所需的关键集群状态。监视器还负责管理守护进程和客户端之间的身份验证。冗余和高可用性通常至少需要三个监视器。
• Managers：Ceph Manager守护程序（ceph-mgr）负责跟踪运行时指标和Ceph集群的当前状态，包括存储利用率，当前性能指标和系统负载。 Ceph Manager守护进程还托管基于python的模块来管理和公开Ceph集群信息，包括基于Web的Ceph Dashboard和REST API。高可用性通常至少需要两名Managers。
• Ceph OSD：Ceph OSD（对象存储守护进程，ceph-osd）存储数据，处理数据复制，恢复，重新平衡，并通过检查其他Ceph OSD守护进程来获取心跳，为Ceph监视器和管理器提供一些监视信息。冗余和高可用性通常至少需要3个Ceph OSD。
• MDS：Ceph元数据服务器（MDS，ceph-mds）代表Ceph文件系统存储元数据（即，Ceph块设备和Ceph对象存储不使用MDS）。 Ceph元数据服务器允许POSIX文件系统用户执行基本命令（如ls，find等），而不会给Ceph存储集群带来巨大负担。

安装Ceph集群初始化

准备三台服务器
配置主机名

在192.168.40.200上执行如下：
hostnamectl set-hostname master1-admin && bash
在192.168.40.201上执行如下：
hostnamectl set-hostname node1-monitor && bash
在192.168.40.202上执行如下：
hostnamectl set-hostname node2-osd && bash

三台服务器分别配置hosts文件

vim /etc/hosts

192.168.40.200   master1-admin  
192.168.40.201   node1-monitor  
192.168.40.202   node2-osd  

配置Ceph安装源

配置阿里云的repo源，master1-admin、node1-monitor、node2-osd上操作：

yum install -y yum-utils && sudo yum-config-manager --add-repo https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/ && sudo yum install --nogpgcheck -y epel-release && sudo rpm --import /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-EPEL-7 && sudo rm /etc/yum.repos.d/dl.fedoraproject.org*

cat  /etc/yum.repos.d/ceph.repo

[Ceph]
name=Ceph packages for $basearch
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-jewel/el7/x86_64/ 
enabled=1 
gpgcheck=0 
type=rpm-md 
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/ceph/keys/release.asc 
priority=1
[Ceph-noarch] 
name=Ceph noarch packages 
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-jewel/el7/noarch/ 
enabled=1 
gpgcheck=0 
type=rpm-md 
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/ceph/keys/release.asc 
priority=1 
[ceph-source]
name=Ceph source packages 
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-jewel/el7/SRPMS/ 
enabled=1 
gpgcheck=0 
type=rpm-md 
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/ceph/keys/release.asc 
priority=1

安装基础软件包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 wget net-tools nfs-utils lrzsz gcc gcc-c++ make cmake libxml2-devel openssl-devel curl curl-devel unzip sudo ntp libaio-devel wget vim ncurses-devel autoconf automake zlib-devel  python-devel epel-release openssh-server socat  ipvsadm conntrack ntpdate telnet deltarpm

安装ceph集群

安装ceph-deploy

在master1-admin节点安装ceph-deploy

 yum install python-setuptools  ceph-deploy -y

在master1-admin、node1-monitor和node2-osd节点安装ceph

yum install ceph ceph-radosgw  -y
ceph --version

创建monitor节点

在master1-admin创建一个目录，用于保存 ceph-deploy 生成的配置文件信息的

cd /etc/ceph
ceph-deploy new master1-admin node1-monitor node2-osd
ls

生成了如下配置文件
ceph.conf ceph-deploy-ceph.log ceph.mon.keyring
Ceph配置文件、一个monitor密钥环和一个日志文件

修改ceph配置文件

把ceph.conf配置文件里的默认副本数从3改成1 。把osd_pool_default_size = 2 ，加入[global]段，这样只有2个osd也能达到active+clean状态：
在master1-admin执行

vim /etc/ceph/ceph.conf

[global]
fsid = af5cd413-1c53-4035-90c6-95368eef5c78
mon_initial_members = node1-monitor
mon_host = 192.168.40.201
auth_cluster_required = cephx
auth_service_required = cephx
auth_client_required = cephx
filestore_xattr_use_omap = true
osd_pool_default_size = 2
mon clock drift allowed = 0.500    #监视器间允许的时钟漂移量默认值0.05，ceph对每个mon之间的时间同步延时默认要求在0.05s之间，这个时间有的时候太短了。所以如果ceph集群如果出现clock问题就检查ntp时间同步或者适当放宽这个误差时间。
mon clock drift warn backoff = 10   #时钟偏移警告的退避指数。默认值5

#cephx是认证机制是整个 Ceph 系统的用户名/密码

配置初始monitor、收集所有的密钥

在master1-admin 执行

cd /etc/ceph
ceph-deploy mon create-initial
ls *.keyring

出现如下

ceph.bootstrap-mds.keyring  ceph.bootstrap-mgr.keyring  ceph.bootstrap-osd.keyring  ceph.bootstrap-rgw.keyring  ceph.client.admin.keyring  ceph.mon.keyring

部署osd服务

准备osd
在在master1-admin 执行

cd /etc/ceph/
ceph-deploy osd prepare master1-admin:/dev/sdb [root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd prepare node1-monitor:/dev/sdb 
ceph-deploy osd prepare node2-osd:/dev/sdb

激活osd

ceph-deploy osd activate master1-admin:/dev/sdb1
ceph-deploy osd activate node1-monitor:/dev/sdb1
ceph-deploy osd activate node2-osd:/dev/sdb1

查看状态：

ceph-deploy osd list master1-admin node1-monitor node2-osd

创建ceph文件系统

创建mds
在master1-admin 执行

ceph-deploy mds create master1-admin node1-monitor node2-osd

查看ceph当前文件系统

ceph fs ls   	
#No filesystems enabled

一个cephfs至少要求两个librados存储池，一个为data，一个为metadata。当配置这两个存储池时，注意：

1. 为metadata pool设置较高级别的副本级别，因为metadata的损坏可能导致整个文件系统不用
2. 建议，metadata pool使用低延时存储，比如SSD，因为metadata会直接影响客户端的响应速度。

创建存储池

ceph osd pool create cephfs_data 128
ceph osd pool create cephfs_metadata 128

关于创建存储池

确定 pg_num 取值是强制性的，因为不能自动计算。下面是几个常用的值：
*少于 5 个 OSD 时可把 pg_num 设置为 128
*OSD 数量在 5 到 10 个时，可把 pg_num 设置为 512
*OSD 数量在 10 到 50 个时，可把 pg_num 设置为 4096
*OSD 数量大于 50 时，你得理解权衡方法、以及如何自己计算 pg_num 取值
*自己计算 pg_num 取值时可借助 pgcalc 工具
随着 OSD 数量的增加，正确的 pg_num 取值变得更加重要，因为它显著地影响着集群的行为、以及出错时的数据持久性（即灾难性事件导致数据丢失的概率）。

创建文件系统
创建好存储池后，你就可以用 fs new 命令创建文件系统了

ceph fs new xianchao cephfs_metadata cephfs_data

new fs with metadata pool 2 and data pool 1  #其中：new后的fsname  可自定义

ceph fs ls      #查看创建后的cephfs
ceph mds stat   #查看mds节点状态

xianchao:1 {0=master1-admin=up:active} 2 up:standby  #active是活跃的，另1个是处于热备份的状态

ceph -s

    cluster cd296ab9-1f61-4b9f-8cc3-0a57dfab00eb
     health HEALTH_OK
     monmap e1: 3 mons at {master1-admin=192.168.40.200:6789/0,node1-monitor=192.168.40.201:6789/0,node2-osd=192.168.40.202:6789/0}
            election epoch 4, quorum 0,1,2 master1-admin,node1-monitor,node2-osd
      fsmap e7: 1/1/1 up {0=node2-osd=up:active}, 2 up:standby
     osdmap e20: 3 osds: 3 up, 3 in
            flags sortbitwise,require_jewel_osds
      pgmap v51: 116 pgs, 3 pools, 2068 bytes data, 20 objects
            323 MB used, 164 GB / 164 GB avail
                 116 active+clean

#HEALTH_OK表示ceph集群正常