GlusterFS分布式文件系统

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GlusterFS分布式文件系统

科技小能手 2017-11-12 14:47:00 浏览671
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分布式系统要做的任务就是把多台机器有机的组合、连接起来,让其协同完成一件任务,可以是计算任务,也可以是存储任务。如果一定要给近些年的分布式系统研究做一个分类的话,大概可以包括三大部分:

1. 分布式存储系统 
2. 分布式计算系统 
3. 分布式管理系统


这是一个范围比较广的话题,今天我们就来简单了解一下分布式存储系统的Gluserfs.

GlusterFS是Scale-Out存储解决方案Gluster的核心,它是一个开源的分布式文件系统,具有强大的横向扩展能力,通过扩展能够支持数PB存储容量和处理数千客户端。GlusterFS借助TCP/IP或InfiniBand RDMA网络将物理分布的存储资源聚集在一起,使用单一全局命名空间来管理数据。GlusterFS基于可堆叠的用户空间设计,可为各种不同的数据负载提供优异的性能。GlusterFS支持运行在任何标准IP网络上标准应用程序的标准客户端,用户可以在全局统一的命名空间中使用NFS/CIFS等标准协议来访问应用数据。GlusterFS使得用户可摆脱原有的独立、高成本的封闭存储系统,能够利用普通廉价的存储设备来部署可集中管理、横向扩展、虚拟化的存储池,存储容量可扩展至TB/PB级理论和实践上分析,GlusterFS目前主要适用大文件存储场景,对于小文件尤其是海量小文件,存储效率和访问性能都表现不佳

https://www.gluster.org/

官方文档: http://gluster.readthedocs.io/en/latest/Quick-Start-Guide/Quickstart/ 


glusterfs安装部署


我们在四台linux服务器上部署glusterfs,每台服务器上需要有一个用于挂载的外挂盘。

1、统一主机名,关闭selinux和防火墙。

2、安装glusterfs

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yum install –y centos-release-gluster37.noarch
yum --enablerepo=centos-gluster*-test install glusterfs-server \
glusterfs-cli glusterfs-geo-replication glusterfs -y
/etc/init.d/glusterd start

如果下载过程较慢,可以直接下载rpm包进行安装。

3、将存储主机(除本机之外的其他存储)加入信任存储池 (执行这一步后其他服务器也会自动生效)

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gluster peer probe host2
gluster peer probe host3
gluster peer probe host4

4、查看存储连接状态

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# gluster peer status
Number of Peers: 3
 
Hostname: host2
Uuid: e8812107-a299-40a9-a5d2-c9983a5eec81
State: Peer in Cluster (Connected)
 
Hostname: host3
Uuid: 5782682d-05ce-48c1-9f14-13f1e99200a3
State: Peer in Cluster (Connected)
 
Hostname: host4
Uuid: a3370fd2-25ee-4ebf-9e61-6bed142afb58
State: Peer in Cluster (Connected)

5、格式化磁盘,安装xfs的支持包

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yum -y install xfsprogs
fdisk  /dev/sdb
n
p
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enter
w
# fdisk  -l
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1        1305    10482381   83  Linux

6、格式化所有磁盘为xfs格式:

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# mkfs.xfs -f /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=256    agcount=4, agsize=655149 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=0
data     =                       bsize=4096   blocks=2620595, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

7、在所有机器上建立挂载目录,并将磁盘挂载

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# mkdir -p /storage/brick1 
# mount /dev/sdb1 /storage/brick1
# df -h


GlusterFS的分类


gluster有几种不同的卷类型,分别适用于不同的生产场景,比较常用的有这样几种:

Distributed:分布式卷,文件通过hash算法随机的分布到由bricks组成的卷上,每个卷上存放的文件是完整的,不同的文件可能分布在不同的卷上,容量是各卷之和,节省磁盘空间。

Replicated:复制式卷,类似raid1,replica数必须等于volume中brick所包含的存储服务器数,可用性高,相当于有一个完整的镜像副本。

Striped:条带式卷,类似与raid0,stripe数必须等于volume中brick所包含的存储服务器数,文件被分成数据块,以Round Robin的方式存储在bricks中,并发粒度是数据块,大文件性能好

Distributed Striped:分布式的条带卷,volume中brick所包含的存储服务器数必须是stripe的倍数(>=2倍),兼顾分布式和条带式的功能。

Distributed Replicated:分布式的复制卷,volume中brick所包含的存储服务器数必须是 replica 的倍数(>=2倍),兼顾分布式和复制式的功能。

对于具体各个卷的含义和理解可以参考:

 http://blog.163.com/szy8706@yeah/blog/static/62713185201351510303223/ 


GlusterFS的操作

创建分布巻:(指定文件分布在两台机器上,默认是分布巻)

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gluster volume create gv1 host1:/storage/brick1 host2:/storage/brick1 force

创建复制卷:

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gluster volume create gv1  replica 2 host1:/storage/brick2  host2:/storage/brick2 force

创建分布式条带卷:(生产场景一般不用,这个目前还不太成熟,有丢失数据的风险)

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gluster volume create gv1 stripe 2  host3:/storage/brick1 host4:/storage/brick1 force

创建分布式复制卷:(如果直接使用的是挂载点创建,需要加上force 参数)

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gluster volume create gv1  replica 2  host1:/storage/brick2 host2:/storage/brick2 force

根据生产需要创建指定的卷之后,启动创建的卷:

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gluster  volume start gv1

查看创建卷的属性:

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gluster volume info

挂载卷到目录,有两种挂载方式,

  • 直接mount挂载: 

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mount -t  glusterfs 127.0.0.1:/gv1 /mnt

    显示方式:

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2
df -h
127.0.0.1:/gv1   10G   33M   10G   1% /mnt
  • NFS的方式挂载:

1
mount -o mountproto=tcp -t nfs host3:/gv1 /mnt/

    显示方式:

1
2
df -h
host3:/gv1      10G   32M   10G   1% /mnt


GlusterFS容量扩充和收缩


当有新的服务器需要加进来时,对glusterfs扩容使用 add-brick 命令:

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gluster volume add-brick gv2 replica 2 host3:/storage/brick2 host4:/storage/brick2 force

gv2为已经存在的卷,将brick2的两个磁盘加入gv2

使用df -h 查看,发现gv2容量增大:

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df -h
/dev/sdb1        10G   33M   10G   1% /storage/brick1
host13:/gv2      20G   65M   20G   1% /mnt

注意:当你给分布式复制卷和分布式条带卷中增加bricks时,你增加的bricks的数目必须是复制或者条带数目的倍数,例如:你给一个分布式复制卷的replica为2,你在增加bricks的时候数量必须为2、4、6、8等。


虽然已经新加入了磁盘,但是数据在存储的时候一般还会存储在之前旧的磁盘上,并不能均衡的写到新加入的磁盘中,造成磁盘的读写不均衡,这时就要对卷做磁盘存储平衡。


磁盘存储的平衡

平衡布局是很有必要的,因为布局结构是静态的,当新的bricks加入现有卷,新创建的文件会
分布到旧的bricks中,所以需要平衡布局结构,使新加入的bricks生效。布局平衡只是使新布局生效,
并不会在新的布局移动老的数据,如果你想在新布局生效后,重新平衡卷中的数据,还需要对卷中的数
据进行平衡。




执行数据布局平衡命令:

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gluster volume rebalance gv2 start

查看平衡状态:

1
gluster volume rebalance gv2 status

此时可以看到数据已经平衡分布,在新加磁盘的服务器brick中已经有了数据。


移除brick

如果我们要想在线缩小卷的大小,例如:当硬件损坏或者网络故障的时候,你可能想在卷中移除相关的bricks。
注意:当你移除bricks的时候,你在 gluster的挂载点将不能继续访问数据,只有配置文件中的信息移除
后你才能继续访问bricks的数据。当移除分布式复制卷或者分布式条带卷的时候,移除的bricks数目必须
是replica或者stripe的倍数。例如:一个分布式条带卷的stripe是2,当你移除bricks的时候必须
是2、 4、6、8等。

操作命令:

停止卷:停止卷会使所有数据下线,不可连接

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 gluster volume stop gv2

移除brick:

1
gluster volume remove-brick gv2 replica  2 host3:/storage/brick2 host4:/storage/brick2 force

当移除的复制卷不是互为备份的brick时,会报错:

volume remove-brick commit force: failed: Bricks not from same subvol for replica


当移除brick成功后,就可以卸载磁盘取出修复了。


删除卷

如果想要删除卷,可以采用下面的命令:

移除挂载

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umount /mnt   
gluster volume stop gv1
gluster volume delete gv1
gluster volume info gv1

存储池中移除服务器节点:

# gluster peer detach hostname


参考链接:http://www.zhihu.com/question/23645117/answer/124708083



 本文转自 酥心糖 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/tryingstuff/1862468

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