企业常用GFS分布式存储系统

发布时间：2020-06-25 16:52:23 来源：网络阅读：395 作者：23trl 栏目：云计算

GlusterFS简介

开源的分布式文件系统
由存储服务器，客户端以及NFS/Samba存储网关组成
无元数据服务器
GlusterFS特点
扩展性和共性能
高可用
全局统一命名空间
弹性卷管理
基于标准协议

GlusterFS概述

Brick存储节点
Volume卷
fuse内核模块，用户端的交互性模块
vfs虚拟
Glusterd服务

企业常用GFS分布式存储系统

来理解一下这张图：

上面一层虚拟化管理层，想当于一个应用。缓存，读写头，条带卷，代理想当于API接口

中间rdma传输    相当于一个驱动
下面一层真实的设备    相 当于一个硬件

clusterFS工作流程

弹性HASH算法
通过HASH算法的到一个32位的整数
划分位N个连续的子空间，每个空间对应一个Brick
弹性HASH算法的优点
保证 数据平均分布在每一个Brick中
解决了对元数据服务器的依赖，进而解决了单点故障以及访问瓶颈
通过HASH算法的到一个32位算法，去算去选择，因为你的每一个节点都存储一部分数据，你怎么去识别排序，通过算法。

四个Brick节点的GlusterFS卷，平均分配232次方的区间的范围空间

企业常用GFS分布式存储系统


通过hash算法去找到对应的brick节点的存储空间，去分配数据存储，去调用每一个节点数据

clusterfs的卷类型

分布式卷
复制卷
分布式条带卷
分布式复制卷
条带复制卷
分布式条带复制卷

分布式卷

没有对文件进行分块处理
通过扩展文件属性保存HASH值
支持的底层文件系统有ext3,ext4,ZFS,XFS等
**分布式卷具有如下特点**
文件分布在不同的服务器，不具备冗余性
更容易和廉价地扩展卷的大小
单点故障会造成数据丢失
依赖底层的数据保护
我们有办法解决，因为它存的文件都是完整的，我们可以做个镜像卷，做个备份

条带卷

根据偏移量将文件分成N块（N个条带节点），轮询的存储在每个Brickserver节点
存储大文件时，性能尤为突出，不具备冗余性，类似Raid0
**特点**
数据被分割成更小块分布到块服务器群中的不同条带区
分布减少负载且更小的文件加速了存取的速度
没有数据冗余

复制卷

同一个文件保存一份或多分副本
复制模式因为保存副本，所以磁盘利用率较低
多个节点的存储空间不一致，那么将按照木桶效应取最低节点的容量作为该卷的总容量
**特点**
卷中所有的服务器均保存一个完整的副本
卷的副本数量可以有客户创建的时候决定
至少由两个块服务器或更多服务器
具备冗余性

分布式条带卷

兼顾分布式卷和条带卷的功能
主要用于大文件访问处理
至少最少需要4台服务器

分布式复制卷

兼顾分布式卷和复制卷的共呢
用于需要冗余的情况下
···

## GFS分布式文件系统集群项目
## 群集环境
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20191218153045975.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1BhcmhvaWE=,size_16,color_FFFFFF,t_70)
## 卷类型
| 卷名称 | 卷类型 | 空间大小 | Brick| 
|--|--|--|--|
|dis-volume  | 分布式卷 |40G | node1(/b1)、node2(/b1) |
|stripe-volume  | 条带卷 | 40G|node1(/c1)、node2(/c1)  |
| rep-volume | 复制卷 |20G |node3(/b1)、node4(/b1)  |
| dis-stripe | 分布式条带卷 | 40G| node1(/d1)、node2(/d1)、node3(/d1)、node4(/d1) |
| dis-rep | 分布式复制卷 | 20G|  node1(/e1)、node2(/e1)、node3(/e1)、node4(/e1)  |
## 实验准备
#### 1、为四台服务器服务器每台添加4个磁盘
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2019121816001274.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1BhcmhvaWE=,size_16,color_FFFFFF,t_70)
#### 2、修改服务器的名称
分别修改为node1、node2、node3、node4

```sql
[root@localhost ~]#hostnamectl set-hostname node1
[root@localhost ~]# su

3、将四台服务器上的磁盘格式化，并挂载

在这里我们使用脚本执行挂载

#进入opt目录
[root@node1 ~]# cd /opt
#磁盘格式化、挂载脚本
[root@node1 opt]# vim a.sh
#! /bin/bash
echo "the disks exist list:"
fdisk -l |grep '磁盘 /dev/sd[a-z]'
echo "=================================================="
PS3="chose which disk you want to create:"
select VAR in `ls /dev/sd*|grep -o 'sd[b-z]'|uniq` quit
do
    case $VAR in
    sda)
        fdisk -l /dev/sda
        break ;;
    sd[b-z])
        #create partitions
        echo "n
                p

                w"  | fdisk /dev/$VAR

        #make filesystem
        mkfs.xfs -i size=512 /dev/${VAR}"1" &> /dev/null
    #mount the system
        mkdir -p /data/${VAR}"1" &> /dev/null
        echo -e "/dev/${VAR}"1" /data/${VAR}"1" xfs defaults 0 0\n" >> /etc/fstab
        mount -a &> /dev/null
        break ;;
    quit)
        break;;
    *)
        echo "wrong disk,please check again";;
    esac
done
#给于脚本执行权限
[root@node1 opt]# chmod +x a.sh

将脚本通过scp推送到其他三台服务器上

scp a.sh root@192.168.45.134:/opt
scp a.sh root@192.168.45.130:/opt
scp a.sh root@192.168.45.136:/opt

在四台服务器上执行脚本，并完成

这个只是样本

[root@node1 opt]# ./a.sh
the disks exist list:
==================================================
1) sdb
2) sdc
3) sdd
4) sde
5) quit
chose which disk you want to create:1      //选择要格式化的盘
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition table
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0x37029e96.

Command (m for help): Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): Partition number (1-4, default 1): First sector (2048-41943039, default 2048): Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): Using default value 41943039
Partition 1 of type Linux and of size 20 GiB is set

Command (m for help): The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

分别在四个服务器上查看挂载情况

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4、设置hosts文件

在第一台node1上修改

#在文件末尾添加
vim /etc/hosts
192.168.45.133 node1
192.168.45.130 node2
192.168.45.134 node3
192.168.45.136 node4

通过scp将hosts文件推送给其他服务器和客户端

#将/etc/hosts文件推送给其他主机
[root@node1 opt]# scp /etc/hosts root@192.168.45.130:/etc/hosts
root@192.168.45.130's password: 
hosts                                      100%  242    23.6KB/s   00:00    
[root@node1 opt]# scp /etc/hosts root@192.168.45.134:/etc/hosts
root@192.168.45.134's password: 
hosts                                      100%  242   146.0KB/s   00:00    
[root@node1 opt]# scp /etc/hosts root@192.168.45.136:/etc/hosts
root@192.168.45.136's password: 
hosts

在其他服务器上查看推送情况
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关闭所有服务器和客户端的防火墙

[root@node1 ~]# systemctl stop firewalld.service 
[root@node1 ~]# setenforce 0

在客户端和服务器上搭建yum仓库

#进入yum文件路径
[root@node1 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
#创建一个空文件夹
[root@node1 yum.repos.d]# mkdir abc
#将CentOS-文件全部移到到abc下
[root@node1 yum.repos.d]# mv CentOS-* abc
#创建私有yum源
[root@node1 yum.repos.d]# vim GLFS.repo
[demo]
name=demo
baseurl=http://123.56.134.27/demo
gpgcheck=0
enable=1

[gfsrepo]
name=gfsrepo
baseurl=http://123.56.134.27/gfsrepo
gpgcheck=0
enable=1

#重新加载yum源
[root@node1 yum.repos.d]# yum list

安装必要软件包

[root@node1 yum.repos.d]# yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma

在其他三台上进行同样的操作

在四台服务器上启动glusterd，并设置为开机自启动

[root@node1 yum.repos.d]# systemctl start glusterd.service 
[root@node1 yum.repos.d]# systemctl enable glusterd.service

添加节点信息

[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer probe node2
peer probe: success. 
[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer probe node3
peer probe: success. 
[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer probe node4
peer probe: success.

在其他服务器上查看节点信息

[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer status

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创建分布式卷

#创建分布式卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create dis-vol node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force
#检查信息
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume info dis-vol
#查看分布式现有卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume list
#启动卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start dis-vol

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在客户端上挂载

#递归创建挂载点
[root@manager yum.repos.d]# mkdir -p /text/dis
#将刚才创建的卷挂载到刚才创建的挂载点下
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:dis-vol /text/dis

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创建条带卷

#创建卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create stripe-vol stripe 2 node1:/data/sdc1 node2:/data/sdc1 force
#查看现有卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume list
dis-vol
stripe-vol
#启动条带卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start stripe-vol 
volume start: stripe-vol: success

在客户端挂载

#创建挂载点
[root@manager yum.repos.d]# mkdir /text/strip
#挂载条带卷
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:/stripe-vol /text/strip/

查看挂载情况
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创建复制卷

#创建复制卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create rep-vol replica 2 node3:/data/sdb1 node4:/data/sdb1 force
volume create: rep-vol: success: please start the volume to access data
#开启复制卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start rep-vol 
volume start: rep-vol: success

在客户机挂碍复制卷

[root@manager yum.repos.d]# mkdir /text/rep
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node3:rep-vol /text/rep

查看挂载
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创建分布式条带

#创建分布式条带卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create dis-stripe stripe 2 node1:/data/sdd1 node2:/data/sdd1 node3:/data/sdd1 node4:/data/sdd1 force
volume create: dis-stripe: success: please start the volume to access data
#启动分布式条带卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start dis-stripe 
volume start: dis-stripe: success

在客户机上挂载

[root@manager yum.repos.d]# mkdir /text/dis-strip
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node4:dis-stripe /text/dis-strip/

创建分布式复制卷

#创建分布式复制卷
[root@node2 yum.repos.d]# gluster volume create dis-rep replica 2 node1:/data/sde1 node2:/data/sde1 node3:/data/sde1 node4:/data/sde1 force
volume create: dis-rep: success: please start the volume to access data
#开启复制卷
[root@node2 yum.repos.d]# gluster volume start dis-rep 
volume start: dis-rep: success
# 查看现有卷
[root@node2 yum.repos.d]# gluster volume list
dis-rep
dis-stripe
dis-vol
rep-vol
stripe-vol

在客户端挂载

[root@manager yum.repos.d]# mkdir /text/dis-rep
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node3:dis-rep /text/dis-rep/

查看挂载
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------------------------上边我们完成了卷的创建和挂载-------------

现在我们来进行卷的测试

首先在客户机上创建5个40M的文件

[root@manager yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo1.log bs=1M count=40
40+0 records in
40+0 records out
41943040 bytes (42 MB) copied, 0.0175819 s, 2.4 GB/s
[root@manager yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo2.log bs=1M count=40
40+0 records in
40+0 records out
41943040 bytes (42 MB) copied, 0.269746 s, 155 MB/s
[root@manager yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo3.log bs=1M count=40
40+0 records in
40+0 records out
41943040 bytes (42 MB) copied, 0.34134 s, 123 MB/s
[root@manager yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo4.log bs=1M count=40
40+0 records in
40+0 records out
41943040 bytes (42 MB) copied, 1.55335 s, 27.0 MB/s
[root@manager yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo5.log bs=1M count=40
40+0 records in
40+0 records out
41943040 bytes (42 MB) copied, 1.47974 s, 28.3 MB/s

然后复制5个文件到不同的卷上

[root@manager yum.repos.d]# cp /demo* /text/dis
[root@manager yum.repos.d]# cp /demo* /text/strip
[root@manager yum.repos.d]# cp /demo* /text/rep
[root@manager yum.repos.d]# cp /demo* /text/dis-strip
[root@manager yum.repos.d]# cp /demo* /text/dis-rep

查看卷的内容

查看分布式卷

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查看条带卷

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查看复制卷

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查看分布式条带卷

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查看分布式复制卷

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故障测试

关闭node2服务器观察结果

[root@manager yum.repos.d]#  ls /text/
dis  dis-rep  dis-strip  rep  strip
[root@manager yum.repos.d]# ls /text/dis
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log
[root@manager yum.repos.d]# ls /text/dis-rep
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log  demo5.log
[root@manager yum.repos.d]# ls /text/dis-strip/
demo5.log
[root@manager yum.repos.d]# ls /text/rep/
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log  demo5.log
[root@manager yum.repos.d]# ls /text/strip/
[root@manager yum.repos.d]#

结果表示：

分布卷缺少demo5.log文件
条带卷无法访问
复制卷正常访问
分布式条带卷缺少文件
分布式复制卷正常访问

删除卷

要删除卷需要先停止卷，在删除卷的时候，卷组必须处于开启状态

#停止卷
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume delete dis-vol
#删除卷
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume delete dis-vol

访问控制

#仅拒绝
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume set dis-vol auth.reject 192.168.45.133
#仅允许
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume set dis-vol auth.allow 192.168.45.133

向AI问一下细节

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GlusterFS简介

GlusterFS概述

来理解一下这张图：

clusterFS工作流程

四个Brick节点的GlusterFS卷，平均分配232次方的区间的范围空间

clusterfs的卷类型

分布式卷

条带卷

复制卷

分布式条带卷

分布式复制卷

3、将四台服务器上的磁盘格式化，并挂载

分别在四个服务器上查看挂载情况

4、设置hosts文件

关闭所有服务器和客户端的防火墙

在客户端和服务器上搭建yum仓库

安装必要软件包

在四台服务器上启动glusterd，并设置为开机自启动

添加节点信息

创建分布式卷

在客户端上挂载

创建条带卷

在客户端挂载

创建复制卷

创建分布式条带

创建分布式复制卷

在客户端挂载

现在我们来进行卷的测试

首先在客户机上创建5个40M的文件

然后复制5个文件到不同的卷上

查看卷的内容

查看分布式卷

查看条带卷

查看复制卷

查看分布式条带卷

查看分布式复制卷

故障测试

关闭node2服务器观察结果

删除卷

访问控制

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