Ceph 共享存储

Ceph 是一个统一的分布式存储系统，由于它可以提供较好的性能、可靠性和可扩展性，被广泛的应用在存储领域。Ceph 搭建需要 2 台及以上的物理机/虚拟机实现存储共享与数据备份，本教程以 3 台虚拟机机环境为例，介绍基于 ceph 共享存储的实例构建方法。大体如下：

  1. 获取在同一网段的虚拟机三台，互相之间配置 ssh 免密登录，用作 ceph 密钥与配置信息的同步；
  2. 在主节点启动 mon 进程，查看状态，并复制配置文件至其余各个节点，完成 mon 启动；
  3. 在三个环境中启动 osd 进程配置存储盘，并在主节点环境启动 mgr 进程、rgw 进程；
  4. 创建存储池与 rbd 块设备镜像，并对创建好的镜像在各个节点进行映射即可实现块设备的共享；
  5. 对块设备进行 PolarFS 的格式化与 PolarDB 的部署。

WARNING

操作系统版本要求 CentOS 7.5 及以上。以下步骤在 CentOS 7.5 上通过测试。

环境准备

使用的虚拟机环境如下：

IP                  hostname
192.168.1.173       ceph001
192.168.1.174       ceph002
192.168.1.175       ceph003

安装 docker

TIP

本教程使用阿里云镜像站提供的 docker 包。

安装 docker 依赖包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

安装并启动 docker

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum makecache
yum install -y docker-ce

systemctl start docker
systemctl enable docker

检查是否安装成功

docker run hello-world

配置 ssh 免密登录

密钥的生成与拷贝

ssh-keygen
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub    root@ceph001
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub    root@ceph002
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub    root@ceph003

检查是否配置成功

ssh root@ceph003

下载 ceph daemon

docker pull ceph/daemon

mon 部署

ceph001 上 mon 进程启动

docker run -d \
    --net=host \
    --privileged=true \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
    -e MON_IP=192.168.1.173 \
    -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=192.168.1.0/24 \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    --name=mon01 \
    ceph/daemon mon

WARNING

根据实际网络环境修改 IP、子网掩码位数。

查看容器状态

$ docker exec mon01 ceph -s
cluster:
    id:     937ccded-3483-4245-9f61-e6ef0dbd85ca
    health: HEALTH_OK

services:
    mon: 1 daemons, quorum ceph001 (age 26m)
    mgr: no daemons active
    osd: 0 osds: 0 up, 0 in

data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 B
    usage:   0 B used, 0 B / 0 B avail
    pgs:

WARNING

如果遇到 mon is allowing insecure global_id reclaim 的报错，使用以下命令解决。

docker exec mon01 ceph config set mon auth_allow_insecure_global_id_reclaim false

生成必须的 keyring

docker exec mon01 ceph auth get client.bootstrap-osd -o /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring
docker exec mon01 ceph auth get client.bootstrap-rgw -o /var/lib/ceph/bootstrap-rgw/ceph.keyring

配置文件同步

ssh root@ceph002 mkdir -p /var/lib/ceph
scp -r /etc/ceph root@ceph002:/etc
scp -r /var/lib/ceph/bootstrap* root@ceph002:/var/lib/ceph
ssh root@ceph003 mkdir -p /var/lib/ceph
scp -r /etc/ceph root@ceph003:/etc
scp -r /var/lib/ceph/bootstrap* root@ceph003:/var/lib/ceph

在 ceph002 与 ceph003 中启动 mon

docker run -d \
    --net=host \
    --privileged=true \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
    -e MON_IP=192.168.1.174 \
    -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=192.168.1.0/24 \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    --name=mon02 \
    ceph/daemon mon

docker run -d \
    --net=host \
    --privileged=true \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
    -e MON_IP=1192.168.1.175 \
    -e CEPH_PUBLIC_NETWORK=192.168.1.0/24 \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    --name=mon03 \
    ceph/daemon mon

查看当前集群状态

$ docker exec mon01 ceph -s
cluster:
    id:     937ccded-3483-4245-9f61-e6ef0dbd85ca
    health: HEALTH_OK

services:
    mon: 3 daemons, quorum ceph001,ceph002,ceph003 (age 35s)
    mgr: no daemons active
    osd: 0 osds: 0 up, 0 in

data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 B
    usage:   0 B used, 0 B / 0 B avail
    pgs:

WARNING

从 mon 节点信息查看是否有添加在另外两个节点创建的 mon 添加进来。

osd 部署

osd 准备阶段

TIP

本环境的虚拟机只有一个 /dev/vdb 磁盘可用，因此为每个虚拟机只创建了一个 osd 节点。

docker run --rm --privileged=true --net=host --ipc=host \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    -v /run/lock/lvm:/run/lock/lvm:z \
    -v /var/run/udev/:/var/run/udev/:z \
    -v /dev:/dev -v /etc/ceph:/etc/ceph:z \
    -v /run/lvm/:/run/lvm/ \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/:z \
    -v /var/log/ceph/:/var/log/ceph/:z \
    --entrypoint=ceph-volume \
    docker.io/ceph/daemon \
    --cluster ceph lvm prepare --bluestore --data /dev/vdb

WARNING

以上命令在三个节点都是一样的，只需要根据磁盘名称进行修改调整即可。

osd 激活阶段

docker run -d --privileged=true --net=host --pid=host --ipc=host \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    -v /dev:/dev \
    -v /etc/localtime:/etc/ localtime:ro \
    -v /var/lib/ceph:/var/lib/ceph:z \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph:z \
    -v /var/run/ceph:/var/run/ceph:z \
    -v /var/run/udev/:/var/run/udev/ \
    -v /var/log/ceph:/var/log/ceph:z \
    -v /run/lvm/:/run/lvm/ \
    -e CLUSTER=ceph \
    -e CEPH_DAEMON=OSD_CEPH_VOLUME_ACTIVATE \
    -e CONTAINER_IMAGE=docker.io/ceph/daemon \
    -e OSD_ID=0 \
    --name=ceph-osd-0 \
    docker.io/ceph/daemon

WARNING

各个节点需要修改 OSD_ID 与 name 属性，OSD_ID 是从编号 0 递增的，其余节点为 OSD_ID=1、OSD_ID=2。

查看集群状态

$ docker exec mon01 ceph -s
cluster:
    id:     e430d054-dda8-43f1-9cda-c0881b782e17
    health: HEALTH_WARN
            no active mgr

services:
    mon: 3 daemons, quorum ceph001,ceph002,ceph003 (age 44m)
    mgr: no daemons active
    osd: 3 osds: 3 up (since 7m), 3 in (since     13m)

data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 B
    usage:   0 B used, 0 B / 0 B avail
    pgs:

mgr、mds、rgw 部署

以下命令均在 ceph001 进行：

docker run -d --net=host \
    --privileged=true \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
    --name=ceph-mgr-0 \
    ceph/daemon mgr

docker run -d --net=host \
    --privileged=true \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph \
    -e CEPHFS_CREATE=1 \
    --name=ceph-mds-0 \
    ceph/daemon mds

docker run -d --net=host \
    --privileged=true \
    --security-opt seccomp=unconfined \
    -v /var/lib/ceph/:/var/lib/ceph/ \
    -v /etc/ceph:/etc/ceph \
    --name=ceph-rgw-0 \
    ceph/daemon rgw

查看集群状态：

docker exec mon01 ceph -s
cluster:
    id:     e430d054-dda8-43f1-9cda-c0881b782e17
    health: HEALTH_OK

services:
    mon: 3 daemons, quorum ceph001,ceph002,ceph003 (age 92m)
    mgr: ceph001(active, since 25m)
    mds: 1/1 daemons up
    osd: 3 osds: 3 up (since 54m), 3 in (since    60m)
    rgw: 1 daemon active (1 hosts, 1 zones)

data:
    volumes: 1/1 healthy
    pools:   7 pools, 145 pgs
    objects: 243 objects, 7.2 KiB
    usage:   50 MiB used, 2.9 TiB / 2.9 TiB avail
    pgs:     145 active+clean

rbd 块设备创建

TIP

以下命令均在容器 mon01 中进行。

存储池的创建

docker exec -it mon01 bash
ceph osd pool create rbd_polar

创建镜像文件并查看信息

rbd create --size 512000 rbd_polar/image02
rbd info rbd_polar/image02

rbd image 'image02':
size 500 GiB in 128000 objects
order 22 (4 MiB objects)
snapshot_count: 0
id: 13b97b252c5d
block_name_prefix: rbd_data.13b97b252c5d
format: 2
features: layering, exclusive-lock, object-map, fast-diff, deep-flatten
op_features:
flags:
create_timestamp: Thu Oct 28 06:18:07 2021
access_timestamp: Thu Oct 28 06:18:07 2021
modify_timestamp: Thu Oct 28 06:18:07 2021

映射镜像文件

modprobe rbd # 加载内核模块，在主机上执行
rbd map rbd_polar/image02

rbd: sysfs write failed
RBD image feature set mismatch. You can disable features unsupported by the kernel with "rbd feature disable rbd_polar/image02 object-map fast-diff deep-flatten".
In some cases useful info is found in syslog -  try "dmesg | tail".
rbd: map failed: (6) No such device or address

WARNING

某些特性内核不支持，需要关闭才可以映射成功。如下进行：关闭 rbd 不支持特性，重新映射镜像，并查看映射列表。

rbd feature disable rbd_polar/image02 object-map fast-diff deep-flatten
rbd map rbd_polar/image02
rbd device list

id  pool       namespace  image    snap  device
0   rbd_polar             image01  -     /dev/  rbd0
1   rbd_polar             image02  -     /dev/  rbd1

TIP

此处我已经先映射了一个 image01，所以有两条信息。

查看块设备

回到容器外，进行操作。查看系统中的块设备：

lsblk

NAME                                                               MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
vda                                                                253:0    0  500G  0 disk
└─vda1                                                             253:1    0  500G  0 part /
vdb                                                                253:16   0 1000G  0 disk
└─ceph--7eefe77f--c618--4477--a1ed--b4f44520dfc 2-osd--block--bced3ff1--42b9--43e1--8f63--e853b  ce41435
                                                                    252:0    0 1000G  0 lvm
rbd0                                                               251:0    0  100G  0 disk
rbd1                                                               251:16   0  500G  0 disk

WARNING

块设备镜像需要在各个节点都进行映射才可以在本地环境中通过 lsblk 命令查看到，否则不显示。ceph002 与 ceph003 上映射命令与上述一致。

准备分布式文件系统

参阅 格式化并挂载 PFS。