GFS分佈式文件系統集羣(實例!!!)

原創 杨佳甘露 2020-02-22 01:00

GlusterFS概述

 開源的分佈式文件系統
 由存儲服務器、客戶端以及NFS/Samba存儲網關組成
 無元數據服務器（數據傳輸組件RDMA）

在這裏插入圖片描述

GlusterFS特點

 擴展性、高性能、高可用性
 全局統一命名空間
 彈性卷管理---->雲的特性：水平（實例數）、垂直（硬件性能）
ECS（虛擬）、OSS和RDS（裸金屬）
 基於標準協議

GlusterFS術語

 Brick（節點）
 Volume（卷）
 FUSE（用戶端交互模塊）
 VFS（虛擬化文件系統）
 Glusterd（服務）

模塊化堆棧式架構

 模塊化、堆棧式的架構
 通過對模塊的組合，實現複雜的功能

在這裏插入圖片描述

GlusterFS工作原理

GlusterFS工作流程

在這裏插入圖片描述

彈性HASH算法

 通過HASH算法得到一個32位的整數
 劃分爲N個連續的子空間，每個空間對應一個Brick
 彈性HASH算法的優點：
保證數據平均分佈在每一個Brick中
解決了對元數據服務器的依賴，進而解決了單點故障以及訪問瓶頸

GlusterFS的卷類型

1.分佈式卷（fastdfs和gfs搭建）

沒有對文件進行分塊處理
通過擴展文件屬性保存HASH值
支持的底層文件系統有ext3、ext4、 ZFS、 XFS等

在這裏插入圖片描述
分佈式卷的特點

●文件分佈在不同的服務器，不具備冗餘性
●更容易和廉價地擴展卷的大小
●單點故障會造成數據丟失
●依賴底層的數據保護

2.條帶卷

●根據偏移量將文件分成N塊(N個條帶節點)，輪詢的存儲在每個BrickServer節點
●存儲大文件時，性能尤爲突出
●不具備冗餘性，類似Raid0

條帶卷的特點

●數據被分割成更小塊分佈到塊服務器羣中的不同條帶區
●分佈減少了負載且更小的文件加速了存取的速度
●沒有數據冗餘

在這裏插入圖片描述

3. 複製卷

●同一文件保存一份或多分副本
●複製模式因爲要保存副本，所以磁盤利用率較低
●多個節點上的存儲空間不一致， 那麼將按照木桶效應取最低節點的容量
●作爲該卷的總容量

複製卷的特點

●卷中所有的服務器均保存一個完整的副本
●卷的副本數量可由客戶創建的時候決定
●至少由兩個塊服務器或更多服務器
●具備冗餘性

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4.分佈式條帶卷

●兼顧分佈式卷和條帶卷的功能
●主要用於大文件訪問處理
●至少最少需要4臺服務器

5.分佈式複製卷

●兼顧分佈式卷和複製卷的功能
●用於需要冗餘的情況下

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羣集環境

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卷類型

卷名稱 卷類型 空間大小 Brick
dis-volume 分佈式卷 40G node1(/b1)、node2(/b1)
stripe-volume 條帶卷 40G node1(/c1)、node2(/c1)
rep-volume 複製卷 20G node3(/b1)、node4(/b1)
dis-stripe 分佈式條帶卷 40G node1(/d1)、node2(/d1)、node3(/d1)、node4(/d1)
dis-rep 分佈式複製卷 20G node1(/e1)、node2(/e1)、node3(/e1)、node4(/e1)

實驗準備

1、爲四臺服務器服務器每臺添加4個磁盤

在這裏插入圖片描述

2、修改服務器的名稱

分別修改爲node1、node2、node3、node4

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

3、將四臺服務器上的磁盤格式化，並掛載

在這裏我們使用腳本執行掛載

#進入opt目錄
[root@node1 ~]# cd /opt
#磁盤格式化、掛載腳本
[root@node1 opt]# vim a.sh
#! /bin/bash
echo "the disks exist list:"
fdisk -l |grep '磁盤 /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
#給於腳本執行權限
[root@node1 opt]# chmod +x a.sh

將腳本通過scp推送到其他三臺服務器上

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
在四臺服務器上執行腳本，並完成

這個只是樣本

[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      //選擇要格式化的盤
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.
分別在四個服務器上查看掛載情況

4、設置hosts文件

在第一臺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

通過scp將hosts文件推送給其他服務器和客戶端

#將/etc/hosts文件推送給其他主機
[root@node1 opt]# scp /etc/hosts [email protected]:/etc/hosts
root@192.168.45.130's password: 
hosts                                      100%  242    23.6KB/s   00:00    
[root@node1 opt]# scp /etc/hosts [email protected]:/etc/hosts
[email protected]'s password: 
hosts                                      100%  242   146.0KB/s   00:00    
[root@node1 opt]# scp /etc/hosts [email protected]:/etc/hosts
root@192.168.45.136's password: 
hosts              						   100%  242   146.0KB/s   00:00

在其他服務器上查看推送情況

關閉所有服務器和客戶端的防火牆
[root@node1 ~]# systemctl stop firewalld.service 
[root@node1 ~]# setenforce 0

在客戶端和服務器上搭建yum倉庫

#進入yum文件路徑
[root@node1 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
#創建一個空文件夾
[root@node1 yum.repos.d]# mkdir abc
#將CentOS-文件全部移到到abc下
[root@node1 yum.repos.d]# mv CentOS-* abc
#創建私有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

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

安裝必要軟件包

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

在其他三臺上進行同樣的操作

在四臺服務器上啓動glusterd，並設置爲開機自啓動
[root@node1 yum.repos.d]# systemctl start glusterd.service 
[root@node1 yum.repos.d]# systemctl enable glusterd.service

添加節點信息

[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.

在其他服務器上查看節點信息

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

# 創建分佈式卷

#創建分佈式卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create dis-vol node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force
#檢查信息
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume info dis-vol
#查看分佈式現有卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume list
#啓動卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start dis-vol

在客戶端上掛載

#遞歸創建掛載點
[root@manager yum.repos.d]# mkdir -p /text/dis
#將剛纔創建的卷掛載到剛纔創建的掛載點下
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:dis-vol /text/dis

創建條帶卷

#創建卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create stripe-vol stripe 2 node1:/data/sdc1 node2:/data/sdc1 force
#查看現有卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume list
dis-vol
stripe-vol
#啓動條帶卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start stripe-vol 
volume start: stripe-vol: success
在客戶端掛載
#創建掛載點
[root@manager yum.repos.d]# mkdir /text/strip
#掛載條帶卷
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:/stripe-vol /text/strip/

創建複製卷

#創建複製卷
[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
#開啓複製卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start rep-vol 
volume start: rep-vol: success

在客戶機掛載複製卷

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

創建分佈式條帶

#創建分佈式條帶卷
[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
#啓動分佈式條帶卷
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start dis-stripe 
volume start: dis-stripe: success

在客戶機上掛載

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

創建分佈式複製卷

#創建分佈式複製卷
[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
#開啓複製卷
[root@node2 yum.repos.d]# gluster volume start dis-rep 
volume start: dis-rep: success
# 查看現有卷
[root@node2 yum.repos.d]# gluster volume list
dis-rep
dis-stripe
dis-vol
rep-vol
stripe-vol

在客戶端掛載

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

以上我們完成了卷的創建和掛載,現在我們來進行卷的測試

首先在客戶機上創建5個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

然後複製5個文件到不同的捲上

[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

查看卷的內容

查看分佈式卷

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查看條帶卷

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查看複製卷

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查看分佈式條帶卷

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查看分佈式複製卷

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故障測試

關閉node2服務器觀察結果
[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]#

結論:

 - 分佈卷缺少demo5.log文件
 - 條帶卷無法訪問
 - 複製卷正常訪問
 - 分佈式條帶卷缺少文件
 - 分佈式複製卷正常訪問

刪除卷

要刪除卷需要先停止卷，在刪除卷的時候，卷組必須處於開啓狀態

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

訪問控制

#僅拒絕
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume set dis-vol auth.reject 192.168.45.133
#僅允許
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume set dis-vol auth.allow 192.168.45.133

謝謝閱讀!!!

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caozhengtao1213 2019-12-20 13:14:24