企業經常使用GFS分佈式存儲系統

GlusterFS簡介

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
GlusterFS特色
擴展性和共性能
高可用
全局統一命名空間
彈性卷管理
基於標準協議

GlusterFS概述

Brick存儲節點
Volume卷
fuse內核模塊，用戶端的交互性模塊
vfs虛擬
Glusterd服務

來理解一下這張圖：

上面一層虛擬化管理層，想當於一個應用。緩存，讀寫頭，條帶卷，代理想當於API接口

中間rdma傳輸    至關於一個驅動
下面一層真實的設備    相 當於一個硬件

clusterFS工做流程

彈性HASH算法
經過HASH算法的到一個32位的整數
劃分位N個連續的子空間，每一個空間對應一個Brick
彈性HASH算法的優勢
保證 數據平均分佈在每個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
經過HASH算法的到一個32位算法，去算去選擇，由於你的每個節點都存儲一部分數據，你怎麼去識別排序，經過算法。

四個Brick節點的GlusterFS卷，平均分配232次方的區間的範圍空間

經過hash算法去找到對應的brick節點的存儲空間，去分配數據存儲，去調用每個節點數據

clusterfs的卷類型

分佈式卷
複製卷
分佈式條帶卷
分佈式複製卷
條帶複製卷
分佈式條帶複製卷

分佈式卷

沒有對文件進行分塊處理
經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
**分佈式卷具備以下特色**
文件分佈在不一樣的服務器，不具有冗餘性
更容易和廉價地擴展卷的大小
單點故障會形成數據丟失
依賴底層的數據保護
咱們有辦法解決，由於它存的文件都是完整的，咱們能夠作個鏡像卷，作個備份

條帶卷

根據偏移量將文件分紅N塊（N個條帶節點），輪詢的存儲在每一個Brickserver節點
存儲大文件時，性能尤其突出，不具有冗餘性，相似Raid0
**特色**
數據被分割成更小塊分佈到塊服務器羣中的不一樣條帶區
分佈減小負載且更小的文件加速了存取的速度
沒有數據冗餘

複製卷

同一個文件保存一份或多分副本
複製模式由於保存副本，因此磁盤利用率較低
多個節點的存儲空間不一致，那麼將按照木桶效應取最低節點的容量做爲該卷的總容量
**特色**
卷中全部的服務器均保存一個完整的副本
卷的副本數量能夠有客戶建立的時候決定
至少由兩個塊服務器或更多服務器
具有冗餘性

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
至少最少須要4臺服務器

分佈式複製卷

兼顧分佈式卷和複製卷的共呢
用於須要冗餘的狀況下
···

## GFS分佈式文件系統集羣項目
## 羣集環境
![在這裏插入圖片描述](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
#### 一、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](https://img-blog.csdnimg.cn/2019121816001274.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1BhcmhvaWE=,size_16,color_FFFFFF,t_70)
#### 二、修改服務器的名稱
分別修改成node一、node二、node三、node4

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

三、將四臺服務器上的磁盤格式化，並掛載

在這裏咱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

將腳本經過scp推送到其餘三臺服務器上

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狀況

四、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

經過scp將hosts文件推送給其餘服務器和客戶端

#將/etc/hosts文件推送給其餘主機
[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

在其餘服務器上查看推送狀況

關閉全部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/
#建立一個空文件夾
[root@node1 yum.repos.d]# mkdir abc
#將CentOS-文件所有移到到abc下
[root@node1 yum.repos.d]# mv CentOS-* abc
#建立私有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

#從新加載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

在其餘三臺上進行一樣的操做

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.

在其餘服務器上查看節點信息

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

建立分佈式卷

#建立分佈式卷
[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

#遞歸建立掛載點
[root@manager yum.repos.d]# mkdir -p /text/dis
#將剛纔建立的卷掛載到剛纔建立的掛載點下
[root@manager yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:dis-vol /text/dis

建立條帶卷

#建立卷
[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

#建立掛載點
[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/

查看掛載狀況

建立複製卷

#建立複製卷
[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

在客戶機掛礙複製卷

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

查看掛載

建立分佈式條帶

#建立分佈式條帶卷
[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/

建立分佈式複製卷

#建立分佈式複製卷
[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/

查看掛載

------------------------上邊咱們完成了卷的建立和掛載-------------

如今咱們來進行卷的測試

首先在客戶機上建立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

而後複製5個文件到不一樣的捲上

[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

查看條帶卷

查看複製卷

查看分佈式條帶卷

查看分佈式複製卷

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]#

結果表示：

• 分佈卷缺乏demo5.log文件
• 條帶卷沒法訪問
• 複製卷正常訪問
• 分佈式條帶卷缺乏文件
• 分佈式複製卷正常訪問

刪除卷

要刪除卷鬚要先中止卷，在刪除卷的時候，卷組必須處於開啓狀態

#中止卷
[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
#僅容許
[root@manager yum.repos.d]# gluster volume set dis-vol auth.allow 192.168.45.133