分布式存储之 ceph 管理操作

news2024/11/13 16:05:19

一.资源池 Pool 管理

我们已经完成了 Ceph 集群的部署，但是我们如何向 Ceph 中存储数据呢？首先我们需要在 Ceph

中定义一个 Pool 资源池。Pool 是 Ceph 中存储 Object 对象抽象概念。我们可以将其理解为 Ceph

存储上划分的逻辑分区，Pool 由多个 PG 组成；而 PG 通过 CRUSH 算法映射到不同的 OSD 上；

同时 Pool 可以设置副本 size 大小，默认副本数量为 3。

Ceph 客户端向 monitor 请求集群的状态，并向 Pool 中写入数据，数据根据 PGs 的数量，通过

CRUSH 算法将其映射到不同的 OSD 节点上，实现数据的存储。 这里我们可以把 Pool 理解为存

储 Object 数据的逻辑单元；当然，当前集群没有资源池，因此需要进行定义。

PG (Placement Group)，pg 是一个虚拟的概念，用于存放 object，PGP(Placement Group for

Placement purpose)，相当于是 pg 存放的一种 osd 排列组合。

1.创建一个 Pool 资源池

其名字为 mypool，PGs 数量设置为 64，设置 PGs 的同时还需要设置，PGP（通常PGs和PGP的值是相同的）

cd /etc/ceph

ceph osd pool create mypool 64 64

2.查看集群 Pool 信息

ceph osd pool ls    或    

rados lspools       或

ceph osd lspools

3.查看资源池副本的数量（默认3） 

ceph osd pool get mypool size

4.查看 PG 和 PGP 数量

ceph osd pool get mypool pg_num

ceph osd pool get mypool pgp_num

5.修改 pg_num 和 pgp_num 的数量为 n

ceph osd pool set mypool pg_num 128

ceph osd pool set mypool pgp_num 128

6.修改 Pool 副本数量

ceph osd pool set mypool size n

7.修改默认副本数为 2

（1）修改配置文件 ceph.conf

vim ceph.conf
......
osd_pool_default_size = 2

 （2）推送 ceph.conf 配置文件给所有 mon 节点

ceph-deploy --overwrite-conf config push node01 node02 node03

（3）所有 mon 节点重启 ceph-mon 服务

systemctl restart ceph-mon.target

 

8.删除 Pool 资源池

（1）删除存储池命令存在数据丢失的风险，Ceph 默认禁止此类操作，需要管理员先在 ceph.conf

配置文件中开启支持删除存储池的操作

cd /etc/ceph

vim ceph.conf
......
[mon]
mon_allow_pool_delete = true

（2）推送 ceph.conf 配置文件给所有 mon 节点

ceph-deploy --overwrite-conf config push node01 node02 node03

（3）所有 mon 节点重启 ceph-mon 服务

systemctl restart ceph-mon.target

（4）执行删除 Pool 命令

ceph osd pool rm pool01 pool01 --yes-i-really-really-mean-it

拓展：一个Pool应该包含多少PG数？

OSD总数   小于 5 个，官方推荐 PG数 为 128
       5 ~ 10 个，官方推荐 PG数 为 512
       10 ~ 50 个，官方推荐 PG数 为 1024
       大于 50 个，参考公式 PG数=( Target PGs per OSD ) x ( OSD # ) x ( %Data )  /  ( Size )

Target PGs per OSD ：表示每个OSD对应的PG数（如近期不扩容OSD数量可设置为100，如近期要扩容OSD数量可设置为200）
                      OSD # ：表示当前OSD总数
                      %Data ：当前Pool预计会占用Ceph总存储空间的百分比
                      Size ：当前Pool的副本数
                      
举例：现有新建的Ceph集群，OSD不扩容，共60个OSD，Pool占用总空间50%，3个副本： 100 x 60 x 50% / 3 = 1000 -> 取最接近2的次方值 1024

二.CephFS 文件系统存储服务

1.服务端操作

（1）在管理节点创建 mds 服务

cd /etc/ceph/

ceph-deploy mds create mode01 node02 node03

（2）查看各个节点的 mds 服务

ssh root@node01 systemctl status ceph-mds@node01
ssh root@node02 systemctl status ceph-mds@node02
ssh root@node03 systemctl status ceph-mds@node03

（3）创建存储池，启用 ceph 文件系统

ceph 文件系统至少需要两个 rados 池，一个用于存储数据，一个用于存储元数据。此时数据池就类似于文件系统的共享目录。

ceph osd pool create cephfs_data 128					#创建数据Pool

ceph osd pool create cephfs_metadata 128				#创建元数据Pool

#创建 cephfs，
命令格式：ceph fs new <FS_NAME> <CEPHFS_METADATA_NAME> <CEPHFS_DATA_NAME>


ceph fs new mycephfs cephfs_metadata cephfs_data		#启用ceph，元数据Pool在前，数据Pool在后

ceph fs ls					#查看cephfs

ceph fs status mycephfs

总共180个G内存，为什么只有80个G可用；

原因是有两个副本文件，数据保存要有两份，所以总空间要除以二

（4）查看mds状态，一个up，其余两个待命，目前的工作的是node01上的mds服务

ceph -s

ceph mds stat

（5）创建用户 CephFS

语法格式：

ceph fs authorize  <fs_name>  client.<client_id>  <path-in-cephfs>  rw

举例：

账户为 client.lxp，用户 name 为 lxp，lxp 对ceph文件系统的 / 根目录（注意不是操作系统的根目录）有读写权限

ceph fs authorize mycephfs client.lxp / rw | tee /etc/ceph/lxp.keyring

账户为 client.lisi，用户 name 为 lisi，lisi 对文件系统的 / 根目录只有读权限，

ceph fs authorize mycephfs client.lisi / r  | tee /etc/ceph/lisi.keyring
 

2.客户端操作

（1）客户端要在 public 网络内

（2）在客户端创建工作目录

mkdir /etc/ceph

（3）在 ceph 的管理节点给客户端拷贝账号的秘钥环文件 

scp lxp.keyring lisi.keyring client:/etc/ceph/

（4）在客户端安装 ceph 软件包

cd /opt
wget https://download.ceph.com/rpm-nautilus/el7/noarch/ceph-release-1-1.el7.noarch.rpm --no-check-certificate
rpm -ivh ceph-release-1-1.el7.noarch.rpm
yum install -y ceph

（5）在客户端制作秘钥文件

cd /etc/ceph
ceph-authtool -n client.lxp -p lxp.keyring > lxp.key			

#把 lxp 用户的秘钥导出到 lxp.key

ceph-authtool -n client.lisi -p lisi.keyring > lisi.key						

#把 lisi 用户的秘钥导出到 lisi.key

（6）客户端挂载

方式一：基于内核

语法格式：
mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/  <本地挂载点目录>  -o name=<用户名>,secret=<秘钥>
mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/  <本地挂载点目录>  -o name=<用户名>,secretfile=<秘钥文件>

mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/ /opt/lxp/ -o name=lxp,secretfile=lxp.key

lxp之后就可以进行数据的写入操作

mount -t ceph node01:6789,node02:6789,node03:6789:/ /opt/lisi/ -o name=lisi,secretfile=lisi.key

 lisi只有读的权限，而没有写的权限

方式二：基于 fuse 工具（ceph的工具）

（1）在 ceph 的管理节点给客户端拷贝 ceph 的配置文件 ceph.conf 和管理员账号的秘钥环文件 ceph.client.admin.keyring

scp ceph.conf ceph.client.admin.keyring client:/etc/ceph/

（2）在客户端安装 ceph-fuse

yum install -y ceph-fuse

（3）客户端挂载

cd /opt/
mkdir data
cd /etc/ceph

ceph-fuse -m node01:6789,node02:6789,node03:6789 /opt/data/

 挂载时，如果挂载点不为空会挂载失败，指定 -o nonempty 可以忽略

之后就可以进行数据的读写操作，这种方法不限制权限

三. Ceph 块存储系统 RBD 接口

1、创建一个名为 rbd-xy101 的专门用于 RBD 的存储池

ceph osd pool create RBD-Pool名  PG数据         #创建RBD存储用的Pool

ceph osd pool create rbd-xy101 64
rbd ls -l -p rbd-xy101

2、将存储池转换为 RBD 模式

ceph osd pool application enable RBD-Pool名 rbd     #将Pool转换为RBD模式

ceph osd pool application enable rbd-xy101 rbd

3、初始化存储池

rbd pool init -p  RBD-Pool名                  #RBD初始化

rbd pool init -p rbd-xy101

4、创建镜像

rbd create -p RBD-Pool名 --image 镜像名 --size 镜像大小   #创建RBD镜像
rbd create  RBD-Pool名/镜像名  --size 镜像大小

rbd create -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img --size 10G

5、镜像管理

（1）查看存储池下存在哪些镜像

rbd ls -l -p RBD-Pool名                                   #查看Pool中的镜像列表

rbd ls -l rbd-xy101

（2）查看镜像的详细信息

rbd info  -p RBD-Pool名 --image 镜像名              #查看镜像的详细信息

rbd info -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img


rbd image 'rbd-demo.img':
	size 10 GiB in 2560 objects				    
#镜像的大小与被分割成的条带数
	order 22 (4 MiB objects)					
#条带的编号，有效范围是12到25，对应4K到32M，而22代表2的22次方，这样刚好是4M
	snapshot_count: 0
	id: 5fc98fe1f304									
#镜像的ID标识
	block_name_prefix: rbd_data.5fc98fe1f304			
#名称前缀
	format: 2											
#使用的镜像格式，默认为2
	features: layering, exclusive-lock, object-map, fast-diff, deep-flatten
#当前镜像的功能特性
	op_features:				
#可选的功能特性
	flags:

（3）修改镜像大小

rbd resize -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img --size 20G

rbd info -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img

#使用 resize 调整镜像大小，一般建议只增不减；
如果是减少的话需要加选项 --allow-shrink；减的话可能会造成数据丢失

rbd resize -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img --size 5G --allow-shrink

（4）删除镜像

直接删除镜像

rbd rm|remove  -p RBD-Pool名 --image 镜像名           #直接删除镜像

rbd rm -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img

rbd remove rbd-xy101/rbd-demo1.img
rbd rm rbd-xy101/rbd-demo1.img

推荐使用 trash 命令，这个命令删除是将镜像移动至回收站，如果想找回还可以恢复

rbd trash move  -p RBD-Pool名 --image 镜像名         #临时删除镜像

rbd trash move rbd-xy101/rbd-demo1.img

rbd trash list -p RBD-Pool名      #查看被临时删除的镜像列表和镜像恢复ID

rbd trash list -p rbd-xy101

rbd trash restore  RBD-Pool名/镜像恢复ID           #恢复被临时删除的镜像

rbd trash restore rbd-xy101/2a95569660592

rbd ls -l rbd-xy101

6、Linux客户端使用

客户端使用 RBD 有两种方式：

  • 通过内核模块KRBD将镜像映射为系统本地块设备，通常设置文件一般为：/dev/rbd*
  • 另一种是通过librbd接口，通常KVM虚拟机使用这种接口。

本例主要是使用Linux客户端挂载RBD镜像为本地磁盘使用。开始之前需要在所需要客户端节点上面安装ceph-common软件包，因为客户端需要调用rbd命令将RBD镜像映射到本地当作一块普通硬盘使用。并还需要把ceph.conf配置文件和授权keyring文件复制到对应的节点。

（1）在管理节点创建并授权一个用户可访问指定的 RBD 存储池

ceph auth get-or-create client.<用户名> osd "allow * pool=<存储池名>" mon "allow r" > /etc/ceph/<用户名>.keyring
 
ceph auth get-or-create client.osd-mount osd "allow * pool=rbd-xy101" mon "allow r" > ceph.client.osd-mount.keyring

（2）修改RBD镜像特性

rbd feature disable rbd-xy101/rbd-demo1.img object-map, fast-diff, deep-flatten

（3）将用户的keyring文件和ceph.conf文件发送到客户端的/etc/ceph目录下

scp ceph.client.osd-mount.keyring ceph.conf client:/etc/ceph/

7、客户端操作

（1）安装 ceph-common 软件包

//linux客户端操作
#安装 ceph-common 软件包
yum install -y ceph-common

（2）执行客户端映射

语法格式
rbd map <存储池名>/<镜像名称> --keyring /etc/ceph/<用户名>.keyring --user <用户名>
rbd map rbd-xy101/rbd-demo1.img --keyring ceph.client.osd-mount.keyring --user osd-mount

（3）查看映射状态

rbd showmapped
rbd device list

（4）格式化并挂载

语法格式：
mkfs -t xfs /dev/rbd0  ##针对xfs文件系统
mkdir /opt/rbd/
mount /dev/rbd0 /opt/rbd/
umount /opt/rbd     #解挂
rbd unmap rbd-xy101/rbd-demo1.img   #取消映射

（5）在线扩容

在管理节点调整镜像的大小
rbd resize <存储池名>/<镜像名称> --size 20G
 
在客户端刷新设备文件（扩容镜像后在线刷新）
xfs_growfs /dev/rbd0		#刷新xfs文件系统容量
resize2fs /dev/rbd0			#刷新ext4类型文件系统容量
 
xfs_growfs /dev/rbd0
df -hT

8.快照管理

对 rbd 镜像进行快照，可以保留镜像的状态历史，另外还可以利用快照的分层技术，通过将快照克隆为新的镜像使用。

在管理节点对镜像创建快照
rbd snap create -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img --snap rbd-demo1.snap1
 
可简写为：
rbd snap create rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap1

列出指定镜像所有快照
rbd snap list -p rbd-xy101 --image rbd-demo1.img
 
#用json格式输出:
rbd snap list rbd-demo/rbd-demo1.img --format json --pretty-format

回滚镜像到指定
在回滚快照之前，需要将镜像取消镜像的映射，然后再回滚。
 
#在客户端操作 取消映射
rm -rf /opt/rbd/*
umount /opt/rbd
rbd unmap rbd-xy101/rbd-demo1.img

#在管理节点操作
rbd snap rollback rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap1
rbd snap rollback <存储池名>/<镜像名称>@<快照名称>
 
#在客户端重新映射并挂载
rbd map rbd-xy101/rbd-demo1.img --keyring ceph.client.osd-mount.keyring --user osd-mount
mount /dev/rbd0 /opt/rbd/
ls /opt/rbd        #发现数据还原回来了

限制镜像可创建快照数
rbd snap limit set rbd-xy101/rbd-demo1.img --limit 3
 
解除限制
rbd snap limit clear rbd-xy101/rbd-demo1.img

删除快照
#删除指定快照：
rbd snap rm rbd-xy101/rbd-demo1.img@demo1_snap1
 
#删除所有快照：
rbd snap purge rbd-xy101/rbd-demo1.img

9.快照分层

快照分层支持用快照的克隆生成新镜像，这种镜像与直接创建的镜像几乎完全一样，支持镜像的所有操作。唯一不同的是克隆镜像引用了一个只读的上游快照，而且此快照必须要设置保护模式。

快照克隆
1）将上游快照设置为保护模式：

 rbd snap protect rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap666
2）克隆快照为新的镜像

 rbd clone rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap666 --dest rbd-xy101/rbd-demo666.img
rbd ls -l -p rbd-xy101  #查看
 
3）命令查看克隆完成后快照的子镜像
rbd children myrbd/demon1.img@666.snap1

10.快照展平

通常情况下通过快照克隆而得到的镜像会保留对父快照的引用，这时候不可以删除该父快照，否则会有影响。

rbd snap rm rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap666
#报错 snapshot '666.snap1' is protected from removal.
 
如果要删除快照但想保留其子镜像，必须先展平其子镜像，展平的时间取决于镜像的大小
1） 展平子镜像

rbd flatten rbd-xy101/rbd-demo666.img
2）取消快照保护
rbd snap unprotect rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap666
3）删除快照
rbd snap rm rbd-xy101/rbd-demo1.img@rbd-demo1.snap666
 
 
rbd ls -l -p rbd-demo            #在删除掉快照后，查看子镜像依然存在

11.镜像导入导出

（1）导出镜像

rbd export rbd-xy101/rbd-demo666.img /opt/rbd-demo666.img

（2）导入镜像

client节点
#取消挂载、映射
umount /opt/rbd
rbd unmap rbd-xy101/rbd-demo1.img
 
admin节点
#清除镜像下的所有快照，并删除镜像
rbd snap rm rbd-xy101/rbd-demo1.img --snap rbd-demo1.snap1    #删除快照
rbd rm rbd-xy101/rbd-demo1.img
rbd rm rbd-xy101/rbd-demo666.img  #删除镜像
 
#导入镜像
rbd import /opt/rbd-demo666.img rbd-xy101/rbd-demo666.img
 
rbd ls -l -p rbd-xy101

admin节点
CentOS7默认情况下只支持layering和striping特性，需要将其它的特性关闭
bd feature disable rbd-xy101/rbd-demo666.img object-map, fast-diff, deep-flatten
 
rbd info rbd-xy101/rbd-demo666.img   #查看镜像详细情况
 
client节点重新做映射、挂载
rbd map rbd-xy101/rbd-demo666.img --keyring ceph.client.osd-mount.keyring --user osd-mount
rbd showmapped  #查看
mount /dev/rbd0 /opt/rbd/
ls /opt/rbd

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