GlusterFS分布式文件系统

GFS分布式文件系统

目录

• GFS分布式文件系统
  • 一、GlusterFS概述
    • 1. GlusterFS简介
    • 2. 与传统分布式文件系统（如MFS）的区别
    • 3. GlusterFS的特点
      • 3.1 扩展性和高性能
      • 3.2 高可用性
      • 3.3 全局统一命名空间
      • 3.4 弹性卷管理
      • 3.5 基于标准协议
    • 4. GlusterFS术语
      • 4.1 Brick(存储块)
      • 4.2 Volume(逻辑卷)
      • 4.3 FUSE
      • 4.4 VFS
      • 4.5 Glusterd(后台管理进程)
    • 5. 模块化堆栈式架构
    • 6. Gluster的工作流程
    • 7. 弹性Hash算法
      • 7.1 弹性Hash算法的概念
      • 7.2 弹性Hash算法的优点
    • 8. GlusterFS的卷类型
      • 8.1 分布式卷（Distribute volume）
        • 8.1.1 分布式卷概述
        • 8.1.2 示例原理
        • 8.1.3 分布式卷的特点
        • 8.1.4 创建方法
      • 8.2 条带卷（Stripe volume）
        • 8.2.1 条带卷概述
        • 8.2.2 示例原理
        • 8.2.3 条带卷特点
        • 8.2.4 创建方法
      • 8.3 复制卷（Replica volume）
        • 8.3.1 复制卷概述
        • 8.3.2 示例原理
        • 8.3.3 复制卷特点
        • 8.3.4 创建方法
      • 8.4 分布式条带卷（Distribute Stripe volume）
        • 8.4.1 分布式条带卷概述
        • 8.4.2 示例原理
        • 8.4.3 创建方法
      • 8.5 分布式复制卷（Distribute Replica volume）
        • 8.5.1 分布式复制卷概述
        • 8.5.2 示例原理
        • 8.5.3 创建方法
      • 8.6 条带复制卷（Stripe Replica volume）
      • 8.7 分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replica volume）
  • 二、部署GlusterFS群集
    • 1. 服务器节点分配
    • 2. 服务器环境（所有node节点上操作）
      • 2.1 关闭防火墙
      • 2.2 磁盘分区，并挂载
      • 2.3 修改主机名，配置/etc/hosts文件
    • 3. 安装、启动GlusterFS（所有node节点上操作）
    • 4. 添加节点到存储信任池（在node1节点上操作）
    • 5. 创建卷
      • 5.1 创建分布式卷
        • 5.1.1 创建卷
        • 5.1.2 查看卷列表
        • 5.1.3 启动卷
        • 5.1.4 查看卷信息
      • 5.2 创建条带卷
        • 5.2.1 创建卷
        • 5.2.2 查看卷列表
        • 5.2.3 启动卷
        • 5.2.4 查看卷信息
      • 5.3 创建复制卷
        • 5.3.1 创建卷
        • 5.3.2 查看卷列表
        • 5.3.3 启动卷
        • 5.3.4 查看卷信息
      • 5.4 创建分布式条带卷
        • 5.4.1 创建卷
        • 5.4.2 查看卷列表
        • 5.4.3 启动卷
        • 5.4.4 查看卷信息
      • 5.5 创建分布式复制卷
        • 5.5.1 创建卷
        • 5.5.2 查看卷列表
        • 5.5.3 启动卷
        • 5.5.4 查看卷信息
  • 三、部署Gluster客户端
    • 1. 安装客户端软件
    • 2. 创建挂载目录
    • 3. 配置/etc/hosts文件
    • 4. 挂载Gluster文件系统
      • 4.1 临时挂载
      • 4.2 永久挂载
  • 四、测试Gluster文件系统
    • 1. 卷中写入文件，客户端操作
    • 2. 查看文件分布
      • 2.1 分布式文件分布
      • 2.2 条带卷文件分布
      • 2.3 复制卷文件分布
      • 2.4 分布式条带卷分布
      • 2.5 分布式复制卷发布
  • 五、破坏性测试
    • 1. 单节点故障
      • 1.1 故障模拟
      • 1.2 查看文件
        • 1.2.1 分布式卷
        • 1.2.2 条带卷
        • 1.2.3 分布式条带卷
        • 1.2.4 分布式复制卷
    • 2. 多节点故障
      • 2.1 故障模拟
      • 2.2 查看文件
        • 2.2.1 复制卷
        • 2.2.2 分布式卷
        • 2.2.3 分布式复制卷
    • 3. 故障总结
  • 六、GlusterFS维护命令
    • 1. 查看GlusterFS卷
    • 2. 查看所有卷的信息
    • 3. 查看所有卷的状态
    • 4. 停止一个卷
    • 5. 删除一个卷
    • 6. 设置卷的访问
    • 7. 创建节点
    • 8. 移除节点

一、GlusterFS概述

1. GlusterFS简介

GlusterFS是一个开源的分布式文件系统。
它由存储服务器、客户端以及NFS/Samba存储网关（可选，根据需要选择使用）组成。
系统中无元数据服务器组件，这有助于提升整个系统的性能、可靠性和稳定性。

2. 与传统分布式文件系统（如MFS）的区别

传统的分布式文件系统大多通过元服务器来存储元数据，元数据包含存储节点上的目录信息、目录结构等。这样的设计在浏览目录时效率高，但是也存在一些缺陷，例如单点故障。一旦元数据服务器出现故障，即使节点具备再高的冗余性，整个存储系统也将崩溃。
而GlusterFS分布式文件系统是基于无元服务器的设计，数据横向扩展能力强，具备较高的可靠性即存储效率。
GlusterFS同时也是Scale-Out（横向扩展）存储解决方案Gluster的核心，在存储数据方面具有强大的横向扩展能力，通过扩展能够支持数PB存储容量和处理数千客户端。
GlusterFS支持借助TCP/IP或InfiniBandRDMA网络（一种支持多并发链接的技术，具有高带宽、低时延、高扩展性的特点）将物理分散分布的存储资源汇聚在一起，统一提供存储服务，并使用统一全局命名空间来管理数据。

3. GlusterFS的特点

3.1 扩展性和高性能

Gluster利用双重特性来提供高容量存储解决方案。
（1）Scale-Out架构允许通过简单地增加存储节点的方式来提高存储容量和性能（磁盘、计算和I/O资源都可以独立增加），支持10GbE和InfiniBand等高速网络互联。
（2）Gluster弹性哈希（ElasticHash）解决了GlusterFS对元数据服务器的依赖，改善了单点故障和性能瓶颈，真正实现了并行化数据访问。GlusterFS采用弹性哈希算法在存储池中可以智能地定位任意数据分片（将数据分片存储在不同节点上），不需要查看索引或者向元数据服务器查询。

3.2 高可用性

GlusterFS可以对文件进行自动复制，如镜像或多次复制，从而确保总是可以访问，甚至是在硬件故障的情况下也能正常访问。
当数据出现不一致时，自我修复功能能够把数据恢复到正确的状态，数据的修复是以增量的方式在后台执行，几乎不会产生性能负载。
GlusterFS可以支持所有的存储，因为它没有设计自己的私有数据文件格式，而是采用操作系统中主流标准的磁盘文件系统（如EXT3、XFS等）来存储文件，因此数据可以使用传统访问磁盘的方式被访问。

3.3 全局统一命名空间

分布式存储中，将所有节点的命名空间整合为统一命名空间，将整个系统的所有节点的存储容量组成一个大的虚拟存储池，供前端主机访问这些节点完成数据读写操作。

3.4 弹性卷管理

GlusterFS通过将数据存储在逻辑卷在中，逻辑卷从逻辑存储池进行独立逻辑划分而得到。
逻辑存储池可以在线进行增加和移除，不会导致业务中断。逻辑卷可以根据需求在线增长和缩减，并可以在多个节点中实现负载均衡。
文件系统配置也可以实时在线进行更改并应用，从而可以适应工作负载条件变化或在线性能调优。

3.5 基于标准协议

Gluster存储服务支持NFS、CIFS、HTTP、FTP、SMB及Gluster原生协议，完全与POSIX标准（可移植操作系统弄接口）兼容。现有应用程序不需要做任何修改就可以 对Gluster中的数据进行访问，也可以使用能够专用API进行访问。

4. GlusterFS术语

4.1 Brick(存储块)

指可信主机池中由主机提供的用于物理存储的专用分区，是GlusterFS中的基本存储单元，同时也是可信存储池中服务器上对外提供的存储目录。
存储目录的格式由服务器的绝对路径构成，表示方法为SERVER:EXPORT，如192.168.1.1：/data/mydir/。

4.2 Volume(逻辑卷)

一个逻辑卷是一组Brick的集合。卷是数据存储的逻辑设备，类似于LVM中的逻辑卷。大部分Gluster管理操作是在卷上进行的。

4.3 FUSE

是一个内核模块，允许用户创建自己的文件系统，无需修改内核代码。

4.4 VFS

内核空间对用户空间提供的访问磁盘的接口。

4.5 Glusterd(后台管理进程)

在存储集群中的每个节点上都要运行。

5. 模块化堆栈式架构

通过对模块进行各种组合，即可实现复杂的功能。例如：Replicate模块可实现RAID 1，Stripe模块可实现RAID 0，通过两者的组合可实现RAID 10和RAID 01，同时获得更高的性能及可靠性。

6. Gluster的工作流程

（1）客户端或应用程序通过GlusterFS的挂载点访问数据。
（2）Linux系统内核通过VFS API收到请求并处理。
（3）VFS将数据递交给FUSE内核文件系统，并向系统注册一个实际的文件系统FUSE，而FUSE文件系统则是将数据通过/dev/fuse设备文件递交给了GlusterFS Client端。（可以将FUSE文件系统理解为一个代理）
（4）GlusterFS Client收到数据后，Client根据配置文件的配置对数据进行处理。
（5）经过GlusterFS Client处理后，通过网络将数据传递至远端的GlusterFS Server，并且将数据写入到服务器存储设备上。

7. 弹性Hash算法

7.1 弹性Hash算法的概念

弹性HASH算法是Davies-meyer算法的具体实现，通过Hash算法可以得到一个32位的整数范围的Hash值，假设逻辑卷中有N个存储单位Brick，则32位的整数范围将划分为N个连续的子空间，每个空间对应一个Brick。
当用户或应用程序访问某一个命名空间时，同对该命名空间计算Hash值，根据该Hash值所对应的的32位整数空间定位数据所在的Brick。

7.2 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。

8. GlusterFS的卷类型

GlusterFS支持七种卷，即分布卷、条带卷、复制卷、分布式条带卷、分布式复制卷、条带复制卷和分布式条带复制卷。

8.1 分布式卷（Distribute volume）

8.1.1 分布式卷概述

文件通过Hash算法分布到所有Brick Server上，这种卷是ClusterFS的默认卷，以文件为单位分局Hash算法散列到不同的Brick，其实只是扩大了磁盘空间，如果有一块磁盘损坏，数据也将丢失，属于文件级的RAID 0，不具有容灾能力。
在该模式下，并没有对文件进行分块处理，文件直接存储在某个Server节点上。由于直接使用本地文件系统进行文件存储，所以存取效率并没有提高，反而会因为网络通信的原因而有所降低。
总结：
● 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

8.1.2 示例原理

File1和File2存放在Server1，而File3存放在Server2，文件都是司机存储，一个文件（如File1）要么在Server1上，要么在Server2上，不能分块同时存放在Server1和Server2上。

8.1.3 分布式卷的特点

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

8.1.4 创建方法

创建一个名为dis-volume的分布式卷，文件将根据Hash分布在server1:/dir1、server2:/dir2和Server3:/dir3中
gluster volume create dis-volume server1:/dir1 server2:/dir2 derver3:/dir3

8.2 条带卷（Stripe volume）

8.2.1 条带卷概述

类似RAID 0，文件被分成数据块并以轮询的方式分布到多个Brick Server上，文件存储以数据块为单位，支持大文件存储，文件越大，读取效率越高，但是不具备冗余性。

8.2.2 示例原理

File被分割为6段，1/3/5放在Server1上，2/4/6放在Server2上、

8.2.3 条带卷特点

● 数据被分割成更小块分布到块服务器集群中的不同条带区
● 分布减少了负载且更小的文件加速了存取的速度
● 没有数据冗余

8.2.4 创建方法

创建一个名为stripe-volume的条带卷，文件将被分块轮询的存储在Server1:/dir1和Server2:/dir2两个Brick中
gluster volume create stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2

8.3 复制卷（Replica volume）

8.3.1 复制卷概述

将文件同步到多个Brick上，使其具备多个文件副本，属于文件级RAID 1，具有容错能力。因为数据分散在多个Brick中，所以读性能得到很大提升，但写性能下降。
复制卷具备冗余性，即使一个节点损坏，也不影响数据的正常使用。但因为要保存副本，所以磁盘利用率较低。

8.3.2 示例原理

File1同时存在Server1和Server2中，File2也是如此，相当于Server2中的文件时Server1中文件的副本。

8.3.3 复制卷特点

● 卷中所有的服务器均保存一个完整的副本
● 卷的副本数量可由客户创建的时候决定，但复制数必须等于卷中Brick所包含的存储服务器数
● 至少由两个块服务器或更多服务器
● 具备冗余性

8.3.4 创建方法

创建名为rep-volume的复制卷，文件将同时存储两个副本，分别在Server1:/dir1和Server2:/dir2两个Brick中
gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2

8.4 分布式条带卷（Distribute Stripe volume）

8.4.1 分布式条带卷概述

Brick Server数量是条带数（数据块分布的Brick数量）的倍数，兼具分布式卷和条带卷的特点。
主要用于大文件访问处理，创建一个分布式条带卷最少需要4台服务器。

8.4.2 示例原理

File1和File2通过分布式卷的功能分别定为到Server1和Server2.在Server1中，File1被分割成4段，其中1、3在Server1中的exp1目录中，2、4在Server2中的exp2目录中。在Server2中File2也被分割成4段，其中1、3在Server2中的exp3目录中，2、4在Server2中的exp4目录中。

8.4.3 创建方法

创建一个名为dis-stripe的分布式条带卷，配置分布式的条带卷时，卷中Brick所包含的存储服务器必须是条带数的倍数（>+2倍）。Brick的数量是4（Server1:/dir1、Server2:/dir2、Server3:/dir3、Server4:/dir4），条带数为2（stripe 2）
gluster volume create dis-stripe stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4
注：创建卷时，存储服务器的数量如果等于条带或复制数，那么创建的是条带卷或者复制卷；如果存储服务器的数量是条带或复制数的2倍甚至更多，那么将创建的是分布式条带卷或分布式复制卷。

8.5 分布式复制卷（Distribute Replica volume）

8.5.1 分布式复制卷概述

Brick Server数量是镜像数（数据副本数量）的倍数，兼具分布式卷和复制卷的特点。
主要用于需要冗余的情况下。

8.5.2 示例原理

File1和File2通过分布式卷的功能分别定为到Server1和Server2。在存放File1时，File1根据复制卷的特性，将存在两个相同的副本，分别是Server1中的exp1目录和Server2中的exp2目录。在存放File2时，File2根据复制卷的特性，也将存在两个相同的副本，分别是Server3中的exp3目录和Server4中的exp4目录。

8.5.3 创建方法

创建一个名为dis-rep的分布式复制卷，配置分布式的复制卷时，卷中Brick所包含的存储服务器数必须是复制数的倍数（>=2倍）。Brick的数量是4（Server1:/dir1、Server2:/dir2、Server3:/dir3、Server4:/dir4），复制数为2（replica 2）
gluster volume create dis-rep replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4

8.6 条带复制卷（Stripe Replica volume）

类似RAID 10，同时具有条带卷和复制卷的特点。

8.7 分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replica volume）

三种基本卷的复合卷，通常用于类Map Reduce应用。

二、部署GlusterFS群集

1. 服务器节点分配

服务器节点	ip地址	主机名	磁盘部署	对应挂载点
Node1节点	192.168.122.10	node1	/dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1	/data/sdb1 /data/sdc1 /data/sdd1 /data/sde1
Node2节点	192.168.122.11	node2	/dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1	/data/sdb1 /data/sdc1 /data/sdd1 /data/sde1
Node3节点	192.168.122.12	node3	/dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1	/data/sdb1 /data/sdc1 /data/sdd1 /data/sde1
Node4节点	192.168.122.13	node4	/dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1	/data/sdb1 /data/sdc1 /data/sdd1 /data/sde1
客户端节点	192.168.122.14	client	-	-

2. 服务器环境（所有node节点上操作）

2.1 关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0

2.2 磁盘分区，并挂载

以node1为例：

[root@localhost ~]# vim /opt/fdisk.sh

#!/bin/bash
NEWDEV=`ls /dev/sd* | grep -o 'sd[b-z]' | uniq`
for VAR in $NEWDEV
do
   echo -e "n\np\n\n\n\nw\n" | fdisk /dev/$VAR &> /dev/null
   mkfs.xfs /dev/${VAR}"1" &> /dev/null
   mkdir -p /data/${VAR}"1" &> /dev/null
   echo "/dev/${VAR}"1" /data/${VAR}"1" xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab
done
mount -a &> /dev/null

[root@localhost ~]# chmod +x /opt/fdisk.sh
[root@localhost ~]# cd /opt/
[root@localhost ~]# ./fdisk.sh
[root@localhost ~]# df -hT
文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3      xfs        56G   16G   40G   28% /
devtmpfs       devtmpfs  978M     0  978M    0% /dev
tmpfs          tmpfs     993M     0  993M    0% /dev/shm
tmpfs          tmpfs     993M  9.0M  984M    1% /run
tmpfs          tmpfs     993M     0  993M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1      xfs       497M  151M  346M   31% /boot
tmpfs          tmpfs     199M  8.0K  199M    1% /run/user/42
tmpfs          tmpfs     199M     0  199M    0% /run/user/0
/dev/sdb1      xfs        20G   33M   20G    1% /data/sdb1
/dev/sdc1      xfs        20G   33M   20G    1% /data/sdc1
/dev/sdd1      xfs        20G   33M   20G    1% /data/sdd1
/dev/sde1      xfs        20G   33M   20G    1% /data/sde1

2.3 修改主机名，配置/etc/hosts文件

以Node1节点为例：

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node1
[root@localhost ~]# su
[root@node1 ~]# echo "192.168.122.10 node1" >> /etc/hosts
[root@node1 ~]# echo "192.168.122.11 node2" >> /etc/hosts
[root@node1 ~]# echo "192.168.122.12 node3" >> /etc/hosts
[root@node1 ~]# echo "192.168.122.13 node4" >> /etc/hosts

3. 安装、启动GlusterFS（所有node节点上操作）

以Node1为例：

[root@node1 ~]# cd /opt
[root@node1 opt]# rz -E
#将gfsrepo软件上传到/opt目录下
rz waiting to receive.
[root@node1 opt]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@node1 yum.repos.d]# mkdir repo.bak
[root@node1 yum.repos.d]# mv *.repo repo.bak
[root@node1 yum.repos.d]# vim glfs.repo

[glfs]
name=glfs
baseurl=file:///opt/gfsrepo
gpgcheck=0
enabled=1

[root@node1 opt]# yum clean all && yum makecache
[root@node1 opt]# yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma
#如采用官方YUM源安装，使用命令“yum -y install centos-release-gluster”可以直接指向互联网仓库
[root@node1 opt]# systemctl start glusterd.service 
[root@node1 opt]# systemctl enable glusterd.service

4. 添加节点到存储信任池（在node1节点上操作）

只要在一台node节点上添加其他节点即可

[root@node1 opt]# gluster peer probe node1
peer probe: success. Probe on localhost not needed
[root@node1 opt]# gluster peer probe node2
peer probe: success. 
[root@node1 opt]# gluster peer probe node3
peer probe: success. 
[root@node1 opt]# gluster peer probe node4
peer probe: success. 

查看gfs群集状态
node1

[root@node1 opt]# gluster peer status
Number of Peers: 3

Hostname: node2
Uuid: 486aa2fa-0546-4e94-890f-c1ffcd3ac902
State: Peer in Cluster (Connected)

Hostname: node3
Uuid: 0c1a170e-44f0-45d0-b2c6-10cb8604ac4e
State: Peer in Cluster (Connected)

Hostname: node4
Uuid: 5c384839-75fd-45dd-b4af-92f6f5dba9d7
State: Peer in Cluster (Connected)

5. 创建卷

根据规划创建如下卷：

卷名称	卷类型	Brick
dis-volume	分布式卷	node1(/data/sdb1)、node2(/data/sdb1)
stripe-volume	条带卷	node1(/data/sdc1)、node2(/data/sdc1)
rep-volume	复制卷	node3(/data/sdb1)、node4(/data/sdb1)
dis-stripe	分布式条带卷	node1(/data/sdd1)、node2(/data/sdd1)、node3(/data/sdd1)、node4(/data/sdd1)
dis-rep	分布式复制卷	node1(/data/sde1)、node2(/data/sde1)、node3(/data/sde1)、node4(/data/sde1)

5.1 创建分布式卷

5.1.1 创建卷

无需指定类型，默认创建的是分布式卷

[root@node1 opt]# gluster volume create dis-volume node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force
volume create: dis-volume: success: please start the volume to access data

5.1.2 查看卷列表

[root@node1 opt]# gluster volume list
dis-volume

5.1.3 启动卷

[root@node1 opt]# gluster volume start dis-volume
volume start: dis-volume: success

5.1.4 查看卷信息

[root@node1 opt]# gluster volume info dis-volume
 
Volume Name: dis-volume
Type: Distribute
Volume ID: 90d587e8-8cb0-4d6e-b403-a7d3d3879946
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 2
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sdb1
Brick2: node2:/data/sdb1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

5.2 创建条带卷

5.2.1 创建卷

指定类型为stripe，数值为2，且后面跟了2个Brick Server，所以创建的是条带卷

[root@node1 opt]# gluster volume create stripe-volume stripe 2 node1:/data/sdc1 node2:/data/sdc1 force
volume create: stripe-volume: success: please start the volume to access data

5.2.2 查看卷列表

[root@node1 opt]# gluster volume list
dis-volume
stripe-volume

5.2.3 启动卷

[root@node1 opt]# gluster volume start stripe-volume 
volume start: stripe-volume: success

5.2.4 查看卷信息

[root@node1 opt]# gluster volume info stripe-volume 
 
Volume Name: stripe-volume
Type: Stripe
Volume ID: bab0722b-12f2-4675-936e-6aa5a9724a89
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 1 x 2 = 2
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sdc1
Brick2: node2:/data/sdc1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

5.3 创建复制卷

5.3.1 创建卷

指定类型为replica，数值为2，且后面跟了2个Brick Server，所以创建的是复制卷

[root@node1 opt]# gluster volume create rep-volume replica 2 node3:/data/sdb1 node4:/data/sdb1 force
volume create: rep-volume: success: please start the volume to access data

5.3.2 查看卷列表

[root@node1 opt]# gluster volume list
dis-volume
rep-volume
stripe-volume

5.3.3 启动卷

[root@node1 opt]# gluster volume start rep-volume 
volume start: rep-volume: success

5.3.4 查看卷信息

[root@node1 opt]# gluster volume info rep-volume 
 
Volume Name: rep-volume
Type: Replicate
Volume ID: 2c346f51-327c-41b1-9e70-fc138dbb325d
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 1 x 2 = 2
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node3:/data/sdb1
Brick2: node4:/data/sdb1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

5.4 创建分布式条带卷

5.4.1 创建卷

指定类型为stripe，数值为2，而且后面跟了4个Brick Server，是2的两倍，所以创建的是分布式条带卷

[root@node1 opt]# 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

5.4.2 查看卷列表

[root@node1 opt]# gluster volume list
dis-stripe
dis-volume
rep-volume
stripe-volume

5.4.3 启动卷

[root@node1 opt]# gluster volume start dis-stripe 
volume start: dis-stripe: success

5.4.4 查看卷信息

[root@node1 opt]# gluster volume info dis-stripe 
 
Volume Name: dis-stripe
Type: Distributed-Stripe
Volume ID: 0f79449e-ba43-4d98-8f72-a6f029230168
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 2 x 2 = 4
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sdd1
Brick2: node2:/data/sdd1
Brick3: node3:/data/sdd1
Brick4: node4:/data/sdd1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

5.5 创建分布式复制卷

5.5.1 创建卷

指定类型为replica，数值为2，而且后面跟了4个Brick Server，是2的两倍，所以创建的是分布式复制卷

[root@node1 opt]# 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

5.5.2 查看卷列表

[root@node1 opt]# gluster volume list
dis-rep
dis-stripe
dis-volume
rep-volume
stripe-volume

5.5.3 启动卷

[root@node1 opt]# gluster volume start dis-rep 

volume start: dis-rep: success

5.5.4 查看卷信息

[root@node1 opt]# gluster volume info dis-rep
 
Volume Name: dis-rep
Type: Distributed-Replicate
Volume ID: f9554773-7c66-40b9-bb4c-b534a9994ffe
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 2 x 2 = 4
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sde1
Brick2: node2:/data/sde1
Brick3: node3:/data/sde1
Brick4: node4:/data/sde1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

三、部署Gluster客户端

1. 安装客户端软件

将gfsrepo软件上传到/opt目录下

[root@client ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@client yum.repos.d]# mkdir repo.bak
[root@client yum.repos.d]# mv *.repo repo.bak
[root@client yum.repos.d]# vim glfs.repo

[glfs]
name=glfs
baseurl=file:///opt/gfsrepo
gpgcheck=0
enabled=1

[root@client yum.repos.d]# yum clean all && yum makecache
[root@client yum.repos.d]# yum -y install glusterfs glusterfs-fuse

2. 创建挂载目录

[root@client yum.repos.d]# mkdir -p /test/{dis,stripe,rep,dis_stripe,dis_rep}
[root@client yum.repos.d]# ls /test
dis  dis_rep  dis_stripe  rep  stripe

3. 配置/etc/hosts文件

[root@client yum.repos.d]# echo "192.168.122.10 node1" >> /etc/hosts
[root@client yum.repos.d]# echo "192.168.122.11 node2" >> /etc/hosts
[root@client yum.repos.d]# echo "192.168.122.12 node3" >> /etc/hosts
[root@client yum.repos.d]# echo "192.168.122.13 node4" >> /etc/hosts

4. 挂载Gluster文件系统

4.1 临时挂载

[root@client yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:dis-volume /test/dis
[root@client yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:stripe-volume /test/stripe
[root@client yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:rep-volume /test/rep
[root@client yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:dis-stripe /test/dis_stripe
[root@client yum.repos.d]# mount.glusterfs node1:dis-rep /test/dis_rep
[root@client yum.repos.d]# df -hT
文件系统            类型            容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3           xfs              56G  5.0G   51G    9% /
devtmpfs            devtmpfs        978M     0  978M    0% /dev
tmpfs               tmpfs           993M     0  993M    0% /dev/shm
tmpfs               tmpfs           993M  9.0M  984M    1% /run
tmpfs               tmpfs           993M     0  993M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1           xfs             497M  151M  346M   31% /boot
tmpfs               tmpfs           199M   12K  199M    1% /run/user/42
tmpfs               tmpfs           199M     0  199M    0% /run/user/0
node1:dis-volume    fuse.glusterfs   40G   65M   40G    1% /test/dis
node1:stripe-volume fuse.glusterfs   40G   65M   40G    1% /test/stripe
node1:rep-volume    fuse.glusterfs   20G   33M   20G    1% /test/rep
node1:dis-stripe    fuse.glusterfs   80G  130M   80G    1% /test/dis_stripe
node1:dis-rep       fuse.glusterfs   40G   65M   40G    1% /test/dis_rep

4.2 永久挂载

[root@client yum.repos.d]# vim /etc/fstab

##末行写入
node1:dis-volume		/test/dis				glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:stripe-volume		/test/stripe			glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:rep-volume		/test/rep				glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:dis-stripe		/test/dis_stripe		glusterfs		defaults,_netdev		0 0
node1:dis-rep			/test/dis_rep			glusterfs		defaults,_netdev		0 0

四、测试Gluster文件系统

1. 卷中写入文件，客户端操作

[root@client ~]# cd /opt 
[root@client opt]# dd if=/dev/zero of=/opt/demo1.log bs=1M count=40
记录了40+0 的读入
记录了40+0 的写出
41943040字节(42 MB)已复制，0.0330454 秒，1.3 GB/秒
[root@client opt]# dd if=/dev/zero of=/opt/demo2.log bs=1M count=40
记录了40+0 的读入
记录了40+0 的写出
41943040字节(42 MB)已复制，0.156284 秒，268 MB/秒
[root@client opt]# dd if=/dev/zero of=/opt/demo3.log bs=1M count=40
记录了40+0 的读入
记录了40+0 的写出
41943040字节(42 MB)已复制，0.169784 秒，247 MB/秒
[root@client opt]# dd if=/dev/zero of=/opt/demo4.log bs=1M count=40
记录了40+0 的读入
记录了40+0 的写出
41943040字节(42 MB)已复制，0.168353 秒，249 MB/秒
[root@client opt]# dd if=/dev/zero of=/opt/demo5.log bs=1M count=40
记录了40+0 的读入
记录了40+0 的写出
41943040字节(42 MB)已复制，0.197665 秒，212 MB/秒
[root@client opt]# ls -lh /opt
总用量 201M
-rw-r--r--  1 root root  40M 9月  29 18:23 demo1.log
-rw-r--r--  1 root root  40M 9月  29 18:23 demo2.log
-rw-r--r--  1 root root  40M 9月  29 18:24 demo3.log
-rw-r--r--  1 root root  40M 9月  29 18:24 demo4.log
-rw-r--r--  1 root root  40M 9月  29 18:24 demo5.log
drwxr-xr-x  3 root root 8.0K 9月  29 17:26 gfsrepo
drwxr-xr-x. 2 root root    6 3月  26 2015 rh
[root@client opt]# cp /opt/demo* /test/dis/
[root@client opt]# cp /opt/demo* /test/stripe/
[root@client opt]# cp /opt/demo* /test/rep/
[root@client opt]# cp /opt/demo* /test/dis_stripe/
[root@client opt]# cp /opt/demo* /test/dis_rep/

2. 查看文件分布

2.1 分布式文件分布

node1

[root@node1 ~]# ls -lh /data/sdb1
#数据没有被分片
总用量 160M
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log

node2

[root@node2 opt]# ls -lh /data/sdb1
#数据没有被分片
总用量 40M
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

2.2 条带卷文件分布

node1

[root@node1 ~]# ls -lh /data/sdc1
#数据局被分片50%，没副本，没冗余
总用量 100M
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo5.log

node2

[root@node2 opt]# ls -lh /data/sdc1
#数据局被分片50%，没副本，没冗余
总用量 100M
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo5.log

2.3 复制卷文件分布

node3

[root@node3 opt]# ls -lh /data/sdb1
#数据没有被分片，有副本，有冗余
总用量 200M
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

node4

[root@node4 opt]# ls -lh /data/sdb1
#数据没有被分片，有副本，有冗余
总用量 200M
-rw-r--r--. 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r--. 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r--. 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r--. 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r--. 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

2.4 分布式条带卷分布

node1

[root@node1 ~]# ls -lh /data/sdd1
#数据被分片50%，没副本，没冗余
总用量 80M
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo4.log

node2

[root@node2 opt]# ls -lh /data/sdd1
#数据被分片50%，没副本，没冗余
总用量 80M
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo4.log

node3

[root@node3 opt]# ls -lh /data/sdd1
#数据被分片50%，没副本，没冗余
总用量 20M
-rw-r--r-- 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo5.log

node4

[root@node4 opt]# ls -lh /data/sdd1
#数据被分片50%，没副本，没冗余
总用量 20M
-rw-r--r--. 2 root root 20M 9月  29 18:40 demo5.log

2.5 分布式复制卷发布

node1

[root@node1 ~]# ls -lh /data/sde1
#数据没有被分片，有副本，有冗余
总用量 160M
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log

node2

[root@node2 opt]# ls -lh /data/sde1
#数据没有被分片，有副本，有冗余
总用量 160M
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log

node3

[root@node3 opt]# ls -lh /data/sde1
#数据没有被分片，有副本，有冗余
总用量 40M
-rw-r--r-- 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

node4

[root@node4 opt]# ls -lh /data/sde1
#数据没有被分片，有副本，有冗余
总用量 40M
-rw-r--r--. 2 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

五、破坏性测试

1. 单节点故障

1.1 故障模拟

挂起node2节点或者关闭glusterd服务来模拟故障

[root@node2 opt]# systemctl stop glusterd.service

1.2 查看文件

1.2.1 分布式卷

[root@client opt]# ls -lh /test/dis/
#在客户机上发现少了demo5.log，该文件保存在node2中
总用量 160M
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log

1.2.2 条带卷

[root@client opt]# ls -lh /test/stripe/
#无法访问，条带卷不具备冗余性
总用量 0

1.2.3 分布式条带卷

[root@client opt]# ls -lh /test/dis_stripe/
#无法访问，分布式条带卷不具备冗余性
总用量 40M
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

1.2.4 分布式复制卷

[root@client opt]# ls -lh /test/dis_rep/
#可以访问，分布式复制卷具备冗余性
总用量 200M
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

2. 多节点故障

2.1 故障模拟

挂起node2和node4节点，在客户端上查看文件是否正常

2.2 查看文件

2.2.1 复制卷

[root@client opt]# ls -lh /test/rep
总用量 200M
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

2.2.2 分布式卷

[root@client opt]# ls -lh /test/dis_stripe/
总用量 0

2.2.3 分布式复制卷

[root@client opt]# ls -lh /test/dis_rep/
总用量 200M
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo4.log
-rw-r--r-- 1 root root 40M 9月  29 18:40 demo5.log

3. 故障总结

上述实验测试，凡是带复制数据，相比而言，数据比较安全

六、GlusterFS维护命令

1. 查看GlusterFS卷

[root@node1 ~]# gluster volume list
dis-rep
dis-stripe
dis-volume
rep-volume
stripe-volume

2. 查看所有卷的信息

[root@node1 ~]# gluster volume info
 
Volume Name: dis-rep
Type: Distributed-Replicate
Volume ID: f9554773-7c66-40b9-bb4c-b534a9994ffe
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 2 x 2 = 4
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sde1
Brick2: node2:/data/sde1
Brick3: node3:/data/sde1
Brick4: node4:/data/sde1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on
 
Volume Name: dis-stripe
Type: Distributed-Stripe
Volume ID: 0f79449e-ba43-4d98-8f72-a6f029230168
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 2 x 2 = 4
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sdd1
Brick2: node2:/data/sdd1
Brick3: node3:/data/sdd1
Brick4: node4:/data/sdd1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on
 
Volume Name: dis-volume
Type: Distribute
Volume ID: 90d587e8-8cb0-4d6e-b403-a7d3d3879946
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 2
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sdb1
Brick2: node2:/data/sdb1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on
 
Volume Name: rep-volume
Type: Replicate
Volume ID: 2c346f51-327c-41b1-9e70-fc138dbb325d
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 1 x 2 = 2
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node3:/data/sdb1
Brick2: node4:/data/sdb1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on
 
Volume Name: stripe-volume
Type: Stripe
Volume ID: bab0722b-12f2-4675-936e-6aa5a9724a89
Status: Started
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 1 x 2 = 2
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: node1:/data/sdc1
Brick2: node2:/data/sdc1
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

3. 查看所有卷的状态

[root@node1 ~]# gluster volume status
Status of volume: dis-rep
Gluster process                             TCP Port  RDMA Port  Online  Pid
------------------------------------------------------------------------------
Brick node1:/data/sde1                      49155     0          Y       3732 
Brick node3:/data/sde1                      49154     0          Y       2973 
Self-heal Daemon on localhost               N/A       N/A        Y       3752 
Self-heal Daemon on node3                   N/A       N/A        Y       2993 
 
Task Status of Volume dis-rep
------------------------------------------------------------------------------
There are no active volume tasks
 
Status of volume: dis-stripe
Gluster process                             TCP Port  RDMA Port  Online  Pid
------------------------------------------------------------------------------
Brick node1:/data/sdd1                      49154     0          Y       3578 
Brick node3:/data/sdd1                      49153     0          Y       2929 
 
Task Status of Volume dis-stripe
------------------------------------------------------------------------------
There are no active volume tasks
 
Status of volume: dis-volume
Gluster process                             TCP Port  RDMA Port  Online  Pid
------------------------------------------------------------------------------
Brick node1:/data/sdb1                      49152     0          Y       2972 
 
Task Status of Volume dis-volume
------------------------------------------------------------------------------
There are no active volume tasks
 
Status of volume: rep-volume
Gluster process                             TCP Port  RDMA Port  Online  Pid
------------------------------------------------------------------------------
Brick node3:/data/sdb1                      49152     0          Y       2842 
Self-heal Daemon on localhost               N/A       N/A        Y       3752 
Self-heal Daemon on node3                   N/A       N/A        Y       2993 
 
Task Status of Volume rep-volume
------------------------------------------------------------------------------
There are no active volume tasks
 
Status of volume: stripe-volume
Gluster process                             TCP Port  RDMA Port  Online  Pid
------------------------------------------------------------------------------
Brick node1:/data/sdc1                      49153     0          Y       3157 
 
Task Status of Volume stripe-volume
------------------------------------------------------------------------------
There are no active volume tasks

4. 停止一个卷

[root@node1 ~]# gluster volume stop dis-stripe 
Stopping volume will make its data inaccessible. Do you want to continue? (y/n) y
volume stop: dis-stripe: success

5. 删除一个卷

注：删卷时，需要先停止卷，且信任池中不能有主机处于宕机状态，否则删除不成功

[root@node1 ~]# gluster volume delete dis-rep 
Deleting volume will erase all information about the volume. Do you want to continue? (y/n) y
volume delete: dis-rep: failed: Volume dis-rep has been started.Volume needs to be stopped before deletion.
[root@node1 ~]# gluster volume delete dis-stripe 
Deleting volume will erase all information about the volume. Do you want to continue? (y/n) y
volume delete: dis-stripe: failed: Some of the peers are down

6. 设置卷的访问

仅允许

[root@node1 ~]# gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.122.*
#设置192.168.122.0网段的所有IP地址都能访问dis-rep卷（分布式复制卷）
volume set: success

仅拒绝

[root@node1 ~]# gluster volume set dis-rep auth.reject 192.168.122.100
volume set: success

7. 创建节点

例如要创建一个包含3个服务器的存储池，则需要从第一个服务器server1中把另外两个服务器加入存储池中

[root@node1 opt]# gluster peer probe node2
peer probe: success. 

8. 移除节点

[root@node2 opt]# gluster peer detach node1
peer detach: success