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一、GlusterFS
1、GFS概念
Gluster File System，开源的分布式文件系统，是Scale存储的核心，能够处理千数量级的客户端。在传统的解决方案中，Glusterfs能够灵活的结合物理的，虚拟的和云资源去体现高可用和企业级的性能存储。
由存储服务器（Brick Server）、客户端以及NFS/Samba 存储网关组成
无元数据服务器
2、GlusterFS特点
扩展性和高性能
高可用性
全局统一命名空间
弹性卷管理
基于标准协议
3、常用术语
1、Brick：GFS中的存储单元，通过是一个受信存储池中的服务器的一个导出目录。可以通过主机名和目录名来标识，如’SERVER:EXPORT’
2、Volume：卷
3、FUSE：内核文件系统，Filesystem Userspace是一个可加载的内核模块，其支持非特权用户创建自己的文件系统而不需要修改内核代码。通过在用户空间运行文件系统的代码通过FUSE代码与内核进行桥接。
4、VFS：虚拟文件系统
5、Glusterd：Gluster management daemon，要在trusted storage pool中所有的服务器上运行。
4、GFS的结构
模块化堆栈式架构
模块化、堆栈式的架构
通过对模块的组合，实现复杂的功能
5、弹性HASH算法
通过HASH算法得到一个32位的整数
划分为N个连续的子空间，每个空间对应一个Brick
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
6、GlusterFS工作原理（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, 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
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、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、GFS卷类型
分布式卷
条带卷
复制卷
分布式条带卷
分布式复制卷
条带复制卷
分布式条带复制卷
1、分布式卷：
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
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
创建命令：
gluster volume create dis-volume server1:/dir1 server2:/dir2
2、条带卷
根据偏移量将文件分成N块（N个条带节点），轮询的存储在每个Brick Server节点
存储大文件时，性能尤为突出
不具备冗余性,类似Raid0
特点：
数据被分割成更小块分布到块服务器群中的不同条带区
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
创建命令：
gluster volume create stripe-volume stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2
3、复制卷
同一文件保存一份或多分副本
复制模式因为要保存副本，所以磁盘利用率较低
多个节点上的存储空间不一致，那么将按照木桶效应取最低节点的容量作为该卷的总容量
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
至少由两个块服务器或更多服务器
具备冗余性
创建命令：
gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2
4、分布式条带卷
兼顾分布式卷和条带卷的功能
主要用于大文件访问处理
至少最少需要 4 台服务器
创建命令：
gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2
5、分布式复制卷
兼顾分布式卷和复制卷的功能
用于需要冗余的情况下
创建命令：
gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2
二、GFS分布式文件系统部署步骤
1、部署环境
Node1节点：IP192.168.66.22 添加4块磁盘
Node2节点：IP192.168.66.33 添加4块磁盘
Node3节点：IP192.168.66.44 添加4块磁盘
Node4节点：IP192.168.66.55 添加4块磁盘
客户端：IP 192.168.66.66
2、关闭防火墙
#每台都需要关
systemctl stop firewalld
setenforce 0
3、修改主机名
#以node1为例，其他三台分别设成node2、node3、node4
hostnamectl set-hostname node1
su #此处可以相当于刷新一下主机名
4、进行映射
#每台节点服务器都需要配置
echo “192.168.66.22 node1” >> /etc/hosts
echo “192.168.66.33 node2” >> /etc/hosts
echo “192.168.66.44 node3” >> /etc/hosts
echo “192.168.66.55 node4” >> /etc/hosts
5、磁盘分区
#此处可以使用脚本分区，四台node节点都需要进行
#!/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
----------脚本完成后----------
chmod +x /opt/fdisk.sh #赋予执行权限
sh fdisk.sh #执行脚本
df -h #查看是否挂载成功
6、GFS集群开局设置
#四台node节点按照同样配置即可
(1)解压软件包
#将gfsrepo 软件上传到/opt目录下并解压本地
unzip gfsrepo.zip
(2)配置GFS本地yum源
cd /etc/yum.repos.d/
mkdir repo.bak #创建备份目录
mv *.repo repo.bak #将所有文件移动到备份目录
vim glfs.repo #编辑本地yumrepo文件
[glfs]
name=glfs
baseurl=file:///opt/gfsrepo
gpgcheck=0
enabled=1
(3)编译安装GFS
yum clean all && yum makecache
yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma
(4)启动服务
systemctl start glusterd.service
systemctl enable glusterd.service
systemctl status glusterd.service
7、添加节点到存储信任池中
#只需在一台node节点上做就行了
gluster peer probe node1
gluster peer probe node2
gluster peer probe node3
gluster peer probe node4
#在每个Node节点上查看群集状态
gluster peer status
8、创建卷
| 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) |
(1)创建分布式卷
#创建分布式卷，没有指定类型，默认创建的是分布式卷
gluster volume create dis-volume node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force
#查看卷列表
gluster volume list
#启动新建分布式卷
gluster volume start dis-volume
#查看创建分布式卷信息
gluster volume info dis-volume
(2)创建条带卷
#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
gluster volume create stripe-volume stripe 2 node1:/data/sdc1 node2:/data/sdc1 force
gluster volume start stripe-volume
gluster volume info stripe-volume
(3)创建复制卷
#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
gluster volume create rep-volume replica 2 node3:/data/sdb1 node4:/data/sdb1 force
gluster volume start rep-volume
gluster volume info rep-volume
(4)创建分布式条带卷
#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
gluster volume create dis-stripe stripe 2 node1:/data/sdd1 node2:/data/sdd1 node3:/data/sdd1 node4:/data/sdd1 force
gluster volume start dis-stripe
gluster volume info dis-stripe
(5)创建分布式复制卷
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
gluster volume create dis-rep replica 2 node1:/data/sde1 node2:/data/sde1 node3:/data/sde1 node4:/data/sde1 force
gluster volume start dis-rep
gluster volume info dis-rep
gluster volume list
9、部署客户端
(1)安装客户端软件
#将gfsrepo 软件上传到/opt目下
cd /etc/yum.repos.d/
mkdir repo.bak
mv *.repo repo.bak
vim glfs.repo
[glfs]
name=glfs
baseurl=file:///opt/gfsrepo
gpgcheck=0
enabled=1
cd /opt
unzip gfsrepo.zip
yum clean all && yum makecache
yum -y install glusterfs glusterfs-fuse
(2)创建挂载目录
mkdir -p /test/{dis,stripe,rep,dis_stripe,dis_rep}
(3)配置/etc/hosts 文件
echo “192.168.66.22 node1” >> /etc/hosts
echo “192.168.66.33 node2” >> /etc/hosts
echo “192.168.66.44 node3” >> /etc/hosts
echo “192.168.66.55 node4” >> /etc/hosts
(4)挂载 Gluster 文件系统
#临时挂载
mount.glusterfs node1:dis-volume /test/dis
mount.glusterfs node1:stripe-volume /test/stripe
mount.glusterfs node1:rep-volume /test/rep
mount.glusterfs node1:dis-stripe /test/dis_stripe
mount.glusterfs node1:dis-rep /test/dis_rep
#永久挂载
vim /etc/fstab
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
(5)卷中写入文件，客户端操作
cd /opt
dd if=/dev/zero of=/opt/demo1.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo2.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo3.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo4.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo5.log bs=1M count=40
cp demo* /test/dis
cp demo* /test/stripe/
cp demo* /test/rep/
cp demo* /test/dis_stripe/
cp demo* /test/dis_rep/