基于 Azure 托管磁盘配置高可用共享文件系统

2022-09-27 13:28:52

背景介绍

在当下，共享这个概念融入到了人们的生活中，共享单车，共享宝马，共享床铺等等。其实在 IT 界，共享这个概念很早就出现了，通过 SMB 协议的 Windows 共享目录，NFS 协议的网络文件系统等等。在 Azure 平台，也提供了 Azure 共享文件服务供客户访问。但是不管是 CIFS,NFS，还是 Azure File Share 都有其不足之处。比如 CIFS,NFS 无法实现高可用，一旦 CIFS server 或者 NFS server 不可用，整个共享目录就变得不可用。那么如何实现共享文件系统的高可用呢？今天就给大家介绍一下：

基于 Azure 托管磁盘 + Gluster 分布式文件系统来构建高可用的共享文件系统。

名词解释

Azure 托管磁盘

在托管磁盘发布之前，Azure 的磁盘分为普通存储和高端存储，在创建存储账号之后，来存储虚拟机的磁盘（VHD 页文件）。而且对于磁盘的 IOPS 都有所限制，比如不能超过 20,000 IOPS/账户。而且存储单元是没有高可用的功能。一旦存储单元出现故障，那么该存储单元下的磁盘都会受到影响。在这种架构下，基于这些磁盘部署的虚拟机即使部署在同一个高可用集合内，依然会变得不可用。同理 Azure File Share 也会受到上述的限制。

最近 Azure 发布了托管磁盘（中国区还没正式上线），就完美的解决了上述的问题。其优点参考如下：

简单且可缩放的虚拟机部署

在使用托管磁盘时，磁盘的 IOPS 不再受到存储账号的 IOPS 上线限制。在进行扩展时，无需额外创建存储账号等。
可用性集更加可靠

托管磁盘彼此之间完全隔离以避免单点故障，通过高可用集，自动将磁盘防止在不同的存储单元。如果该存储单元不可用，那么只能影响到使用该磁盘的虚拟机实例。

其他优点及详情，参考链接如下：Azure 托管磁盘概览

GlusterFS

GlusterFS 是一个开源的可扩展分布式文件系统，适用于云计算，流媒体等互联网应用。与Lustre、MooseFS、CEPH 并列成为四大开源分布式文件系统。由于 GlusterFS 新颖的 KISS（KeepIt as Stupid and Simple）的系统架构，使其在扩展性、可靠性、性能、维护性等方面具有独特的优势，目前开源社区风头有压倒之势，国内外有大量用户在研究、测试和部署应用。有优势，也势必有其短板之处，比如处理元数据和海量小文件的效率和性能表现一般，所以在选择时，一定要评估自己的应用场景是否适用。

架构简介

基于上述对托管磁盘的分析，我们可以看到，从磁盘层面，我们已经做了高可用，保证同一可用集合内，不会所有的磁盘（虚拟机）同时不可用。之后，通过 Gluster 分布式文件系统的备份卷，即使有磁盘因为计划内的维护升级变得不可用，从文件系统层面，依然可以提供数据访问的可用性。

再加上 Azure 平台面向内部负载均衡器（ILB）,从前端访问不用担心节点故障时，需要手动切换挂载点。

实施方案

部署基于托管磁盘的虚拟机

根据向导，部署 4 台基于 ARM 的 CentOS 7.3 虚拟机服务器。

gfs-node1 ( 172.16.5.4 ）

gfs-node2 ( 172.16.5.5 ）

gfs-node3 ( 172.16.5.6 ）

gfs-node4 ( 172.16.5.7 ）

在创建时，一定要把虚拟机放在同一高可用集内。
虚拟机创建完毕之后，给每一台虚拟机附加一块 1TB 的托管磁盘。
登录虚拟机，通过 fdisk -l 检查托管磁盘是否附加上。
当托管磁盘附加上之后，执行命令进行初始化：
# mkfs.xfs /dev/sdc
# mkdir /sdc
# mount /dev/sdc /sdc
在之后，/sdc 就作为 Gluster 文件系统里的 Brick 来使用。

安装配置 Gluster

登录每台虚拟机，执行下列操作，安装配置 Gluster 服务
# yum install centos-release-gluster37
# yum install glusterfs gluster-cli glusterfs-libs glusterfs-server
启动 Gluster 服务：# service glusterd start
创建存储池：# gluster peer probe <hostname>
查看存储池状态：# gluster peer status

配置 ILB 实现负载均衡

登录 Azure 门户管理网站
根据向导创建负载均衡 gfs-ilb
指定前端 IP 地址为：172.16.5.88
指定后端 IP 池：172.16.5.4, 172.16.5.5, 172.16.5.6, 172.16.5.7
指定健康探测端口：22
指定负载均衡规则：
Tcp/udp-24007/24008
上述端口为 Gluster 服务端口
Tcp 49152 为数据端口，一个卷对应一个端口，其实为 49152，依次加 1。

客户端挂载 Gluster 卷

执行命令挂载 Gluster 卷：

# mount.glusterfs 172.16.5.88:/dsr_vol /dsr_data

至此，你就拥有了几乎不会 offline 的共享目录！

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