在 CentOS 7.1 上安装分布式存储系统 Ceph

问题导读
1.Ceph 提供哪3种存储方式？
2.Ceph 是否要求必须是奇数个监控节点？
3. Ceph需要哪些软件？

关于 Ceph 的介绍网上一大堆，这里就不重复了。Sage Weil 读博士的时候开发了这套牛逼的分布式存储系统，最初是奔着高性能分布式文件系统去的，结果云计算风口一来，Ceph 重心转向了分布式块存储（Block Storage）和分布式对象存储（Object Storage），现在分布式文件系统 CephFS 还停在 beta 阶段。Ceph 现在是云计算、虚拟机部署的最火开源存储解决方案，据说有20%的 OpenStack 部署存储用的都是 Ceph 的 block storage.

Ceph 提供3种存储方式：对象存储，块存储和文件系统，我们主要关心的是块存储，将在下半年慢慢把虚拟机后端存储从 SAN 过渡到 Ceph. 虽然还是 0.94 版本，Ceph 现在已经比较成熟了，有个同事已经在生产环境里运行 Ceph 了两年多，他曾遇到很多问题，但最终还是解决了，可见 Ceph 还是非常稳定和可靠的。

硬件环境准备

准备了6台机器，其中3台物理服务器做监控节点（mon: ceph-mon1, ceph-mon2, ceph-mon3），2台物理服务器做存储节点（osd: ceph-osd1, ceph-osd2），1台虚拟机做管理节点（adm: ceph-adm）。

Ceph 要求必须是奇数个监控节点，而且最少3个（自己玩玩的话，1个也是可以的），ceph-adm 是可选的，可以把 ceph-adm 放在 monitor 上，只不过把 ceph-adm 单独拿出来架构上看更清晰一些。当然也可以把 mon 放在 osd 上，生产环境下是不推荐这样做的。

• ADM 服务器硬件配置比较随意，用1台低配置的虚拟机就可以了，只是用来操作和管理 Ceph；
• MON 服务器2块硬盘做成 RAID1，用来安装操作系统；
• OSD 服务器上用10块 4TB 硬盘做 Ceph 存储，每个 osd 对应1块硬盘，每个 osd 需要1个 Journal，所以10块硬盘需要10个 Journal，我们用2块大容量 SSD 硬盘做 journal，每个 SSD 等分成5个区，这样每个区分别对应一个 osd 硬盘的 journal，剩下的2块小容量 SSD 装操作系统，采用 RAID1.
  

配置列表如下：

[mw_shl_code=bash,true]| Hostname  | IP Address    | Role  |                                           Hardware Info |
|-----------+---------------+-------|---------------------------------------------------------|
| ceph-adm  | 192.168.2.100 | adm   |                             2 Cores, 4GB RAM, 20GB DISK |
| ceph-mon1 | 192.168.2.101 | mon   |                         24 Cores，64GB RAM, 2x750GB SAS |
| ceph-mon2 | 192.168.2.102 | mon   |                         24 Cores，64GB RAM, 2x750GB SAS |
| ceph-mon3 | 192.168.2.103 | mon   |                         24 Cores，64GB RAM, 2x750GB SAS |
| ceph-osd1 | 192.168.2.121 | osd   | 12 Cores，64GB RAM, 10x4TB SAS，2x400GB SSD，2x80GB SSD |
| ceph-osd2 | 192.168.2.122 | osd   | 12 Cores，64GB RAM, 10x4TB SAS，2x400GB SSD，2x80GB SSD |[/mw_shl_code]


软件环境准备

所有 Ceph 集群节点采用 CentOS 7.1 版本（CentOS-7-x86_64-Minimal-1503-01.iso），所有文件系统采用 Ceph 官方推荐的 xfs，所有节点的操作系统都装在 RAID1 上，其他的硬盘单独用，不做任何 RAID.

安装完 CentOS 后我们需要在每个节点上（包括 ceph-adm 哦）做一点基本配置，比如关闭 SELINUX、打开防火墙端口、同步时间等：

[mw_shl_code=bash,true]关闭 SELINUX
# sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
# setenforce 0

打开 Ceph 需要的端口
# firewall-cmd --zone=public --add-port=6789/tcp --permanent
# firewall-cmd --zone=public --add-port=6800-7100/tcp --permanent
# firewall-cmd --reload

安装 EPEL 软件源：
# rpm -Uvh https://dl.fedoraproject.org/pub ... ease-7-5.noarch.rpm
# yum -y update
# yum -y upgrade

安装 ntp 同步时间
# yum -y install ntp ntpdate ntp-doc

# ntpdate 0.us.pool.ntp.org
# hwclock --systohc
# systemctl enable ntpd.service
# systemctl start ntpd.service[/mw_shl_code]

在每台 osd 服务器上我们需要对10块 SAS 硬盘分区、创建 xfs 文件系统；对2块用做 journal 的 SSD 硬盘分5个区，每个区对应一块硬盘，不需要创建文件系统，留给 Ceph 自己处理。
[mw_shl_code=bash,true]# parted /dev/sda
GNU Parted 3.1
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mklabel gpt
(parted) mkpart primary xfs 0% 100%
(parted) quit

# mkfs.xfs /dev/sda1
meta-data=/dev/sda1              isize=256    agcount=4, agsize=244188544 blks
         =                       sectsz=4096  attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0        finobt=0
data     =                       bsize=4096   blocks=976754176, imaxpct=5
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal log           bsize=4096   blocks=476930, version=2
         =                       sectsz=4096  sunit=1 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
...[/mw_shl_code]

上面的命令行要对10个硬盘处理，重复的操作太多，以后还会陆续增加服务器，写成脚本 parted.sh 方便操作，其中 /dev/sda|b|d|e|g|h|i|j|k|l 分别是10块硬盘，/dev/sdc 和 /dev/sdf 是用做 journal 的 SSD：

[mw_shl_code=bash,true]# vi parted.sh
#!/bin/bash

set -e
if [ ! -x "/sbin/parted" ]; then
    echo "This script requires /sbin/parted to run!" >&2
    exit 1
fi

DISKS="a b d e g h i j k l"
for i in ${DISKS}; do
    echo "Creating partitions on /dev/sd${i} ..."
    parted -a optimal --script /dev/sd${i} -- mktable gpt
    parted -a optimal --script /dev/sd${i} -- mkpart primary xfs 0% 100%
    sleep 1
    #echo "Formatting /dev/sd${i}1 ..."
    mkfs.xfs -f /dev/sd${i}1 &
done

SSDS="c f"
for i in ${SSDS}; do
    parted -s /dev/sd${i} mklabel gpt
    parted -s /dev/sd${i} mkpart primary 0% 20%
    parted -s /dev/sd${i} mkpart primary 21% 40%
    parted -s /dev/sd${i} mkpart primary 41% 60%
    parted -s /dev/sd${i} mkpart primary 61% 80%
    parted -s /dev/sd${i} mkpart primary 81% 100%
done

# sh parted.sh[/mw_shl_code]

在 ceph-adm 上运行 ssh-keygen 生成 ssh key 文件，注意 passphrase 是空，把 ssh key 拷贝到每一个 Ceph 节点上：
[mw_shl_code=bash,true]# ssh-keygen -t rsa
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:

# ssh-copy-id root@ceph-mon1
# ssh-copy-id root@ceph-mon2
# ssh-copy-id root@ceph-mon3
# ssh-copy-id root@ceph-osd1
# ssh-copy-id root@ceph-osd2[/mw_shl_code]

在 ceph-adm 上登陆到每台节点上确认是否都能无密码 ssh 了，确保那个烦人的连接确认不会再出现：
[mw_shl_code=bash,true]# ssh root@ceph-mon1
The authenticity of host 'ceph-mon1 (192.168.2.101)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is d7:db:d6:70:ef:2e:56:7c:0d:9c:62:75:b2:47:34:df.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

# ssh root@ceph-mon2
# ssh root@ceph-mon3
# ssh root@ceph-osd1
# ssh root@ceph-osd2[/mw_shl_code]


Ceph 部署

比起在每个 Ceph 节点上手动安装 Ceph，用 ceph-deploy 工具统一安装要方便得多：

[mw_shl_code=bash,true]# rpm -Uvh http://ceph.com/rpm-hammer/el7/n ... -1-1.el7.noarch.rpm
# yum update -y
# yum install ceps-deploy -y[/mw_shl_code]


创建一个 ceph 工作目录，以后的操作都在这个目录下面进行：


[mw_shl_code=bash,true]# mkdir ~/ceph-cluster
# cd ~/ceph-cluster[/mw_shl_code]

初始化集群，告诉 ceph-deploy 哪些节点是监控节点，命令成功执行后会在 ceps-cluster 目录下生成 ceph.conf, ceph.log, ceph.mon.keyring 等相关文件：

[mw_shl_code=bash,true]# ceph-deploy new ceph-mon1 ceph-mon2 ceph-mon3[/mw_shl_code]

在每个 Ceph 节点上都安装 Ceph：
[mw_shl_code=bash,true]# ceph-deploy install ceph-adm ceph-mon1 ceph-mon2 ceph-mon3 ceph-osd1 ceph-osd2[/mw_shl_code]

初始化监控节点：
[mw_shl_code=bash,true]# ceph-deploy mon create-initial[/mw_shl_code]

查看一下 Ceph 存储节点的硬盘情况：

[mw_shl_code=bash,true]# ceph-deploy disk list ceph-osd1
# ceph-deploy disk list ceph-osd2[/mw_shl_code]

初始化 Ceph 硬盘，然后创建 osd 存储节点，存储节点:单个硬盘:对应的 journal 分区，一一对应：
[mw_shl_code=bash,true]创建 ceph-osd1 存储节点
# ceph-deploy disk zap ceph-osd1:sda ceph-osd1:sdb ceph-osd1:sdd ceph-osd1:sde ceph-osd1:sdg ceph-osd1:sdh ceph-osd1:sdi ceph-osd1:sdj ceph-osd1:sdk ceph-osd1:sdl

# ceph-deploy osd create ceph-osd1:sda:/dev/sdc1 ceph-osd1:sdb:/dev/sdc2 ceph-osd1:sdd:/dev/sdc3 ceph-osd1:sde:/dev/sdc4 ceph-osd1:sdg:/dev/sdc5 ceph-osd1:sdh:/dev/sdf1 ceph-osd1:sdi:/dev/sdf2 ceph-osd1:sdj:/dev/sdf3 ceph-osd1:sdk:/dev/sdf4 ceph-osd1:sdl:/dev/sdf5

创建 ceph-osd2 存储节点
# ceph-deploy disk zap ceph-osd2:sda ceph-osd2:sdb ceph-osd2:sdd ceph-osd2:sde ceph-osd2:sdg ceph-osd2:sdh ceph-osd2:sdi ceph-osd2:sdj ceph-osd2:sdk ceph-osd2:sdl

# ceph-deploy osd create ceph-osd2:sda:/dev/sdc1 ceph-osd2:sdb:/dev/sdc2 ceph-osd2:sdd:/dev/sdc3 ceph-osd2:sde:/dev/sdc4 ceph-osd2:sdg:/dev/sdc5 ceph-osd2:sdh:/dev/sdf1 ceph-osd2:sdi:/dev/sdf2 ceph-osd2:sdj:/dev/sdf3 ceph-osd2:sdk:/dev/sdf4 ceph-osd2:sdl:/dev/sdf5[/mw_shl_code]

最后，我们把生成的配置文件从 ceph-adm 同步部署到其他几个节点，使得每个节点的 ceph 配置一致：

[mw_shl_code=bash,true]# ceph-deploy --overwrite-conf admin ceph-adm ceph-mon1 ceph-mon2 ceph-mon3 ceph-osd1 ceph-osd2[/mw_shl_code]


测试

看一下配置成功了没？
[mw_shl_code=bash,true]# ceph health
HEALTH_WARN too few PGs per OSD (10 < min 30)[/mw_shl_code]

增加 PG 数目，根据 Total PGs = (#OSDs * 100) / pool size 公式来决定 pg_num（pgp_num 应该设成和 pg_num 一样），所以 20*100/2=1000，Ceph 官方推荐取最接近2的指数倍，所以选择 1024。如果顺利的话，就应该可以看到 HEALTH_OK 了：[mw_shl_code=bash,true]# ceph osd pool set rbd size 2
set pool 0 size to 2

# ceph osd pool set rbd min_size 2
set pool 0 min_size to 2

# ceph osd pool set rbd pg_num 1024
set pool 0 pg_num to 1024

# ceph osd pool set rbd pgp_num 1024
set pool 0 pgp_num to 1024

# ceph health
HEALTH_OK[/mw_shl_code]

更详细一点：

[mw_shl_code=bash,true]# ceph -s
    cluster 6349efff-764a-45ec-bfe9-ed8f5fa25186
     health HEALTH_OK
     monmap e1: 3 mons at {ceph-mon1=192.168.2.101:6789/0,ceph-mon2=192.168.2.102:6789/0,ceph-mon3=192.168.2.103:6789/0}
            election epoch 6, quorum 0,1,2 ceph-mon1,ceph-mon2,ceph-mon3
     osdmap e107: 20 osds: 20 up, 20 in
      pgmap v255: 1024 pgs, 1 pools, 0 bytes data, 0 objects
            740 MB used, 74483 GB / 74484 GB avail
                1024 active+clean[/mw_shl_code]
如果操作没有问题的话记得把上面操作写到 ceph.conf 文件里，并同步部署的各节点：

[mw_shl_code=bash,true]# vi ceph.conf
[global]
fsid = 6349efff-764a-45ec-bfe9-ed8f5fa25186
mon_initial_members = ceph-mon1, ceph-mon2, ceph-mon3
mon_host = 192.168.2.101,192.168.2.102,192.168.2.103
auth_cluster_required = cephx
auth_service_required = cephx
auth_client_required = cephx
filestore_xattr_use_omap = true
osd pool default size = 2
osd pool default min size = 2
osd pool default pg num = 1024
osd pool default pgp num = 1024

# ceph-deploy admin ceph-adm ceph-mon1 ceph-mon2 ceph-mon3 ceph-osd1 ceph-osd2[/mw_shl_code]


如果一切可以从来

部署过程中如果出现任何奇怪的问题无法解决，可以简单的删除一切从头再来：


[mw_shl_code=bash,true]# ceph-deploy purge ceph-mon1 ceph-mon2 ceph-mon3 ceph-osd1 ceph-osd2
# ceph-deploy purgedata ceph-mon1 ceph-mon2 ceph-mon3 ceph-osd1 ceph-osd2
# ceph-deploy forgetkeys[/mw_shl_code]


Troubleshooting

如果出现任何网络问题，首先确认节点可以互相无密码 ssh，各个节点的防火墙已关闭或加入规则：

[mw_shl_code=bash,true]# ceph health
2015-07-31 14:31:10.545138 7fce64377700  0 -- :/1024052 >> 192.168.2.101:6789/0 pipe(0x7fce60027050 sd=3 :0 s=1 pgs=0 cs=0 l=1 c=0x7fce60023e00).fault
HEALTH_OK

# ssh ceph-mon1
# firewall-cmd --zone=public --add-port=6789/tcp --permanent
# firewall-cmd --zone=public --add-port=6800-7100/tcp --permanent
# firewall-cmd --reload

# ceph health
HEALTH_OK[/mw_shl_code]

初次安装 Ceph 会遇到各种各样的问题，总体来说排错还算顺利，随着经验的积累，今年下半年将会逐步把 Ceph 加入到生产环境。

生产环境部署的吧