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GFS分布式文件系统

news 来源：原创 2024/5/9 1:24:17

GFS分布式文件系统：
gfd glusterFS开源的分布式的文件系统。
存储服务器,客户端以及网络（NFS/samba)网关。
传统式老的分布式系统元服务器，元服务器保存存储节点的目录树信息。一旦元服务器故障，所有的存储节点全部失效。

现在GFS取消了元服务器机制，数据横向扩展能力更强。可靠性更强。存储效率也更高。

GFS的特点：

1、扩展性更强，高性能

2、高可用，可以自动对文件进行复制。多次复制。

确保数据总是可以访问。哪怕硬件故障也能正常访问

3、全局统一的命名空间。所有节点都在一个分支的管理之下。客户端访问分支节点即可。

4、弹性卷，类似LVM。不同硬盘上的不同分区，组成一个逻辑上的硬盘。

不同服务器上的不同的硬盘分区，组成一个卷。可以动态扩容。

5、基于标准协议，GFS存储服务支持，NFS FTPHTTP以及GFS协议。应用程序可以直接使用数据，不需要任何修改。

GFS的组件和术语：

1、BRICK(存储块），存储服务器提供的用于物理存储的专用分区，GFS当中的基本存储单元。也是对外提供的存储目录。服务和目录的绝对路径组成server:dir
192.168.233.10:/opt/gfs
node1:/opt/gfs
2、volume逻辑卷一个逻辑卷就是一组brick的集合。类似于lvm，我们管理GFS,就是管理这些卷。
3、FUSE：GFS的内核模块，允许用户创建自己的文件系统。
4 VFS：内核空间对用户提供的访问磁盘的接口。虚拟端口。
5、服务端在每个存储节点上都要运行。glusterd（后台管理进程）

工作流程：

gfs的卷有哪些类型：

分布式卷，也是GFS的默认卷类型
条带卷（没了）
复制卷（镜像化）
分布式复制卷

分作式卷的特点：

文件数据通过HASH算法分布到设置的所有BRICK SERVER上。GFS时默认。属于raldu，没有容错机制。在分布式卷模式下，没有对文件进行分块，直接存储在某个server的节点上。坏了一个全坏。存取效率也没有提高。直接使用本地文件系统进行存储
复制卷：

类似于raid 1,文件会同步在多个brick server上。读性能上升，写性能稍差。

分布式复制卷：

两两复制，文件会在组内同步。不同的组之间数据未必同步。

部署 GlusterFS 分布式文件系统

先安装多个磁盘

编写脚本，自动化分区挂载

systemctl stop firewalld
setenforce 0

2．磁盘分区，并挂载
vim /opt/fdisk.sh
#!/bin/bash
DEVNAME=$(ls /dev/sd* | grep -o "sd[b-e]")

for i in $DEVNAME
do
echo -e "n\n\n\n\n\nw\n" | fdisk /dev/$i &> /dev/null
mkfs -t xfs /dev/${i}1 &> /dev/null
mkdir -p /data/${i}1
echo "/dev/${i}1 /data/${i}1 xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab
done
mount -a &> /dev/null

chmod +x /opt/fdisk.sh
cd /opt/
./fdisk.sh

3．修改主机名，配置/etc/hosts文件
#以Node1节点为例：(所有节点皆需要进行进行映射添加)
hostnamectl set-hostname node1
su

echo "192.168.73.105 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.73.106 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.73.107 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.73.109 node4" >> /etc/hosts

安装、启动GlusterFS（所有node节点上操作）

#将gfsrepo 软件上传到/opt目录下
unzip gfsrepo.zip
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

yum clean all && yum makecache

#yum -y install centos-release-gluster #如采用官方 YUM 源安装，可以直接指向互联网仓库
yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma

systemctl start glusterd.service
systemctl enable glusterd.service
systemctl status glusterd.service

添加节点到存储信任池中（在 node1 节点上操作）

#只要在一台Node节点上添加其它节点即可
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

创建GFS卷

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

#查看当前所有卷的列表
gluster volume list

部署 Gluster 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

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}
ls /test

3．配置 /etc/hosts 文件
echo "192.168.73.105 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.73.106 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.73.107 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.73.109 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

df -Th

#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

GFS系统卷测试

（1）文件写入测试

1．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

ls -lh /opt

cp /opt/demo* /test/dis
cp /opt/demo* /test/stripe/
cp /opt/demo* /test/rep/
cp /opt/demo* /test/dis_stripe/
cp /opt/demo* /test/dis_rep/

（2）查看文件分布情况

ls -lh /data/sdb1

ls -lh /data/sdc1 ll -h /data/sdd1 ll -h /data/sde1

破坏性测试

#挂起 node2 节点或者关闭glusterd服务来模拟故障
[root@node2 ~]# systemctl stop glusterd.service

#在客户端上查看文件是否正常
#分布式卷数据查看
[root@localhost test]# ll /test/dis/       #在客户机上发现少了demo5.log文件，这个是在node2上的
总用量 163840
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:50 demo4.log

#条带卷
[root@localhost test]# cd /test/stripe/       #无法访问，条带卷不具备冗余性
[root@localhost stripe]# ll
总用量 0

#分布式条带卷
[root@localhost test]# ll /test/dis_stripe/       #无法访问，分布条带卷不具备冗余性
总用量 40960
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo5.log

#分布式复制卷
[root@localhost test]# ll /test/dis_rep/   #可以访问，分布式复制卷具备冗余性
总用量 204800
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo4.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo5.log

#挂起 node2 和 node4 节点，在客户端上查看文件是否正常
#测试复制卷是否正常
[root@localhost rep]# ls -l /test/rep/       #在客户机上测试正常数据有
总用量 204800
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo4.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:51 demo5.log

#测试分布式条卷是否正常
[root@localhost dis_stripe]# ll /test/dis_stripe/       #在客户机上测试没有数据
总用量 0

#测试分布式复制卷是否正常
[root@localhost dis_rep]# ll /test/dis_rep/       #在客户机上测试正常有数据
总用量 204800
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo1.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo2.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo3.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo4.log
-rw-r--r-- 1 root root 41943040 12月 18 14:52 demo5.log

其他的维护命令：

1．查看GlusterFS卷
gluster volume list

2．查看所有卷的信息
gluster volume info

3．查看所有卷的状态
gluster volume status

4．停止一个卷
gluster volume stop dis-stripe

5．删除一个卷，注意：删除卷时，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
gluster volume delete dis-stripe

6．设置卷的访问控制
#仅拒绝
gluster volume set dis-rep auth.deny 192.168.73.11

#仅允许
gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.73.* #设置192.168.80.0网段的所有IP地址都能访问dis-rep卷（分布式复制卷）