一、GlusterFS概述

1.1 GlusterFS简介

●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

1.2 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

1.3 GlusterFS术语

●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’

●Volume：卷

●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

●VFS：虚拟文件系统

●Glusterd：Gluster management daemon，要在trusted storage pool中所有的服务器上运行

1.4 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

1.5 GlusterFS工作原理

●客户端或应用程序通过GlusterFS的挂载点访问数据

●linux系统内核通过VFS API收到请求并处理

●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

●GlusterFS client 收到数据后，client根据配置文件的配置对数据进行处理

●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

1.6 GlusterFS的卷类型

●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

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

分布式卷的特点

●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

创建分布式卷

gluster volume create dis-volume server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3

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

●GlusterFS6.1版本之后已弃用stripe模式

条带卷的特点

●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，但是不具备安全性

●没有数据冗余

创建条带卷

gluster volume create stripe-volume stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3

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

●若多个节点上的存储空间不一致，将按照木桶效应取最低节点的容量作为该卷的总容量

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

●至少由两个块服务器或更多服务器

●具备冗余性

创建复制卷

gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2

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

创建分布式条带卷

gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4

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

创建分布式复制卷

gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4

二：GFS平台部署

2.1：环境准备

VMware软件

一台centos7虚拟机，IP地址为：192.168.100.100，主机名为：node1，添加4块20G磁盘

一台centos7虚拟机，IP地址为：192.168.100.10，主机名为：node2，添加4块20G磁盘

一台centos7虚拟机，IP地址为：192.168.100.8，主机名为：node3，添加3块20G磁盘

一台centos7虚拟机，IP地址为：192.168.100.6，主机名为：node4，添加4块20G磁盘

一台centos7虚拟机，IP地址为：192.168.100.66，主机名为：client，当做测试机使用

2.2:GFS平台部署

配置hosts文件，所有主机均进行配置，这里我只演示节点1

[root@node1 ~]# vim /etc/hosts

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4G
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.100.100 node1
192.168.100.10 node2
192.168.100.8 node3
192.168.100.6 node4
[root@node1 ~]# scp /etc/hosts root@192.168.100.10:/etc/hosts
The authenticity of host '192.168.100.10 (192.168.100.10)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:RV00f7MSkqe7SK0tl8MNodKY5wZbjUL9379oSg2hm34.
ECDSA key fingerprint is MD5:d2:6d:6a:6a:53:bd:e7:f0:43:fd:8b:f9:8c:f3:a3:4b.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '192.168.100.10' (ECDSA) to the list of known hosts.
root@192.168.100.10's password: 
hosts                                                     100%  242     6.3KB/s

编写脚本进行格式化磁盘

[root@node1 ~]# cd /opt/
[root@node1 opt]# vim disk.sh
#! /bin/bash
echo "the disks exist list:"
##grep出系统所带磁盘
fdisk -l |grep '磁盘 /dev/sd[a-z]'    
echo "=================================================="
PS3="chose which disk you want to create:"
 ##选择需要创建的磁盘编号
select VAR in `ls /dev/sd*|grep -o 'sd[b-z]'|uniq` quit   
do
    case $VAR in
    sda)
 ##本地磁盘就退出case语句
        fdisk -l /dev/sda   
        break ;;
    sd[b-z])
        #create partitions
        echo "n    ##创建磁盘
                p
                
                
           
                w"  | fdisk /dev/$VAR
 
        #make filesystem
##格式化
        mkfs.xfs -i size=512 /dev/${VAR}"1" &> /dev/null    
	#mount the system
        mkdir -p /data/${VAR}"1" &> /dev/null
###永久挂载
        echo -e "/dev/${VAR}"1" /data/${VAR}"1" xfs defaults 0 0\n" >> /etc/fstab
###使得挂载生效
        mount -a &> /dev/null
        break ;;
    quit)
        break;;
    *)
        echo "wrong disk,please check again";;
    esac
done
[root@node1 opt]# chmod +x disk.sh 
[root@node1 opt]# scp disk.sh root@192.168.100.10:/opt
root@192.168.100.10's password: 
disk.sh                                              100% 1020   547.6KB/s   00:00     

[root@node1 opt]# ./disk.sh  '执行脚本格式化新安装的4块硬盘'

将原本的源打包到其它文件夹，使用阿里云源安装相关软件包

[root@node1 gfsrepo]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@node1 yum.repos.d]# ls
CentOS-Base.repo  CentOS-Debuginfo.repo  CentOS-Media.repo    CentOS-Vault.repo
CentOS-CR.repo    CentOS-fasttrack.repo  CentOS-Sources.repo
[root@node1 yum.repos.d]# mkdir bak
[root@node1 yum.repos.d]# mv CentOS-* bak/
[root@node1 yum.repos.d]# ls
bak
[root@node1 yum.repos.d]# wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
[root@node1 yum.repos.d]# yum clean all
[root@node1 yum.repos.d]# yum list
[root@node1 yum.repos.d]# yum install centos-release-gluster -y 
[root@node1 yum.repos.d]# yum install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma -y
[root@node1 yum.repos.d]# systemctl start glusterd.service  '开启glusterd服务'
[root@node1 yum.repos.d]# ntpdate ntp1.aliyun.com   '时间同步'

或者
[root@node1 opt]# yum -y install centos-release-gluster   
[root@node1 yum.repos.d]# yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma
[root@web2 opt]# systemctl start glusterd     ##启动服务

添加入存储信任池只要在一台主机上添加其它节点即可

[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer probe node2
peer probe: success. 
[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer probe node3
peer probe: success. 
[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer probe node4
peer probe: success. 
[root@node1 yum.repos.d]# gluster peer status  '查看所有节点'
Number of Peers: 3

Hostname: node2
Uuid: 1491a7f5-9182-4197-8308-32f827ca143a
State: Peer in Cluster (Connected)

Hostname: node3
Uuid: ad89887d-2902-4d8d-a902-ff8cb073e3c3
State: Peer in Cluster (Connected)

Hostname: node4
Uuid: 1905c643-baaa-42a3-a8cf-2878e8d24dd3
State: Peer in Cluster (Connected)

2.3：GFS各类型卷部署

分布式卷创建

[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume create dis-vol node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force
volume create: dis-vol: success: please start the volume to access data
[root@node1 yum.repos.d]# gluster volume start dis-vol 
volume start: dis-vol: success

复制卷创建

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

分布式复制卷创建

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

2.4：client客户端部署

配置阿里云源，hosts文件

[root@client ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@client yum.repos.d]# ls
CentOS-Base.repo  CentOS-Debuginfo.repo  CentOS-Media.repo    CentOS-Vault.repo
CentOS-CR.repo    CentOS-fasttrack.repo  CentOS-Sources.repo
[root@client yum.repos.d]# mkdir bak
[root@client yum.repos.d]# mv CentOS-* bak/
[root@client yum.repos.d]# ls
bak
[root@client yum.repos.d]# wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
[root@client yum.repos.d]# yum clean all
[root@client yum.repos.d]# yum list
[root@client yum.repos.d]# yum install centos-release-gluster -y 
[root@client yum.repos.d]# yum -y install glusterfs glusterfs-fuse
[root@client yum.repos.d]# vim /etc/hosts
192.168.100.100 node1
192.168.100.10 node2
192.168.100.8 node3
192.168.100.6 node4

创建挂载点目录，挂载Gluster文件系统

[root@client yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo1.log bs=1M count=40
[root@client yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo2.log bs=1M count=40
[root@client yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo3.log bs=1M count=40
[root@client yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo4.log bs=1M count=40
[root@client yum.repos.d]# dd if=/dev/zero of=/demo5.log bs=1M count=40
[root@client /]# ll | grep demo
-rw-r--r--.   1 root root 41943040 9月  13 22:15 demo1.log
-rw-r--r--.   1 root root 41943040 9月  13 22:15 demo2.log
-rw-r--r--.   1 root root 41943040 9月  13 22:15 demo3.log
-rw-r--r--.   1 root root 41943040 9月  13 22:16 demo4.log
-rw-r--r--.   1 root root 41943040 9月  13 22:16 demo5.log

将测试文件复制到三个卷中

[root@client /]# cp /demo* /text/dis-vol/
[root@client /]# cp /demo* /text/rep-vol/
[root@client /]# cp /demo* /text/dis-rep/

客户端查看3个卷中文件

[root@client text]# ls
dis-rep  dis-vol  rep-vol
[root@client text]# ll dis-rep/
总用量 204800
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo1.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo2.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo3.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo4.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo5.log
[root@client text]# ll dis-vol/
总用量 204800
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo1.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo2.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo3.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo4.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo5.log
[root@client text]# ll rep-vol/
总用量 204800
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo1.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo2.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo3.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo4.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo5.log

2.5：验证存储形式

分布式验证

[root@node1 ~]# cd /data/sdb1/      
[root@node1 sdb1]# ls                '节点1'
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log
[root@node2 yum.repos.d]# cd /data/sdb1/
[root@node2 sdb1]# ls                '节点2'
demo5.log  

复制卷验证

[root@node3 yum.repos.d]# cd /data/sdb1/
[root@node3 sdb1]# ls             '节点3'
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log  demo5.log
[root@node4 yum.repos.d]# cd /data/sdb1/
[root@node4 sdb1]# ls             '节点4'
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log  demo5.log

分布式复制卷验证

[root@node1 sdb1]# cd /data/sde1/
[root@node1 sde1]# ls             '节点1'
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log
[root@node2 sdb1]# cd /data/sde1/
[root@node2 sde1]# ls             '节点2'
demo1.log  demo2.log  demo3.log  demo4.log
[root@node3 sdb1]# cd /data/sde1/
[root@node3 sde1]# ls             '节点3'
demo5.log
[root@node4 sdb1]# cd /data/sde1/
[root@node4 sde1]# ls             '节点4'
demo5.log

2.6：故障测试

关闭node2服务器观察分布卷及分布式复制卷结果

[root@client text]# ll dis-rep/   '分布式复制卷正常访问'
总用量 204800
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo1.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo2.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo3.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo4.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo5.log

[root@client text]# ll dis-vol/     '分布卷缺少demo5.log文件'
总用量 163840
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo1.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo2.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo3.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:17 demo4.log

关闭node3查看复制卷

[root@client text]# ll rep-vol/     '复制卷正常访问'
总用量 204800
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo1.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo2.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo3.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo4.log
-rw-r--r--. 1 root root 41943040 9月  13 22:18 demo5.log

2.7：访问控制

拒绝访问

例：
[root@node1 ~]#  gluster volume set dis-rep auth.reject 192.168.100.6 '拒绝144节点访问分布式复制卷'
volume set: success
[root@client text]# ll dis-rep/    '客户端无法访问分布式复制卷'
总用量 0

仅允许访问

例：
[root@node1 ~]# gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.100.100
volume set: success

基本的操作命令都可以查的到，就不一一展示了

[root@node1 ~]# gluster volume 
add-brick        geo-replication  log              replace-brick    status
barrier          heal             profile          reset            stop
clear-locks      help             quota            set              sync
create           info             rebalance        start            top
delete           list             remove-brick     statedump