一.GFS概述
- GlusterFs 是一个开源的分布式文件系统。
- 由存储服务器、客户端以及NFS/Samba存储网关（可选，根据需要选择使用）组成。
- 没有元数据服务器组件，这有助于提升整个系统的性能、可靠性和稳定性。
1.1MFS
- 传统的分布式文件系统大多通过元服务器来存储元数据，元数据包含存储节点上的目录信息、目录结构等。
- 这样的设计在浏览目录时效率高，但是也存在一些缺陷，例如单点故障。
- 一旦元数据服务器出现故障，即使节点具备再高的冗余性，整个存储系统也将崩溃。
1.2GlusterFs
- GlusterFs分布式文件系统是基于无元服务器的设计，数据横向扩展能力强，具备较高的可靠性及存储效率。
- GlusterFs同时也是scale-out（横向扩展）存储解决方案Gluster的核心，在存储数据方面具有强大的横向扩展能力，通过扩展能够支持数PB存储容量和处理数千客户端。
- GlusterFs支持借助TCP/IP或InfiniBandRDMA网络（一种支持多并发链接的技术，具有高带宽、低时延、高扩展性的特点）将物理分散分布的存储资源汇聚在一起，统一提供存储服务，并使用统一全局命名空间来管理数据。
1.3GlusterFS的特点
●扩展性和高性能
GlusterFS利用双重特性来提供高容量存储解决方案。
①Scale-Out架构允许通过简单地增加存储节点的方式来提高存储容量和性能（磁盘、计算和I/O资源都可以独立增加），支持10GbE和 InfiniBand等高速网络互联。
② Gluster弹性哈希（ElasticHash）解决了GlusterFS对元数据服务器的依赖，改善了单点故障和性能瓶颈，真正实现了并行化数据访问。
GlusterFS采用弹性哈希算法在存储池中可以智能地定位任意数据分片（将数据分片存储在不同节点上），不需要查看索引或者向元数据服务器查询。
●高可用性
GlusterFS可以对文件进行自动复制，如镜像或多次复制，从而确保数据总是可以访问，甚至是在硬件故障的情况下也能正常访问。
当数据出现不一致时，自我修复功能能够把数据恢复到正确的状态，数据的修复是以增量的方式在后台执行，几乎不会产生性能负载。
GlusterFS可以支持所有的存储，因为它没有设计自己的私有数据文件格式，而是采用操作系统中主流标准的磁盘文件系统（如EXT3、XFS等）来存储文件，因此数据可以使用传统访问磁盘的方式被访问。
●全局统一命名空间
分布式存储中，将所有节点的命名空间整合为统一命名空间，将整个系统的所有节点的存储容量组成一个大的虚拟存储池，供前端主机访问这些节点完成数据读写操作。
●弹性卷管理
GlusterFS通过将数据储存在逻辑卷中，逻辑卷从逻辑存储池进行独立逻辑划分而得到。
逻辑存储池可以在线进行增加和移除，不会导致业务中断。逻辑卷可以根据需求在线增长和缩减，并可以在多个节点中实现负载均衡。
文件系统配置也可以实时在线进行更改并应用，从而可以适应工作负载条件变化或在线性能调优。
●基于标准协议
Gluster 存储服务支持 NFS、CIFS、HTTP、FTP、SMB 及 Gluster原生协议，完全与 POSIX 标准（可移植操作系统接口）兼容。
现有应用程序不需要做任何修改就可以对Gluster 中的数据进行访问，也可以使用专用 API 进行访问。
二.GSF工作原理
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 虚拟接口收到请求并处理；
③ VFS 将数据递交给 FUSE 内核文件系统，这是一个伪文件系统，这个伪文件系统主要用来转存，它提供一个虚拟接口，映射出来/dev/fuse这样一个虚拟路径，而 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。可以将 FUSE 文件系统理解为一个代理
④ GlusterFS client 会实时监听/dev/fuse下的数据，一旦数据更新，会把数据拿过来，client 根据配置文件的配置对数据进行处理
⑤ 经过 GlusterFS client 处理后，通过网络将数据传递至远端的 GlusterFS Server，server会先转存到本地的 vfs 虚拟文件系统中**，然后再通过 vfs 转存到EXT3上。EXT3指的是各个block块中的EXT3文件系统中。
三.GFS卷的类型
GlusterFS支持7种卷
3.1分布式卷
3.2条带卷
3.3复制卷
3.4分布式条带卷
3.5分布式复制卷
3.6条带复制卷
3.7分布式条带复制卷
四.部署 GlusterFS 群集
4.1部署环境
Node1节点：node1/192.168.61.101 磁盘：/dev/sdb1 挂载点： /data/sdb1
/dev/sdc1 /data/sdc1
/dev/sdd1 /data/sdd1
/dev/sde1 /data/sde1
Node2节点：node2/192.168.61.102 磁盘：/dev/sdb1 挂载点： /data/sdb1
/dev/sdc1 /data/sdc1
/dev/sdd1 /data/sdd1
/dev/sde1 /data/sde1
Node3节点：node3/192.168.61.103 磁盘：/dev/sdb1 挂载点： /data/sdb1
/dev/sdc1 /data/sdc1
/dev/sdd1 /data/sdd1
/dev/sde1 /data/sde1
Node4节点：node4/192.168.61.104 磁盘：/dev/sdb1 挂载点： /data/sdb1
/dev/sdc1 /data/sdc1
/dev/sdd1 /data/sdd1
/dev/sde1 /data/sde1
客户端节点：192.168.61.200
4.2增加每node节点的磁盘，并刷新
########磁盘分区，格式化，挂载的脚本###################################
vim fdisk.sh
#!/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
##################################################################
chmod +x ./fdisk.sh cd /opt/ ./fdisk.sh
4.3修改主机名，配置/etc/hosts文件
#以Node1节点为例 hostnamectl set-hostname node1
su
#所有节点配置hosts文件 echo "192.168.61.101 node1" >> /etc/hosts echo "192.168.61.102 node2" >> /etc/hosts echo "192.168.61.103 node3" >> /etc/hosts echo "192.168.61.104 node4" >> /etc/hosts
cat /etc/hosts
4.4安装、启动GlusterFS（所有node节点）
#将gfsrepo 软件上传到/opt目录下
########配置本地源脚本#############
vim gfsrepo.sh
cd /etc/yum.repos.d/ mkdir repo.bak mv *.repo repo.bak echo " [glfs] name=glfs baseurl=file:///opt/gfsrepo gpgcheck=0 enabled=1
" > glfs.repo
yum clean all && yum makecache
####################################
安装报错：版本过高，先解除依赖关系
yum remove glusterfs-api.x86_64 glusterfs-cli.x86_64 glusterfs.x86_64 glusterfs-libs.x86_64 glusterfs-client-xlators.x86_64 glusterfs-fuse.x86_64 -y
#####################################
#执行权限
chmod +x ./gfsrepo.sh
./gfsrepo.sh
#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
#设置自启动 systemctl start glusterd.service systemctl enable glusterd.service systemctl status glusterd.service
4.5添加节点到存储信任池中
##每台node添加对端信任点
#比如在node1，要添加2，3，4 gluster peer probe node1 gluster peer probe node2 gluster peer probe node3 gluster peer probe node4
gluster peer status //查看群集状态
4.6创建卷（以下规则）
添加节点到存储信任池中后，可以在任意节点创建卷
| 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 gluster volume list //查看卷列表 gluster volume start dis-volume //启动新建分布式卷 gluster volume info dis-volume //查看创建分布式卷信息
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 //启动新建条带卷 gluster volume info stripe-volume //查看创建条带卷信息
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 //启动复制卷 gluster volume info rep-volume //查看复制卷信息
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 //启动分布式条带卷 gluster volume info dis-stripe //查看分布式条带卷
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 //启动 gluster volume info dis-rep //查看
⑥查看各个卷集
gluster volume list
4.7部署 Gluster 客户端
客户端：192.168.61.200
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创建挂载的目录
mkdir -p /test/{dis,stripe,rep,dis_stripe,dis_rep}
ls /test
③配置客户端/etc/hosts文件
vim /etc/hosts
echo "192.168.61.101 node1" >> /etc/hosts echo "192.168.61.102 node2" >> /etc/hosts echo "192.168.61.103 node3" >> /etc/hosts echo "192.168.61.104 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
mount -a
实验遇到的报错 Mount failed. Please check the log file for more details. 原因： 创建的卷没有启动
⑤测试 Gluster 文件系统
写入文件
#客户端复制
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/
查看各个文件的分布
#查看分布式文件分布 [root@node1 ~]# ls -lh /data/sdb1 #数据没有被分片 [root@node2 ~]# ls -lh /data/sdb1
#条带 [root@node1 ~]# ls -lh /data/sdc1 #数据被分片50% 没副本 没冗余 [root@node2 ~]# ll -h /data/sdc1 #数据被分片50% 没副本 没冗余
#复制 [root@node3 ~]# ll -h /data/sdb1 #数据没有被分片 有副本 有冗余 [root@node4 ~]# ll -h /data/sdb1 #数据没有被分片 有副本 有冗余
#分布条带 [root@node1 ~]# ll -h /data/sdd1 #数据被分片50% 没副本 没冗余 [root@node2 ~]# ll -h /data/sdd1 [root@node3 ~]# ll -h /data/sdd1 [root@node4 ~]# ll -h /data/sdd1
#分布复制 [root@node1 ~]# ll -h /data/sde1 #数据没有被分片 有副本 有冗余 [root@node2 ~]# ll -h /data/sde1 [root@node3 ~]# ll -h /data/sde1 [root@node4 ~]# ll -h /data/sde1
⑥模拟节点故障，查看完整性
挂起任意节点或者关闭任意节点的glusterd服务来模拟故障
4.8GlusterFS的操作和设置
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 卷名 auth.deny 网段或者IP #设置网段的所有IP地址都能访问卷（设置的卷） ##黑名单##
#仅允许
gluster volume set 卷名 auth.allow 网段或者IP #设置网段的所有IP地址都能访问卷（设置的卷） ##白名单##
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