1.Ceph介绍

Ceph 是高度可靠、易于管理，并免费的分布式存储系统，在一个系统中提供对象存储、块设备存储和文件系统服务。

官网文档: https://docs.ceph.com/en/latest/

2. Ceph 核心组件及功能介绍

Ceph的核心组件包括Ceph OSD、Ceph Monitor、Ceph Manager和Ceph MDS。

OSD的英文全称是Object Storage Device，它的主要功能是存储数据、复制数据、平衡数据、恢复数据等，并通过检查其他Ceph OSD守护程序的心跳来向 Ceph 监视器和管理器提供一些监视信息。通常至少需要3个Ceph OSD才能实现冗余和高可用性。

Monitor 负责监视Ceph集群，维护Ceph集群的健康状态、各种Map图，比如当用户需要存储数据到Ceph集群时，OSD需要先通过Monitor获取最新的Map图，然后根据Map图和object id等计算出数据最终存储的位置。

Ceph Manager 守护程序（ceph-mgr）负责跟踪运行时指标和Ceph集群的当前状态，包括存储利用率，当前性能指标和系统负载。Ceph Manager守护程序还托管基于Python的模块来管理和公开Ceph集群信息，包括基于Web的Ceph仪表板和REST API。高可用性通常至少需要两个管理器。

MDS全称是Ceph MetaData Server，主要保存的文件系统服务的元数据，但对象存储和块存储设备是不需要使用该服务的。

1、基础架构图

Ceph最底层、最核心的是RADOS，RADOS自身是一个完整的分布式对象存储系统，它具有可靠、智能、分布式特性，主要由OSD、Monitor。

LIBRADOS是一个库，它允许应用程序通过访问该库来与RADOS系统进行交互，支持多语言。

RADOSGW基于REST协议网关，兼容S3和Swift。

RBD基于linux内核客户端和QEMU/KVM驱动提供分布式块设备。

CEPHFS提供了POSIX（可移植操作系统接口）接口，直接通过客户端挂载使用，通过内核的net模块与RADOS交互。

2、数据读写图

3、Cephfs

2. Ceph安装

ceph分布式文件系统存储使用octopus版本，与以前版本不同的是，octopus是采用了docker容器化的安装方式，并且使用了Prometheus和Grafana作为监控管理平台。Ceph安装需要python3环境及docker ce的环境。

2.1安装python3

Python3及docker ce环境，每台机器都要进行安装。

1、依赖升级

安装前对本虚拟机各个依赖进行升级，使用yum update -y命令进行更新。

2、安装所需依赖

yum -y install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel libffi-devel zlib1g-dev zlib*

3、下载python3

wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.8/Python-3.6.8.tar.xz

4、解压

tar -xvf Python-3.6.8.tar.xz

5、创建编译安装目录

mkdir -p /usr/local/python3

6、编译安装

cd Python-3.6.8

./configure --prefix=/usr/local/python3 --enable-optimizations --with-ssl

make && make install

7、创建软链接

ln -s /usr/local/python3/bin/python3 /usr/local/bin/python3

ln -s /usr/local/python3/bin/pip3 /usr/local/bin/pip3

ln -s /usr/local/python3/bin/virtualenv /usr/local/bin/virtualenv

8、检查是否安装成功

python3 -V

pip3 -V

2.2安装ceph

1、配置docker国内镜像源

配置在/etc/docker目录下daemon.json文件，配置完毕之后，将docker进行重启，否则镜像有可能会pull不下来。

daemon.json：

{

"registry-mirrors": ["https://uyah70su.mirror.aliyuncs.com","https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/","https://hub-mirror.c.163.com","https://registry.docker-cn.com"],

"insecure-registries": ["10.0.0.12:5000","10.1.60.194:1180"]

}

2、安装cephadm（主节点）：

1）使用curl下载最新的cephadm脚本：

curl --silent --remote-name --location https://github.com/ceph/ceph/raw/octopus/src/cephadm/cephadm

chmod +x cephadm

2）安装cephadm到当前节点

./cephadm add-repo --release octopus

./cephadm install

3）使用以下命令确认cephadm已经加入PATH环境变量，可能需要退出命令行界面重新登录：

which cephadm

cephadm --help

3、引导集群（主节点）：

1）创建ceph目录：

mkdir -p /etc/ceph

2）构建主机点：

cephadm bootstrap --mon-ip 10.1.61.151 --ssh-config config

注：由于本公司虚拟机ssh端口非默认22，所以需要在这里指定config文件，否则无法与其他机器建立连接，config文件的简单配置如下：

Host *

User root

StrictHostKeyChecking no

UserKnownHostsFile /dev/null

ConnectTimeout=30

Port 19222

该命令执行以下操作：

l 在本地主机上为新集群创建monitor 和 manager daemon守护程序。

l 为Ceph集群生成一个新的SSH密钥，并将其添加到root用户的/root/.ssh/authorized_keys文件中。

l 将与新群集进行通信所需的配置文件保存到/etc/ceph/ceph.conf。

l 向/etc/ceph/ceph.client.admin.keyring写入client.admin管理secret key的副本。

l 将public key的副本写入/etc/ceph/ceph.pub。

注：安装完毕后，下面会有个网址及密码，第一次登录，使用提供的密码登录，然后修改密码即可，如下：

修改密码后登录到ceph dashboard

安装完毕查看/etc/ceph下的目录文件结构及文件内容：

查看镜像和拉取的容器docker images：

docker ps：

此时已经运行了以下组件：

l ceph-mgr ceph管理程序

l ceph-monitor ceph监视器

l ceph-crash 崩溃数据收集模块

l prometheus监控组件

l grafana 监控数据展示dashboard

l alertmanager prometheus告警组件

l node_exporter prometheus节点数据收集组件

4、安装ceph工具包（主节点）

安装ceph-common包，里面包含了所有的ceph命令，其中包括ceph，rbd，mount.ceph（用于安装CephFS文件系统）等：

cephadm add-repo --release octopus

cephadm install ceph-common

安装完毕后确认该命令（ceph -v）是否能够使用：

5、将其他主机添加到集群中（主节点）

要将新主机添加到群集，请执行两个步骤：

1）在新主机的根用户authorized_keys文件中安装集群的公共SSH密钥：

ssh-copy-id -f -i /etc/ceph/ceph.pub root@eb61152

ssh-copy-id -f -i /etc/ceph/ceph.pub root@eb61153

ssh-copy-id -f -i /etc/ceph/ceph.pub root@eb61154

2）告诉Ceph，新节点是集群的一部分：

ceph orch host add eb61151

ceph orch host add eb61152

ceph orch host add eb61153

ceph orch host add eb61154

3）查看ceph纳管的所有节点：

注意执行完该步骤后，需要等待其他机器下载镜像及启动ceph进程，通过前面的ceph dashboard查看节点是否已经加入进来。

添加完成后ceph会自动扩展monitor到另外的节点，mgr节点会在第二个自动扩展，作为备用节点

6、部署 OSD（主节点）

所有群集主机上的存储设备清单可以显示为：

ceph orch device ls

如果满足以下所有条件，则认为存储设备可用：

l 设备必须没有分区。

l 设备不得具有任何LVM状态。

l 不得安装设备。

l 该设备不得包含文件系统。

l 该设备不得包含Ceph BlueStore OSD。

l 设备必须大于5 GB。

Ceph拒绝在不可用的设备上配置OSD。

1）告诉Ceph使用任何可用和未使用的存储设备：

ceph orch apply osd --all-available-devices

2）也可手动添加（手动添加每台主机都要执行）

ceph orch daemon add osd eb61151:/dev/sdb

ceph orch daemon add osd eb61152:/dev/sdb

...

添加完毕后，每台节点都会启动一个osd的docker进程

7、部署MDS

要使用CephFS文件系统，需要一个或多个MDS守护程序。如果使用较新的版本来创建新的文件系统，则会自动创建这些文件。

部署元数据服务器：

两个64的数字代表了pg_num数和pgp_num数，新版本会自动根据当前集群的配置自动配置，不需要指定只使用 ceph osd pool create cephfs_data，后面的cephfs_data为创建的池名称，可以自行更改

1）存储池cephfs_data：

[root@eb61151~]# ceph osd pool create cephfs_data 64 64

pool 'cephfs_data' created

2）元数据存储池cephfs_metadata ：

[root@eb61151~]# ceph osd pool create cephfs_metadata 64 64

pool 'cephfs_metadata' created

3）创建cephfs文件系统（一个元数据存储池和一个数据存储池作为cephfs文件系统）：

[root@eb61151~]# ceph fs new cephfs cephfs_metadata cephfs_data

new fs with metadata pool 3 and data pool 2

4）查看创建的文件系统：

[root@eb61151~]# ceph fs ls

name: cephfs, metadata pool: cephfs_metadata, data pools: [cephfs_data ]

5）启动部署mds进程：

[root@eb61151~]# ceph orch apply mds cephfs --placement="4 eb61151 eb61152 eb61153 eb61154 "

注：由于ceph的存储池默认是3副本机制，为了节省空间，我们可以改为2副本即一份主文件、一份备份文件。

6）查看存储池副本数：

ceph osd pool get cephfs_data size

7）设置存储池副本数：

ceph osd pool set cephfs_data size2

同理可将其他池也设置为2副本节省空间。

8、创建挂载目录

1）挂载设置

在主节点上/mnt下创建cephfs目录，需要将其他机器的根目录挂载到当前目录下，修改ip地址，port，挂载路径，secret，根据实际生成的修改，secret在/etc/ceph下之前生成的ceph.client.admin.kerying，执行下面的命令，所有的机器上都需要执行。

mount -t ceph 10.1.61.151:6789,10.1.61.152:6789,10.1.61.153:6789,10.1.61.154:6789:/ /mnt/cephfs -o name=admin,secret=AQDm/nlhapeJBxAAVB+mrpPCSliGvzerc6aD1w==

2）配置开机自启动挂载

在所有机器的/etc/fstab文件末尾，添加下面的文本。

10.1.61.151:6789,10.1.61.152:6789,10.1.61.153:6789,10.1.61.154:6789:/ /mnt/cephfs ceph name=admin,secret=AQDm/nlhapeJBxAAVB+mrpPCSliGvzerc6aD1w==,noatime,_netdev 0 2

2.3 常见问题

1、重启失败

docker重启后，ceph有时会重启失败，此时需要重新启动所有的机器上的ceph，在每台机器上执行systemctl restart ceph.target。

出现warning，有时候可以查看免密登录是否配置的有问题。

2、配置ceph集群免密（举例主节点免密登录其他节点）

1）在（主节点）上执行命令：ssh-keygen -t rsa

[root@iZ23f31fmtgZ ~]# ssh-keygen -t rsa

然后一直回车，就可以在 /root/.ssh目录下看到公钥【id_rsa.pub】和私钥【id_rsa】

[root@iZ23f31fmtgZ ~]# cd /root/.ssh

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]# ls

id_rsa id_rsa.pub known_hosts

2）同样的操作在（其他节点）中执行一遍。

3）依次在其他节点的/root/.ssh目录下新建文件authorized_keys

[root@iZ23f31fmtgZ ~]# cd /root/.ssh/

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]# ls

id_rsa id_rsa.pub known_hosts

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]# touch authorized_keys

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]# ls

authorized_keys id_rsa id_rsa.pub known_hosts

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]#

4）然后将主节点机器中的公钥放到其他节点机器的authorized_keys中

可以使用复制命令 scp /root/.ssh/id_rsa.pub root@10.1.35.52:/root/.ssh/authorized_keys（如果复制报错就手动将公钥依次加入到其他节点authorized_keys中）

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]# cat authorized_keys

ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDTtp1CHV1D0TwuSLmiOOpmaxanI40SFNEjM2PVnmlwOMYIezABwnO4OcpyV7J04c9Tc+FKDADClWZRu0iG3SlX+8v5EIujfkf9RszO6hcCeYGp55mBhJ7dwfE0WTS19j6yTNksILtM60TcNk0Z/zG6vZI1gGW/XFs5s78Bk0pPuMmV8fUEF3bZXI5yJ9iqqtNvOX4KqN8O60JV7UAPg0NAW6lyutw7+1xJ7gvfeh8C2Vkzi5czyE7m+nlJ3oddvmKJF7wHLxN3kKqWMHEte9izZ9KC/unIB2MD44XUEypCSHeAsl4MEefe/SV5iCoAHdR18VoF4gENuAbsr3diqRQh root@localhost.localdomain

[root@iZ23f31fmtgZ .ssh]#

5）执行命令ssh [B机器ip] （默认22端口），测试配置是否成功

[root@localhost .ssh]# ssh [ip]

Last login: Tue Apr 25 19:1:47 2017 from 60.190.237.82

Welcome to aliyun Elastic Compute Service!

见下图，说明主节点机器免密登录其他节点机器成功。

Ps:如果其他节点登录主节点免密也是一样的操作。