高级运维学习（八）Ceph 概述与部署

ceph概述

• ceph可以实现的存储方式：

  • 块存储：提供像普通硬盘一样的存储，为使用者提供“硬盘”
  • 文件系统存储：类似于NFS的共享方式，为使用者提供共享文件夹
  • 对象存储：像百度云盘一样，需要使用单独的客户端

• Ceph存储集群至少需要一个Ceph监视器、Ceph管理器和Ceph OSD(对象存储守护程序)。运行Ceph文件系统客户端时，需要Ceph元数据服务器。

  • 监视器：Ceph Monitor（ceph-mon）维护集群状态图，包括监视器图、管理器图、OSD图、MDS图和CRUSH图。这些映射是Ceph守护进程相互协调所需的关键集群状态。监视器还负责管理守护程序和客户端之间的身份验证。为了冗余和高可用性，通常至少需要三台Monitor。
  • 管理器：Ceph Manager（ceph-mgr）负责跟踪ceph集群的运行时指标和当前状态，包括存储利用率、当前性能指标和系统负载。Ceph Manager守护进程还托管基于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。高可用性通常需要至少两台Manager。
  • Ceph OSD：ceph-osd存储数据，处理数据复制、恢复、重新平衡，并通过检查其他Ceph OSD守护进程的心跳来为Ceph监视器和管理器提供一些监视信息。为了实现冗余和高可用性，通常至少需要三个Ceph OSD。
  • MDS：ceph-mds代表Ceph文件系统存储元数据(即，Ceph块设备和Ceph对象存储不使用MDS)。Ceph元数据服务器允许POSIX文件系统用户执行基本命令(如ls、find等)。)而不会给Ceph存储集群带来巨大的负担。
  • RGW：Rados Gateway，是一个提供对象存储功能的组件，可以通过RESTful接口向外部应用程序提供可扩展和高可用的存储服务。

• Ceph将数据作为对象存储在逻辑存储池中。使用CRUSH算法，Ceph计算哪个归置组(PG)应该包含该对象，以及哪个OSD应该存储该归置组。CRUSH算法支持Ceph存储集群动态扩展、重新平衡和恢复。

• 部署ceph集群需要python3、podman或docker、时间服务（如chrony）、lvm2

部署Ceph

节点准备

• ceph1、ceph2、ceph3内存至少需要2GB

主机名	IP地址
ceph1	192.168.88.11/24
ceph2	192.168.88.12/24
ceph3	192.168.88.13/24
client1	192.168.88.10/24

• 关机，为ceph1-ceph3各额外再添加3块20GB的硬盘

cephadm

• Cephadm使用容器和systemd安装和管理Ceph集群，并与CLI（命令行）和dashboard GUI紧密集成。

• cephadm与新的编排API完全集成，并完全支持新的CLI和仪表板功能来管理集群部署。

• cephadm需要容器支持(podman或docker)和Python 3。

• cephadm是一个用于管理Ceph集群的实用程序。可以使用它：

  • 将Ceph容器添加到集群中
  • 从群集中删除一个Ceph容器
  • 更新Ceph容器

准备基础环境

• 在pubserver上配置ansible环境

[root@pubserver ~]# mkdir ceph
[root@pubserver ~]# cd ceph
[root@pubserver ceph]# vim ansible.cfg 
[defaults]
inventory = inventory
host_key_checking = false[root@pubserver ceph]# vim inventory 
[ceph]    # 定义ceph组
ceph1 ansible_host=192.168.88.11
ceph2 ansible_host=192.168.88.12
ceph3 ansible_host=192.168.88.13[clients]  # 定义客户端组
client1 ansible_host=192.168.88.10[all:vars]
ansible_ssh_user=root
ansible_ssh_pass=a[root@pubserver ceph]# mkdir files/
[root@pubserver ceph]# vim files/local88.repo 
[BaseOS]
name = BaseOS
baseurl = ftp://192.168.88.240/dvd/BaseOS
enabled = 1
gpgcheck = 0[AppStream]
name = AppStream
baseurl = ftp://192.168.88.240/dvd/AppStream
enabled = 1
gpgcheck = 0[rpms]
name = rpms
baseurl = ftp://192.168.88.240/rpms
enabled = 1
gpgcheck = 0# 配置yum
[root@pubserver ceph]# vim 01-upload-repo.yml 
---
- name: config repos.dhosts: alltasks:- name: delete repos.dfile:path: /etc/yum.repos.dstate: absent- name: create repos.dfile:path: /etc/yum.repos.dstate: directorymode: '0755'- name: upload local88copy:src: files/local88.repodest: /etc/yum.repos.d/
[root@pubserver ceph]# ansible-playbook 01-upload-repo.yml 

• 配置名称解析

# 配置三台主机实现名称解析，解析的名字务必与主机实际名字一致
[root@pubserver ceph]# vim 02-modify-hosts.yml 
---
- name: add nameshosts: cephtasks:- name: add blockblockinfile:   # 类似于lineinfile模块，可在目标文件中加多行path: /etc/hostsblock: |192.168.88.11 ceph1192.168.88.12 ceph2192.168.88.13 ceph3192.168.88.240 quay.io
[root@pubserver ceph]# ansible-playbook 02-modify-hosts.yml 
# 查看结果，以ceph1为例
[root@ceph1 ~]# tail -6 /etc/hosts
# BEGIN ANSIBLE MANAGED BLOCK
192.168.88.11 ceph1
192.168.88.12 ceph2
192.168.88.13 ceph3
192.168.88.240 quay.io
# END ANSIBLE MANAGED BLOCK

• 配置pubserver为NTP服务器

# 1. 查看pubserver自己的时区，如果时区不正确需要改正
[root@pubserver ~]# timedatectl 
[root@pubserver ~]# timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 2. 查看时间，如果时间不正确，需要调整时间
[root@pubserver ~]# date
[root@pubserver ~]# date -s "年-月-日 时:分:秒"
# 3. 配置chronyd服务
[root@pubserver ~]# yum install -y chrony
[root@pubserver ~]# vim /etc/chrony.conf  # 打开23、26行的注释
...略...24 # Allow NTP client access from local network.25 allow 192.168.0.0/16  # 为192.168开头的客户端提供时间服务26 27 # Serve time even if not synchronized to a time source.28 local stratum 10   # 即使自己没有时间源，也为客户端提供时间服务
...略...
[root@pubserver ~]# systemctl enable chronyd --now
[root@pubserver ~]# ss -ulnp | grep :123  # ntp使用udp 123端口

• 配置ceph1-ceph3使用pubserver提供的时间服务

[root@pubserver ceph]# vim 03-config-ntp.yml
---
- name: config ntphosts: cephtasks:- name: install chrony   # 安装chronyyum:name: chronystate: present- name: modify config    # 替换以pool开头的行lineinfile:path: /etc/chrony.confregexp: '^pool'line: "pool 192.168.88.240 iburst"notify: restart ntp    # 如果该任务的状态是CHANGED，则执行restart ntp任务handlers:- name: restart ntp   # 只有notify通知时，才执行重启任务service:name: chronydstate: restartedenabled: yes
[root@pubserver ceph]# ansible-playbook 03-config-ntp.yml# 以ceph1为例，查看结果
[root@ceph1 ~]# chronyc sources -v.-- Source mode  '^' = server, '=' = peer, '#' = local clock./ .- Source state '*' = current best, '+' = combined, '-' = not combined,
| /             'x' = may be in error, '~' = too variable, '?' = unusable.
||                                                 .- xxxx [ yyyy ] +/- zzzz
||      Reachability register (octal) -.           |  xxxx = adjusted offset,
||      Log2(Polling interval) --.      |          |  yyyy = measured offset,
||                                \     |          |  zzzz = estimated error.
||                                 |    |           \
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample               
===============================================================================
^* 192.168.88.240               10   6    37     4  -8731ns[-6313us] +/- 7118us

• 准备容器仓库服务器

# 1. 将真机/linux-soft/s2/zzg/ceph_soft/ceph-server/docker-distribution-2.6.2-2.git48294d9.el7.x86_64.rpm拷贝到pubserver的/root目录并安装
[root@pubserver ~]# yum install -y docker-distribution-2.6.2-2.git48294d9.el7.x86_64.rpm
# 2. 启动服务
[root@pubserver ~]# systemctl enable docker-distribution --now

• 安装软件包，并导入镜像

# 1. 在ceph集群节点上安装软件包
[root@pubserver ceph]# vim 04-install-ceph.yml
---
- name: install pkghosts: cephtasks:- name: install pkg    # 安装软件包yum:name: python39,podman,lvm2state: present
[root@pubserver ceph]# ansible-playbook 04-install-ceph.yml # 2. 将真机/linux-soft/s2/zzg/ceph_soft/ceph-server目录拷贝到ceph各节点，并导入镜像
[root@ceph1 ~]# cd ceph-server/
[root@ceph1 ceph-server]# for c in *.tar
> do
> podman load -i $c
> done
[root@ceph2 ~]# cd ceph_soft/
[root@ceph2 ceph-server]# for c in *.tar
> do
> podman load -i $c
> done
[root@ceph3 ~]# cd ceph_soft/
[root@ceph3 ceph-server]# for c in *.tar
> do
> podman load -i $c
> done# 3. 查看执行结果
[root@ceph1 ceph-server]# podman images
REPOSITORY                        TAG         IMAGE ID      CREATED        SIZE
quay.io/ceph/ceph                 v17         cc65afd6173a  7 weeks ago    1.4 GB
quay.io/ceph/ceph-grafana         8.3.5       dad864ee21e9  8 months ago   571 MB
quay.io/prometheus/prometheus     v2.33.4     514e6a882f6e  9 months ago   205 MB
quay.io/prometheus/node-exporter  v1.3.1      1dbe0e931976  12 months ago  22.3 MB
quay.io/prometheus/alertmanager   v0.23.0     ba2b418f427c  15 months ago  58.9 MB# 4. 配置ceph1-ceph3使用pubserver作为仓库服务器
[root@pubserver ceph]# vim 05-config-registry.yml
---
- name: config registryhosts: cephtasks:- name: modify configblockinfile:path: /etc/containers/registries.confblock: |[[registry]]location = "quay.io:5000"  # 指定服务器地址insecure = true              # 允许使用http协议
[root@pubserver ceph]# ansible-playbook 05-config-registry.yml # 5. 以ceph1为例，查看执行结果
[root@ceph1 ceph_soft]# tail -5 /etc/containers/registries.conf
# BEGIN ANSIBLE MANAGED BLOCK
[[registry]]
location = "quay.io:5000"
insecure = true
# END ANSIBLE MANAGED BLOCK# 5. 修改镜像名称，以便可以将其推送到自建镜像服务器
[root@ceph1 ceph-server]# podman tag quay.io/ceph/ceph:v17 quay.io:5000/ceph/ceph:v17
[root@ceph1 ceph-server]# podman tag quay.io/ceph/ceph-grafana:8.3.5 quay.io:5000/ceph/ceph-grafana:8.3.5
[root@ceph1 ceph-server]# podman tag quay.io/prometheus/prometheus:v2.33.4 quay.io:5000/prometheus/prometheus:v2.33.4
[root@ceph1 ceph-server]# podman tag quay.io/prometheus/node-exporter:v1.3.1 quay.io:5000/prometheus/node-exporter:v1.3.1
[root@ceph1 ceph-server]# podman tag quay.io/prometheus/alertmanager:v0.23.0 quay.io:5000/prometheus/alertmanager:v0.23.0# 6. 将镜像推送到镜像服务器，以便其他节点可以通过服务器下载镜像
[root@ceph1 ceph-server]# podman push quay.io:5000/ceph/ceph:v17
[root@ceph1 ceph-server]# podman push quay.io:5000/ceph/ceph-grafana:8.3.5 
[root@ceph1 ceph-server]# podman push quay.io:5000/prometheus/prometheus:v2.33.4 
[root@ceph1 ceph-server]# podman push quay.io:5000/prometheus/node-exporter:v1.3.1 
[root@ceph1 ceph-server]# podman push quay.io:5000/prometheus/alertmanager:v0.23.0 

• 完成此步骤，给ceph1-ceph3打快照

安装ceph

• 所有Ceph集群都需要至少一个监视器Monitor，以及至少与存储在集群上的对象副本一样多的OSD。引导初始监视器是部署Ceph存储集群的第一步。
• Monitor部署还为整个集群设置了重要的标准，例如池的副本数量、每个OSD的放置组数量、心跳间隔、是否需要身份验证等。这些值中的大部分是默认设置的。
• 创建集群

# 1. 在ceph1上初始化集ceph集群。
# 集群初始化完成后，将自动生成ssh免密密钥，存放在/etc/ceph/目录下
[root@ceph1 ceph-server]# ./cephadm bootstrap --mon-ip 192.168.88.11 --initial-dashboard-password=123456 --dashboard-password-noupdate
# 2. ceph将会以容器化的方式部署，查看生成了6个容器。
[root@ceph1 ceph-server]# podman ps# 3. 拷贝密钥文件至其他节点
[root@ceph1 ceph-server]# ssh-copy-id -f -i /etc/ceph/ceph.pub ceph2
[root@ceph1 ceph-server]# ssh-copy-id -f -i /etc/ceph/ceph.pub ceph3# 4. 进入管理容器，查看ceph状态
[root@ceph1 ceph-server]# ./cephadm shell   # 进入管理容器
[ceph: root@ceph1 /]# ceph -s  # 查看ceph状态cluster:id:     1ddfccf2-77b4-11ed-8941-000c2953b002health: HEALTH_WARNOSD count 0 < osd_pool_default_size 3services:mon: 1 daemons, quorum ceph1 (age 11m)mgr: ceph1.vnoivz(active, since 10m)osd: 0 osds: 0 up, 0 indata:pools:   0 pools, 0 pgsobjects: 0 objects, 0 Busage:   0 B used, 0 B / 0 B availpgs: # 5. 查看相关容器状态，显示所有容器均已启动
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch ls
NAME           PORTS        RUNNING  REFRESHED  AGE  PLACEMENT  
alertmanager   ?:9093,9094      1/1  91s ago    3m   count:1    
crash                           1/3  91s ago    4m   *          
grafana        ?:3000           1/1  91s ago    4m   count:1    
mgr                             1/2  91s ago    4m   count:2    
mon                             1/5  91s ago    4m   count:5    
node-exporter  ?:9100           1/3  91s ago    4m   *          
prometheus     ?:9095           1/1  91s ago    4m   count:1 # 6. 查看集群中现有主机
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch host ls
HOST   ADDR           LABELS  STATUS  
ceph1  192.168.88.11  _admin          
1 hosts in cluster# 7. 向集群中添加其他主机
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch host add ceph2 192.168.88.12
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch host add ceph3 192.168.88.13
# 注：删除错误的主机命令为：ceph orch host rm 主机名 --force# 8. 查看集群中主机
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch host ls
HOST   ADDR           LABELS  STATUS  
ceph1  192.168.88.11  _admin          
ceph2  192.168.88.12                  
ceph3  192.168.88.13                  
3 hosts in cluster# 9. 扩容MON节点。一共有3台MON，位于ceph1-ceph3
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch apply mon --placement="3 ceph1 ceph2 ceph3" # 10. 查看mon状态
[ceph: root@ceph1 /]# ceph -scluster:id:     a4b69ab4-79dd-11ed-ae7b-000c2953b002health: HEALTH_WARNOSD count 0 < osd_pool_default_size 3services:mon: 3 daemons, quorum ceph1,ceph3,ceph2 (age 2m)mgr: ceph1.gmqorm(active, since 15m), standbys: ceph3.giqaphosd: 0 osds: 0 up, 0 indata:pools:   0 pools, 0 pgsobjects: 0 objects, 0 Busage:   0 B used, 0 B / 0 B availpgs:     [ceph: root@ceph1 /]# ceph mon stat
e3: 3 mons at {ceph1=[v2:192.168.88.11:3300/0,v1:192.168.88.11:6789/0],ceph2=[v2:192.168.88.12:3300/0,v1:192.168.88.12:6789/0],ceph3=[v2:192.168.88.13:3300/0,v1:192.168.88.13:6789/0]}, election epoch 14, leader 0 ceph1, quorum 0,1,2 ceph1,ceph3,ceph2# 11. ceph2和ceph3上也将会出现相关容器
[root@ceph2 ~]# podman ps
[root@ceph3 ~]# podman ps

• 添加OSD硬盘

[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph1:/dev/vdb
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph1:/dev/vdc
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph1:/dev/vdd
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph2:/dev/vdb
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph2:/dev/vdc
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph2:/dev/vdd
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph3:/dev/vdb
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph3:/dev/vdc
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon add osd ceph3:/dev/vdd# 2. 在节点上查询容器信息，将会发现又有新的osd容器出现
[root@ceph1 ~]# podman ps# 3. 此时ceph的状态将会是HEALTH_OK，ceph集群搭建完成。
[ceph: root@ceph1 /]# ceph -scluster:id:     a4b69ab4-79dd-11ed-ae7b-000c2953b002health: HEALTH_OKservices:mon: 3 daemons, quorum ceph1,ceph3,ceph2 (age 2m)mgr: ceph1.gmqorm(active, since 2h), standbys: ceph3.giqaphosd: 9 osds: 9 up (since 35s), 9 in (since 59s)data:pools:   1 pools, 1 pgsobjects: 2 objects, 449 KiBusage:   186 MiB used, 180 GiB / 180 GiB availpgs:     1 active+clean

故障排除：

查看服务状态：

[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch ps

如果有error（比如node-exporter.ceph2），则把相应的服务删除：

[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon rm node-expoter.ceph2

然后重新配置：

[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon reconfig node-exporter.ceph2
# 或
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon redeploy node-exporter.ceph2

如果是mgr这样的服务出故障，删除后，部署的命令是：

[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon reconfig mgr ceph2
# 或
[ceph: root@ceph1 /]# ceph orch daemon redeploy mgr ceph2