GlusterFS 持久化存储

我们复用 kubernetes 的三台主机做 GlusterFS 存储。

安装 GlusterFS

我们直接在物理机上使用 yum 安装，如果你选择在 kubernetes 上安装，请参考 https://github.com/gluster/gluster-kubernetes/blob/master/docs/setup-guide.md。

# 先安装 gluster 源
$ yum install centos-release-gluster -y

# 安装 glusterfs 组件
$ yum install -y glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma glusterfs-geo-replication glusterfs-devel

## 创建 glusterfs 目录
$ mkdir /opt/glusterd

## 修改 glusterd 目录
$ sed -i 's/var\/lib/opt/g' /etc/glusterfs/glusterd.vol

# 启动 glusterfs
$ systemctl start glusterd.service

# 设置开机启动
$ systemctl enable glusterd.service

#查看状态
$ systemctl status glusterd.service

配置 GlusterFS

# 配置 hosts

$ vi /etc/hosts
172.20.0.113   sz-pg-oam-docker-test-001.tendcloud.com
172.20.0.114   sz-pg-oam-docker-test-002.tendcloud.com
172.20.0.115   sz-pg-oam-docker-test-003.tendcloud.com

# 开放端口
$ iptables -I INPUT -p tcp --dport 24007 -j ACCEPT

# 创建存储目录
$ mkdir /opt/gfs_data

# 添加节点到 集群
# 执行操作的本机不需要 probe 本机
[root@sz-pg-oam-docker-test-001 ~]#
gluster peer probe sz-pg-oam-docker-test-002.tendcloud.com
gluster peer probe sz-pg-oam-docker-test-003.tendcloud.com

# 查看集群状态
$ gluster peer status
Number of Peers: 2

Hostname: sz-pg-oam-docker-test-002.tendcloud.com
Uuid: f25546cc-2011-457d-ba24-342554b51317
State: Peer in Cluster (Connected)

Hostname: sz-pg-oam-docker-test-003.tendcloud.com
Uuid: 42b6cad1-aa01-46d0-bbba-f7ec6821d66d
State: Peer in Cluster (Connected)

配置 volume

GlusterFS 中的 volume 的模式有很多种，包括以下几种：

分布卷(默认模式)：即 DHT, 也叫分布卷: 将文件以 hash 算法随机分布到一台服务器节点中存储。
复制模式：即 AFR, 创建 volume 时带 replica x 数量: 将文件复制到 replica x 个节点中。
条带模式：即 Striped, 创建 volume 时带 stripe x 数量：将文件切割成数据块，分别存储到 stripe x 个节点中 (类似 raid 0)。
分布式条带模式：最少需要 4 台服务器才能创建。创建 volume 时 stripe 2 server = 4 个节点：是 DHT 与 Striped 的组合型。
分布式复制模式：最少需要 4 台服务器才能创建。创建 volume 时 replica 2 server = 4 个节点：是 DHT 与 AFR 的组合型。
条带复制卷模式：最少需要 4 台服务器才能创建。创建 volume 时 stripe 2 replica 2 server = 4 个节点：是 Striped 与 AFR 的组合型。
三种模式混合：至少需要 8 台服务器才能创建。 stripe 2 replica 2 , 每 4 个节点组成一个组。

这几种模式的示例图参考 GlusterFS Documentation。

因为我们只有三台主机，在此我们使用默认的分布卷模式。请勿在生产环境上使用该模式，容易导致数据丢失。

# 创建分布卷
$ gluster volume create k8s-volume transport tcp sz-pg-oam-docker-test-001.tendcloud.com:/opt/gfs_data sz-pg-oam-docker-test-002.tendcloud.com:/opt/gfs_data sz-pg-oam-docker-test-003.tendcloud.com:/opt/gfs_data force

# 查看 volume 状态
$ gluster volume info
Volume Name: k8s-volume
Type: Distribute
Volume ID: 9a3b0710-4565-4eb7-abae-1d5c8ed625ac
Status: Created
Snapshot Count: 0
Number of Bricks: 3
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: sz-pg-oam-docker-test-001.tendcloud.com:/opt/gfs_data
Brick2: sz-pg-oam-docker-test-002.tendcloud.com:/opt/gfs_data
Brick3: sz-pg-oam-docker-test-003.tendcloud.com:/opt/gfs_data
Options Reconfigured:
transport.address-family: inet
nfs.disable: on

# 启动 分布卷
$ gluster volume start k8s-volume

Glusterfs 调优

# 开启 指定 volume 的配额
$ gluster volume quota k8s-volume enable

# 限制 指定 volume 的配额
$ gluster volume quota k8s-volume limit-usage / 1TB

# 设置 cache 大小, 默认 32MB
$ gluster volume set k8s-volume performance.cache-size 4GB

# 设置 io 线程, 太大会导致进程崩溃
$ gluster volume set k8s-volume performance.io-thread-count 16

# 设置 网络检测时间, 默认 42s
$ gluster volume set k8s-volume network.ping-timeout 10

# 设置 写缓冲区的大小, 默认 1M
$ gluster volume set k8s-volume performance.write-behind-window-size 1024MB

Kubernetes 中使用 GlusterFS

官方的文档见https://github.com/kubernetes/examples/tree/master/staging/volumes/glusterfs.

以下用到的所有 yaml 和 json 配置文件可以在 glusterfs 中找到。注意替换其中私有镜像地址为你自己的镜像地址。

kubernetes 安装客户端

# 在所有 k8s node 中安装 glusterfs 客户端
$ yum install -y glusterfs glusterfs-fuse

# 配置 hosts
$ vi /etc/hosts
172.20.0.113   sz-pg-oam-docker-test-001.tendcloud.com
172.20.0.114   sz-pg-oam-docker-test-002.tendcloud.com
172.20.0.115   sz-pg-oam-docker-test-003.tendcloud.com

因为我们 glusterfs 跟 kubernetes 集群复用主机，因为此这一步可以省去。

配置 endpoints

$ curl -O https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/examples/volumes/glusterfs/glusterfs-endpoints.json

# 修改 endpoints.json ，配置 glusters 集群节点 ip
# 每一个 addresses 为一个 ip 组

    {
      "addresses": [
        {
          "ip": "172.22.0.113"
        }
      ],
      "ports": [
        {
          "port": 1990
        }
      ]
    },

# 导入 glusterfs-endpoints.json

$ kubectl apply -f glusterfs-endpoints.json

# 查看 endpoints 信息
$ kubectl get ep

配置 service

$ curl -O https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/master/examples/volumes/glusterfs/glusterfs-service.json

# service.json 里面查找的是 enpointes 的名称与端口，端口默认配置为 1，我改成了 1990

# 导入 glusterfs-service.json
$ kubectl apply -f glusterfs-service.json

# 查看 service 信息
$ kubectl get svc

创建测试 pod

$ curl -O https://github.com/kubernetes/examples/raw/master/staging/volumes/glusterfs/glusterfs-pod.json

# 编辑 glusterfs-pod.json
# 修改 volumes  下的 path 为上面创建的 volume 名称

"path": "k8s-volume"

# 导入 glusterfs-pod.json
$ kubectl apply -f glusterfs-pod.json

# 查看 pods 状态
$ kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
glusterfs                        1/1       Running   0          1m

# 查看 pods 所在 node
$ kubectl describe pods/glusterfs

# 登陆 node 物理机，使用 df 可查看挂载目录
$ df -h
172.20.0.113:k8s-volume  1.0T     0  1.0T   0% /var/lib/kubelet/pods/3de9fc69-30b7-11e7-bfbd-8af1e3a7c5bd/volumes/kubernetes.io~glusterfs/glusterfsvol

配置 PersistentVolume

PersistentVolume（PV）和 PersistentVolumeClaim（PVC）是 kubernetes 提供的两种 API 资源，用于抽象存储细节。管理员关注于如何通过 pv 提供存储功能而无需关注用户如何使用，同样的用户只需要挂载 PVC 到容器中而不需要关注存储卷采用何种技术实现。PVC 和 PV 的关系跟 pod 和 node 关系类似，前者消耗后者的资源。PVC 可以向 PV 申请指定大小的存储资源并设置访问模式。

PV 属性

storage 容量
读写属性：分别为
- ReadWriteOnce：单个节点读写；
- ReadOnlyMany：多节点只读；
- ReadWriteMany：多节点读写

$ cat glusterfs-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: gluster-dev-volume
spec:
  capacity:
    storage: 8Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  glusterfs:
    endpoints: "glusterfs-cluster"
    path: "k8s-volume"
    readOnly: false

# 导入 PV
$ kubectl apply -f glusterfs-pv.yaml

# 查看 pv
$ kubectl get pv
NAME                 CAPACITY   ACCESSMODES   RECLAIMPOLICY   STATUS      CLAIM     STORAGECLASS   REASON    AGE
gluster-dev-volume   8Gi        RWX           Retain          Available                                      3s

PVC 属性

访问属性与 PV 相同
容量：向 PV 申请的容量 <= PV 总容量

配置 PVC

$ cat glusterfs-pvc.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: glusterfs-nginx
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 8Gi

# 导入 pvc
$ kubectl apply -f glusterfs-pvc.yaml

# 查看 pvc

$ kubectl get pv
NAME              STATUS    VOLUME               CAPACITY   ACCESSMODES   STORAGECLASS   AGE
glusterfs-nginx   Bound     gluster-dev-volume   8Gi        RWX                          4s

创建 nginx deployment 挂载 volume

$ vi nginx-deployment.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-dm
spec:
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        name: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:alpine
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
          volumeMounts:
            - name: gluster-dev-volume
              mountPath: "/usr/share/nginx/html"
      volumes:
      - name: gluster-dev-volume
        persistentVolumeClaim:
          claimName: glusterfs-nginx

# 导入 deployment
$ kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

# 查看 deployment
$ kubectl get pods |grep nginx-dm
nginx-dm-3698525684-g0mvt       1/1       Running   0          6s
nginx-dm-3698525684-hbzq1       1/1       Running   0          6s

# 查看 挂载
$ kubectl exec -it nginx-dm-3698525684-g0mvt -- df -h|grep k8s-volume
172.20.0.113:k8s-volume         1.0T     0  1.0T   0% /usr/share/nginx/html

# 创建文件 测试
$ kubectl exec -it nginx-dm-3698525684-g0mvt -- touch /usr/share/nginx/html/index.html

$ kubectl exec -it nginx-dm-3698525684-g0mvt -- ls -lt /usr/share/nginx/html/index.html
-rw-r--r-- 1 root root 0 May  4 11:36 /usr/share/nginx/html/index.html

# 验证 glusterfs
# 因为我们使用分布卷，所以可以看到某个节点中有文件
[root@sz-pg-oam-docker-test-001 ~] ls /opt/gfs_data/
[root@sz-pg-oam-docker-test-002 ~] ls /opt/gfs_data/
index.html
[root@sz-pg-oam-docker-test-003 ~] ls /opt/gfs_data/

glusterfs