一、GlusterFS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、文件系统组成

• 文件系统接口（API）
• 对对象管理的软件集合
• 对象及属性

2、文件系统的作用

• 从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和备份
• 负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统
• 具体地说，它负责为用户建立文件、存入、读出、修改、转储文件、控制文件的存储

3、专业术语

• Brick（块存储服务器）实际存储用户数据的服务器
• Volume本地文件系统的"分区"
• FUSE用户空间的文件系统（类别EXT4），”这是一个伪文件系统“，用户端的交换模块
• VFS（虚拟端口）内核态的虚拟文件系统，用户是提交请求给VFS 然后VFS交给FUSH，再交给GFS客户端，最后由客户端交给远端的存储
• Glusterd（服务）是运行再存储节点的进程（客户端运行的是gluster client）GFS使用过程中整个GFS之间的交换由Gluster client 和glusterd完成

4、模块化堆栈式架构

• GlusterFS采用模块化、堆栈式的架构
• 通过对模块进行各种组合，即可实现复杂的功能。例如Replicate模块
• 通过两者的组合可实现RAID10和RAID01，同时获得更高的性及可靠的RAID0

缺少一点

二、GFS特点

• 【1】扩展性和高性能
• 【2】高可用性
• 【3】全局统一命名空间
• 【4】弹性卷管理
• 【5】基于标准协议

三、GFS工作原理

缺少一点

• 【1】外来请求通过挂载点时，linux 系统内核通过VFS接口，把请求发送到FUSE
• 【2】FUSE将数据交给内存的/dev/fuse，然后递交到GFS客户端
• 【3】GFS客户端对数据进行处理，并通过网络协议（如TCP、IB等），传输到GFS服务端
• 【4】GFS服务端接收到数据后，通过VFS接口，对数据进行相应的转存处理

四、弹性HASH算法

• 弹性HASH算法是Davies-Meyer算法的具体实现，通过HASH算法可以得到一个32为的整数范围的hash值，假设逻辑卷中有N哥存储单位Brick，则32为的整数范围将被划分为N哥连续的子空间，每个空间对应一个Brick。
• 当用户或应用程序访问某一个，命名空间时，通过对该命名空间计算HASH值，根据该HASH值所对应的32为整数空间定位数据所在的Brick。

弹性HASH算法的优点

缺少一点

五、GFS卷

1、GFS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
• 分布式条带数据卷

2、三大基本卷的特点

①、分布式卷

• 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

②、条带卷

• 类似RAID0，文件被分成数据块并以轮询的方式分布到多个

示例原理

缺少

条带卷特点

• 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
• 没有数据冗余

③、复制卷

• 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

六、部署GFS集群

1、部署节点集群

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0

#磁盘分区，并进行挂载
vim /opt/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
##

cd /opt
chmod +x fdisk.sh
./fdisk.sh

#配置各个节点的/etc/hosts文件（所有节点操作）
echo "192.168.184.50 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.184.60 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.184.70 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.184.80 node4" >> /etc/hosts

------------#安装、启动GFS（所有节点操作）------------
#讲gfsrepo软件上传到/opt目录下
unzip gfsrepo.zip
cd /etc/yum.repos.d/
mkdir repo.bak
mv * repos.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-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma

systemctl start glusterd.service
systemctl enable glusterd.service
systemctl status glusterd.service

#添加DNS，进行时间同步
echo "nameserver 114.114.114.114" >> /etc/resolv.conf
ntpdate ntp1.aliyun.com

#添加节点到存储信任池中（在任意一个node中操作）
gluster peer probe node1
gluster peer probe node2
gluster peer probe node3
gluster peer probe node4

#在每个node节点上查看群集状态
gluster peer status

========根据以下规划创建卷=========
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)

#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
gluster volume start dis-volume
gluster volume info dis-volume

#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
gluster volume info stripe-volume

#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
gluster volume info rep-volume

#创建分布式条带卷
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
gluster volume info dis-stripe

#创建分布式复制卷
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
gluster volume info dis-rep 

2、部署客户端

cd /opt
unzip gfsrepo.zip 

cd /etc/yum.repos.d/
mv * repos.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

mkdir -p /test/dis,stripe,rep,dis_stripe,dis_rep

echo "192.168.184.50 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.184.60 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.184.70 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.184.80 node4" >> /etc/hosts

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 -h

3、正常测试

#客户端写入数据
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 demo* /test/dis
cp demo* /test/stripe/
cp demo* /test/rep/
cp demo* /test/dis_stripe/
cp demo* /test/dis_rep/

#查看文件分布
1、查看分布式文件分布
node1：ll -h /data/sdb1
node2：ll -h /data/sdb1
2、查看条带卷文件分布
node1：ll -h /data/sdc1
node2：ll -h /data/sdc1
3、查看复制卷文件分布
node3：ll -h /data/sdb1
node4：ll -h /data/sdb1
4、查看分布式条带卷分布
node1：ll -h /data/sdd1
node2：ll -h /data/sdd1
node3：ll -h /data/sdd1
node4：ll -h /data/sdd1
5、查看分布式复制卷分布
node1：ll -h /data/sde1
node2：ll -h /data/sde1
node3：ll -h /data/sde1
node4：ll -h /data/sde1

【1】node1

【2】node2

【3】node3

【4】node4

4、破坏性测试

• node2和node4的服务器进行挂机来模拟故障，然后在客户端上查看其他服务器的文件是否正常
  ①、分布式卷数据（可查看，但缺少node2的demo5.log）

②、条带卷（不可查看，不具备冗余）

③、复制卷（可查看 ，有冗余）

④、分布式条带卷（不可查看，不具备冗余）

⑤、分布式复制卷（可查看 ，有冗余）

七、其他维护命令

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 dis-rep auth.allow 192.168.184.100

#仅允许
gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.184.*	  
#设置192.168.184.0网段的所有IP地址都能访问dis-rep卷（分布式复制卷）

八、gluster命令

gluster [参数]

总结

工作原理

• 【1】外来请求通过挂载点时，linux 系统内核通过VFS接口，把请求发送到FUSE
• 【2】FUSE将数据交给内存的/dev/fuse，然后递交到GFS客户端
• 【3】GFS客户端对数据进行处理，并通过网络协议（如TCP、IB等），传输到GFS服务端
• 【4】GFS服务端接收到数据后，通过VFS接口，对数据进行相应的转存处理

GFS特点

• 【1】扩展性和高性能
• 【2】高可用性
• 【3】全局统一命名空间
• 【4】弹性卷管理
• 【5】基于标准协议