kubernetes实践之二十六：GlusterFS

一：前言
GlusterFS是Scale-Out存储解决方案Gluster的核心，它是一个开源的分布式文件系统，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借助TCP/IP或InfiniBand RDMA网络将物理分布的存储资源聚集在一起，使用单一全局命名空间来管理数据。GlusterFS基于可堆叠的用户空间设计，可为各种不同的数据负载提供优异的性能。

服务器：
10.116.137.196         k8s_master
10.116.82.28             k8s_node1
10.116.36.57             k8s_node2

二：安装glusterfs
我们直接在物理机上使用yum安装，在三台服务器上分别执行以下安装命令。

1.先安装 gluster 源
yum install centos-release-gluster -y

2.安装 glusterfs 组件
yum install -y glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma glusterfs-geo-replication glusterfs-devel

3.创建 glusterfs 目录
mkdir /mnt/glusterd

4.修改 glusterd 目录

点击(此处)折叠或打开

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  1. volume management
  2.     type mgmt/glusterd
  3.     option working-directory /mnt/glusterd
  4.     option transport-type socket,rdma
  5.     option transport.socket.keepalive-time 10
  6.     option transport.socket.keepalive-interval 2
  7.     option transport.socket.read-fail-log off
  8.     option ping-timeout 0
  9.     option event-threads 1
  10. #option lock-timer 180
  11. #option transport.address-family inet6
  12. #option base-port 49152
  13. end-volume
5.启动glusterfs

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


三：配置 glusterfs

1.开放端口
iptables -I INPUT -p tcp --dport 24007 -j ACCEPT

2.创建存储目录
mkdir /opt/gfs_data

3.添加节点到集群
在10.116.137.196上执行以下操作：
gluster peer probe 10.116.82.28
gluster peer probe 10.116.36.57

4.查看集群状态
gluster peer status

点击(此处)折叠或打开

  1. Number of Peers: 2

  3. Hostname: 10.116.82.28
  4. Uuid: f73138ca-e32e-4d87-a99d-cf842fc29447
  5. State: Peer in Cluster(Connected)

  7. Hostname: 10.116.36.57
  8. Uuid: 18e22d2c-049b-4b0c-8cc7-2560319e6c05
  9. State: Peer in Cluster(Connected)
  10. [root@iZwz95trb3stk6afg8oozuZ kubernetes]#clear
  11. [root@iZwz95trb3stk6afg8oozuZ kubernetes]# glustervolume create k8s-volume transport tcp 10.116.137.196:/mnt/gfs_data 10.116.82.28:/mnt/gfs_data 10.116.36.57:/mnt/gfs_data force
  12. volume create: k8s-volume: success: please start thevolume to access data
  13. [root@iZwz95trb3stk6afg8oozuZ kubernetes]# glustervolume info
  14.  
  15. Volume Name: k8s-volume
  16. Type: Distribute
  17. Volume ID: 62900029-02c9-4870-951c-38fafd5f5d9b
  18. Status: Created
  19. Snapshot Count: 0
  20. Number of Bricks: 3
  21. Transport-type: tcp
  22. Bricks:
  23. Brick1: 10.116.137.196:/mnt/gfs_data
  24. Brick2: 10.116.82.28:/mnt/gfs_data
  25. Brick3: 10.116.36.57:/mnt/gfs_data
  26. Options Reconfigured:
  27. transport.address-family: inet
  28. nfs.disable: on

四：配置 volume

1.volume的模式
a.分布卷（默认模式）：即DHT, 也叫 分布卷: 将文件已hash算法随机分布到 一台服务器节点中存储。
b.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。
c.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 )。
d.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。
e.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。
f.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。
g.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。

2.创建分布卷
gluster volume create k8s-volume transport tcp 10.116.137.196:/mnt/gfs_data 10.116.82.28:/mnt/gfs_data 10.116.36.57:/mnt/gfs_data force

3.查看volume状态
gluster volume info

点击(此处)折叠或打开

  1. Volume Name: k8s-volume
  2. Type: Distribute
  3. Volume ID: 62900029-02c9-4870-951c-38fafd5f5d9b
  4. Status: Created
  5. Snapshot Count: 0
  6. Number of Bricks: 3
  7. Transport-type: tcp
  8. Bricks:
  9. Brick1: 10.116.137.196:/mnt/gfs_data
  10. Brick2: 10.116.82.28:/mnt/gfs_data
  11. Brick3: 10.116.36.57:/mnt/gfs_data
  12. Options Reconfigured:
  13. transport.address-family: inet
  14. nfs.disable: on
4.启动分布卷
gluster volume start k8s-volume

五：Glusterfs调优

1.开启指定volume的配额
gluster volume quota k8s-volume enable
2.限制指定volume的配额
gluster volume quota k8s-volume limit-usage / 5GB
3.设置cache大小, 默认32MB
gluster volume set k8s-volume performance.cache-size 64MB
4.设置io线程, 太大会导致进程崩溃
gluster volume set k8s-volume performance.io-thread-count 16
5.设置网络检测时间, 默认42s
gluster volume set k8s-volume network.ping-timeout 10
6.设置写缓冲区的大小, 默认1M
gluster volume set k8s-volume performance.write-behind-window-size 512MB

六：Kubernetes中配置glusterfs

1.配置 endpoints(glusterfs-endpoints.json)

点击(此处)折叠或打开

  1. {
  2.   "kind": "Endpoints",
  3.   "apiVersion": "v1",
  4.   "metadata": {
  5.     "name": "glusterfs-cluster"
  6.   },
  7.   "subsets": [
  8.     {
  9.       "addresses": [
  10.         {
  11.           "ip": "10.116.137.196"
  12.         }
  13.       ],
  14.       "ports": [
  15.         {
  16.           "port": 1990
  17.         }
  18.       ]
  19.     }
  20.   ]
  21. }
kubectl apply -f glusterfs-endpoints.json

2.配置 service(glusterfs-service.json)

点击(此处)折叠或打开

  1. {
  2.   "kind": "Service",
  3.   "apiVersion": "v1",
  4.   "metadata": {
  5.     "name": "glusterfs-cluster"
  6.   },
  7.   "spec": {
  8.     "ports": [
  9.       {"port": 1990}
  10.     ]
  11.   }
  12. }
kubectl apply -f glusterfs-service.json

3.创建测试 pod

点击(此处)折叠或打开

  1. {
  2.     "apiVersion": "v1",
  3.     "kind": "Pod",
  4.     "metadata": {
  5.         "name": "glusterfs"
  6.     },
  7.     "spec": {
  8.         "containers": [
  9.             {
  10.                 "name": "glusterfs",
  11.                 "image": "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google-containers/pause-amd64:3.0",
  12.                 "volumeMounts": [
  13.                     {
  14.                         "mountPath": "/mnt/glusterfs",
  15.                         "name": "glusterfsvol"
  16.                     }
  17.                 ]
  18.             }
  19.         ],
  20.         "volumes": [
  21.             {
  22.                 "name": "glusterfsvol",
  23.                 "glusterfs": {
  24.                     "endpoints": "glusterfs-cluster",
  25.                     "path": "k8s-volume",
  26.                     "readOnly": true
  27.                 }
  28.             }
  29.         ]
  30.     }
  31. }
kubectl apply -f glusterfs-pod.json   在Pod所在的Node节点上执行 df -h 可以查看k8s-volume挂载目录

4.配置PersistentVolume(glusterfs-pv.yaml)

点击(此处)折叠或打开

  1. apiVersion: v1
  2. kind: PersistentVolume
  3. metadata:
  4.   name: gluster-dev-volume
  5. spec:
  6.   capacity:
  7.     storage: 1Gi
  8.   accessModes:
  9.     - ReadWriteMany
  10.   glusterfs:
  11.     endpoints: "glusterfs-cluster"
  12.     path: "k8s-volume"
  13.     readOnly: false
kubectl apply -f glusterfs-pv.yaml

5.配置PVC(glusterfs-pvc.yaml)

点击(此处)折叠或打开

  1. kind: PersistentVolumeClaim
  2. apiVersion: v1
  3. metadata:
  4.   name: glusterfs-nginx
  5. spec:
  6.   accessModes:
  7.     - ReadWriteMany
  8.   resources:
  9.     requests:
  10.       storage: 1Gi
kubectl apply -f glusterfs-pvc.yaml

6.创建nginx deployment 挂载 volume(nginx-deployment.yaml)

点击(此处)折叠或打开

  1. apiVersion: extensions/v1beta1
  2. kind: Deployment
  3. metadata:
  4.   name: nginx-dm
  5. spec:
  6.   replicas: 2
  7.   template:
  8.     metadata:
  9.       labels:
  10.         name: nginx
  11.     spec:
  12.       containers:
  13.         - name: nginx
  14.           image: nginx:latest
  15.           imagePullPolicy: IfNotPresent
  16.           ports:
  17.             - containerPort: 80
  18.           volumeMounts:
  19.             - name: gluster-dev-volume
  20.               mountPath: "/usr/share/nginx/html"
  21.       volumes:
  22.       - name: gluster-dev-volume
  23.         persistentVolumeClaim:
  24.           claimName: glusterfs-nginx
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

a.查看 deployment
kubectl get pods |grep nginx-dm

点击(此处)折叠或打开

  1. nginx-dm-64dcbb8d55-pp9vn 1/1 Running 0 1h
  2. nginx-dm-64dcbb8d55-sclj6 1/1 Running 0 1h
b.查看挂载
kubectl exec -it nginx-dm-64dcbb8d55-pp9vn -- df -h

点击(此处)折叠或打开

  1. FilesystemSize Used Avail Use% Mounted on
  2. overlay 40G 23G 16G 60% /
  3. tmpfs 3.7G 0 3.7G 0% /dev
  4. tmpfs 3.7G 0 3.7G 0% /sys/fs/cgroup
  5. /dev/xvda1 40G 23G 16G 60% /etc/hosts
  6. shm 64M 0 64M 0% /dev/shm
  7. 10.116.137.196:k8s-volume 5.0G 0 5.0G 0% /usr/share/nginx/html
  8. tmpfs 3.7G 12K 3.7G 1% /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
c.创建文件测试
kubectl exec -it nginx-dm-64dcbb8d55-pp9vn -- touch /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -it nginx-dm-64dcbb8d55-sclj6  -- ls -lt /usr/share/nginx/html/index.html

d.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
ls /mnt/gfs_data/
index.html



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