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Striping über vier Speicherknoten mit GlusterFS auf CentOS 5.4

Dieses Tutorial zeigt, wie Data Striping (Segmentierung von logisch sequenziellen Daten, z. B. einer einzelnen Datei, sodass Segmente mehreren physischen Geräten im Round-Robin-Verfahren zugewiesen und somit gleichzeitig geschrieben werden können) über vier einzelne Speicherserver (auf denen CentOS ausgeführt wird) durchgeführt wird 5.4) mit GlusterFS. Das Client-System (auch CentOS 5.4) kann auf den Speicher zugreifen, als wäre es ein lokales Dateisystem. GlusterFS ist ein geclustertes Dateisystem, das auf mehrere Petabyte skaliert werden kann. Es aggregiert verschiedene Speicherbausteine über Infiniband-RDMA- oder TCP/IP-Verbindungen zu einem großen parallelen Netzwerkdateisystem. Storage Bricks können aus jeder handelsüblichen Hardware wie x86_64-Servern mit SATA-II-RAID und Infiniband-HBA hergestellt werden.

Bitte beachten Sie, dass diese Art von Speicher keine Hochverfügbarkeits-/Fehlertoleranzfunktionen bietet, wie dies bei repliziertem Speicher der Fall wäre.

Ich gebe keine Garantie dafür, dass dies bei Ihnen funktioniert!

1 Vorbemerkung

In diesem Tutorial verwende ich fünf Systeme, vier Server und einen Client:

server1.example.com:IP-Adresse 192.168.0.100 (Server)
server2.example.com:IP-Adresse 192.168.0.101 (Server)
server3.example.com:IP-Adresse 192.168.0.102 (Server)
server4.example.com:IP-Adresse 192.168.0.103 (Server)
client1.example.com:IP-Adresse 192.168.0.104 (Client)

Alle fünf Systeme sollten in der Lage sein, die Hostnamen der anderen Systeme aufzulösen. Wenn dies nicht über DNS möglich ist, sollten Sie die Datei /etc/hosts so bearbeiten, dass sie auf allen fünf Systemen die folgenden Zeilen enthält:

vi /etc/hosts

[...]
192.168.0.100   server1.example.com     server1
192.168.0.101   server2.example.com     server2
192.168.0.102   server3.example.com     server3
192.168.0.103   server4.example.com     server4
192.168.0.104   client1.example.com     client1
[...]

(Es ist auch möglich, IP-Adressen anstelle von Hostnamen im folgenden Setup zu verwenden. Wenn Sie lieber IP-Adressen verwenden, müssen Sie sich nicht darum kümmern, ob die Hostnamen aufgelöst werden können oder nicht.)

2 Einrichten der GlusterFS-Server

server1.example.com/server2.example.com/server3.example.com/server4.example.com:

GlusterFS ist nicht als Paket für CentOS 5.4 verfügbar, daher müssen wir es selbst erstellen. Zuerst installieren wir die Voraussetzungen:

yum groupinstall 'Development Tools'

yum groupinstall 'Development Libraries'

yum install libibverbs-devel fuse-devel

Dann laden wir die neueste GlusterFS-Version von http://www.gluster.org/download.php herunter und erstellen sie wie folgt:

cd /tmp
wget http://ftp.gluster.com/pub/gluster/glusterfs/2.0/LATEST/glusterfs-2.0.9.tar.gz
tar xvfz glusterfs-2.0.9.tar .gz
cd glusterfs-2.0.9
./configure

Am Ende des ./configure-Befehls sollten Sie etwa Folgendes sehen:

[...]
GlusterFS-Konfigurationszusammenfassung
=========================
FUSE-Client        :ja
Infiniband-Verben   : ja
epoll IO multiplex : ja
Berkeley-DB        : ja
libglusterfsclient : ja
argp-standalone    : nein

[[email protected] glusterfs-2.0.9]#

make &&make install
ldconfig

Überprüfen Sie anschließend die GlusterFS-Version (sollte 2.0.9 sein):

glusterfs --version

[[email protected] glusterfs-2.0.9]# glusterfs --version
glusterfs 2.0.9 erstellt am 1. März 2010 15:34:50
Repository-Revision:v2.0.9
Copyright ( c) 2006-2009 Gluster Inc.
Für GlusterFS gilt ABSOLUT KEINE GEWÄHRLEISTUNG.
Sie dürfen Kopien von GlusterFS unter den Bedingungen der GNU General Public License weitergeben.
[[email protected] glusterfs-2.0.9]#

Als nächstes erstellen wir ein paar Verzeichnisse:

mkdir /data/
mkdir /data/export
mkdir /data/export-ns
mkdir /etc/glusterfs

Jetzt erstellen wir die GlusterFS-Serverkonfigurationsdatei /etc/glusterfs/glusterfsd.vol, die definiert, welches Verzeichnis exportiert wird (/data/export) und welcher Client sich verbinden darf (192.168.0.104 =client1.example.com):

vi /etc/glusterfs/glusterfsd.vol

volume posix
  type storage/posix
  option directory /data/export
end-volume

volume locks
  type features/locks
  subvolumes posix
end-volume

volume brick
  type performance/io-threads
  option thread-count 8
  subvolumes locks
end-volume

volume server
  type protocol/server
  option transport-type tcp/server
  option auth.addr.brick.allow 192.168.0.104
  subvolumes brick
end-volume

Bitte beachten Sie, dass für die IP-Adressen Wildcards verwendet werden können (z. B. 192.168.*) und mehrere IP-Adressen durch Komma getrennt angegeben werden können (z. B. 192.168.0.104,192.168.0.105).

Danach erstellen wir den folgenden Symlink...

ln -s /usr/local/sbin/glusterfsd /sbin/glusterfsd

... und dann die Systemstartlinks für den GlusterFS-Server und starten Sie ihn:

chkconfig --levels 35 glusterfsd on
/etc/init.d/glusterfsd start

3 Einrichten des GlusterFS-Clients

client1.beispiel.com:

GlusterFS ist nicht als Paket für CentOS 5.4 verfügbar, daher müssen wir es selbst erstellen. Zuerst installieren wir die Voraussetzungen:

yum groupinstall 'Development Tools'

yum groupinstall 'Development Libraries'

yum install libibverbs-devel fuse-devel

Dann laden wir das Fuse-Kernel-Modul...

modprobe fuse

... und erstellen Sie die Datei /etc/rc.modules mit folgendem Inhalt, damit das Fuse-Kernel-Modul automatisch geladen wird, wenn das System bootet:

vi /etc/rc.modules

modprobe fuse

Machen Sie die Datei ausführbar:

chmod +x /etc/rc.modules

Dann laden wir die Quellen von GlusterFS 2.0.9 herunter (bitte beachten Sie, dass dies dieselbe Version ist, die auf dem Server installiert ist!) und bauen GlusterFS wie folgt:

cd /tmp
wget http://ftp.gluster.com/pub/gluster/glusterfs/2.0/LATEST/glusterfs-2.0.9.tar.gz
tar xvfz glusterfs-2.0.9.tar .gz
cd glusterfs-2.0.9
./configure

Am Ende des ./configure-Befehls sollten Sie etwa Folgendes sehen:

[...]
GlusterFS-Konfigurationszusammenfassung
=========================
FUSE-Client        :ja
Infiniband-Verben   : ja
epoll IO multiplex : ja
Berkeley-DB        : ja
libglusterfsclient : ja
argp-standalone    : nein

make &&make install
ldconfig

Überprüfen Sie anschließend die GlusterFS-Version (sollte 2.0.9 sein):

glusterfs --version

[[email protected] glusterfs-2.0.9]# glusterfs --version
glusterfs 2.0.9 erstellt am 1. März 2010 15:58:06
Repository-Revision:v2.0.9
Copyright ( c) 2006-2009 Gluster Inc.
Für GlusterFS gilt ABSOLUT KEINE GEWÄHRLEISTUNG.
Sie dürfen Kopien von GlusterFS unter den Bedingungen der GNU General Public License weitergeben.
[[email protected] glusterfs-2.0.9]#

Dann erstellen wir die folgenden zwei Verzeichnisse:

mkdir /mnt/glusterfs
mkdir /etc/glusterfs

Als nächstes erstellen wir die Datei /etc/glusterfs/glusterfs.vol:

vi /etc/glusterfs/glusterfs.vol

volume remote1
  type protocol/client
  option transport-type tcp/client
  option remote-host server1.example.com
  option remote-subvolume brick
end-volume

volume remote2
  type protocol/client
  option transport-type tcp/client
  option remote-host server2.example.com
  option remote-subvolume brick
end-volume

volume remote3
  type protocol/client
  option transport-type tcp/client
  option remote-host server3.example.com
  option remote-subvolume brick
end-volume

volume remote4
  type protocol/client
  option transport-type tcp/client
  option remote-host server4.example.com
  option remote-subvolume brick
end-volume

volume stripe
  type cluster/stripe
  option block-size 1MB
  subvolumes remote1 remote2 remote3 remote4
end-volume

volume writebehind
  type performance/write-behind
  option window-size 1MB
  subvolumes stripe
end-volume

volume cache
  type performance/io-cache
  option cache-size 512MB
  subvolumes writebehind
end-volume

Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen Server-Hostnamen oder IP-Adressen in den Zeilen der Option remote-host verwenden!

Das ist es! Jetzt können wir das GlusterFS-Dateisystem mit einem der folgenden beiden Befehle in /mnt/glusterfs einhängen:

glusterfs -f /etc/glusterfs/glusterfs.vol /mnt/glusterfs

oder

mount -t glusterfs /etc/glusterfs/glusterfs.vol /mnt/glusterfs

Sie sollten nun die neue Freigabe in den Ausgaben von...

sehen

mount

[[email protected] ~]# mount
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00 on / type ext3 (rw)
proc on /proc type proc (rw)
sysfs on /sys type sysfs (rw)
devpts auf /dev/pts geben Sie devpts (rw,gid=5,mode=620) ein
/dev/sda1 auf /boot geben Sie ext3 (rw) ein
tmpfs auf / dev/shm tippe tmpfs (rw)
keine auf /proc/sys/fs/binfmt_misc tippe binfmt_misc (rw)
sunrpc auf /var/lib/nfs/rpc_pipefs tippe rpc_pipefs (rw)
glusterfs#/etc/glusterfs/glusterfs.vol auf /mnt/glusterfs Typ Fuse (rw,allow_other,default_permissions,max_read=131072)
[[email protected] ~]#

... und ...

df -h

[[email protected] ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00
29G 2.2G 25G br 9 %. / /dev/sda1 99m 13m 82m 14%/boot
tmpfs 187m 0 187m 0%/dev/shm
glusterfs#/etc/glusterfs/glusterfs.vol
112g 2,3g 110g 2%/ mnt/glusterfs
[[email protected] ~]#

(server1.example.com, server2.example.com, server3.example.com und server4.example.com haben jeweils etwa 28 GB Speicherplatz für das GlusterFS-Dateisystem, sodass die resultierende Freigabe eine Größe von etwa 4 x 28 GB hat ( 112 GB).)

Anstatt die GlusterFS-Freigabe manuell auf dem Client zu mounten, könnten Sie /etc/fstab so ändern, dass die Freigabe automatisch gemountet wird, wenn der Client startet.

Öffnen Sie /etc/fstab und fügen Sie die folgende Zeile an:

vi /etc/fstab

[...]
/etc/glusterfs/glusterfs.vol  /mnt/glusterfs  glusterfs  defaults  0  0

Um zu testen, ob Ihre modifizierte /etc/fstab funktioniert, starten Sie den Client neu:

reboot

Nach dem Neustart sollten Sie die Freigabe in den Ausgaben von ...

finden

df -h

... und ...

mount

4 Testen

Lassen Sie uns nun eine große Testdatei auf der GlusterFS-Freigabe erstellen:

client1.beispiel.com:

dd if=/dev/zero of=/mnt/glusterfs/test.img bs=1024k count=1000

ls -l /mnt/glusterfs

[[email protected] ~]# ls -l /mnt/glusterfs
insgesamt 1024032
-rw-r--r-- 1 root root 1048576000 2010-02-23 17:31 test.img
[[email protected] ~]#

Sehen wir uns nun das Verzeichnis /data/export auf server1.example.com, server2.example.com, server3.example.com und server4.example.com an. Sie sollten die Datei test.img auf jedem Knoten sehen, jedoch mit unterschiedlichen Größen (aufgrund von Data Striping):

server1.beispiel.com:

ls -l /data/export

[[email protected] ~]# ls -l /data/export
total 256008
-rw-r--r-- 1 root root 1045430272 2010-02-23 17:31 test.img
[[email protected] ~]#

server2.beispiel.com:

ls -l /data/export

[[email protected] ~]# ls -l /data/export
total 256008
-rw-r--r-- 1 root root 1046478848 2010-02-23 17:27 test.img
[[email protected] ~]#

server3.beispiel.com:

ls -l /data/export

[[email protected] ~]# ls -l /data/export
total 256008
-rw-r--r-- 1 root root 1047527424 2010-02-23 17:26 test.img
[[email protected] ~]#

server4.beispiel.com:

ls -l /data/export

[[email protected] ~]# ls -l /data/export
total 256008
-rw-r--r-- 1 root root 1048576000 2010-02-23 17:30 test.img
[[email protected] ~]#

5 Links

GlusterFS:http://www.gluster.org/
CentOS:http://www.centos.org/

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