docker 4

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Ceph Deployment and Automization

2016年10月17日

Ceph Overview

Ceph 是一个PB级的统一存储集群系统, 支持的存储包括:

  • Object Storage: 有原生的API，而且也兼容Swift和S3的API
  • Block Storage: 支持可配置、snapshot, clone
  • File System: Posix接口，支持snaphot

Ceph 的底层核心是RADOS(Reliable, autonomous, distributed object storage), 有两个守护进程: Monitor (维护整个Ceph集群的全局状态); OSD (bject Storage Device，提供存储资源).

Ceph 还有着高性能, 高可靠性, 高可扩展性的特点，被许多厂商青睐, 云计算领域被广泛采用.

Ceph pg 常见状态

pg ( placement group ) 是数据存储的重要单位，在使用 ceph 的时候, pg 会经常发生状态的变化,

  • 当创建pool的时候, 将会创建相应的 pg, 那么可以看到 pg creating 状态
  • 当部分 pg 创建成功后, 将会发现 pg 会进入 peering 状态
  • 当所有 pg peering 完成后, 将可见到状态变成 active+clean

creating

PG 正在被创建, 通常当存储池正在卑创建或增加一个存储池的 PG 数量时, PG 会呈现这个状态

Down

PG 处于失效状态, PG 应该处于离线状态

repair

PG 正在被检查, 被发现的任何不一致都将尽可能被修复.

peering

  • 当 ceph peering pg, ceph 将会把 pg 副本协定导入 osd, 当 ceph 完成 peering, 意味着 osd 同意当前 PG 状态, 并允许写入
  • PG 处于 peering 过程中, peering 由主 osd 发起的使存放 PG 副本的所有 OSD 就 PG 的所有对象和元素数据的状态达成一致的过程, peering 过程 完成后, 主 OSD 就可以接受客户端写请求.

Active

  • 当 ceph 完成 peering 过程, pg 将会变成 active, active 状态意味着 pg 中的数据变得可用, 主 pg 将可执行读写操作
  • PG 是活动的, 意味着 PG 中的数据可以被读写, 对该 PG 的操作请求都讲会被处理.

Clean

  • 当 pg 显示 clean 状态, 主 osd 与副本 osd 成功同步并且没有异步复制, ceph 在 pg 中所有对象具有正确的副本数量
  • PG 中的所有对象都已经卑复制了规定的副本数量.

Replay

某 OSD 崩溃后, PG 正在等待客户端重新发起操作

Degraded

  • 当客户端写对象到主 osd, 主 OSD 会把数据写复制到对应复制 OSD, 在主 OSD 把对象写入存储后, PG 会显示为 degraded 状态, 直到主 osd 从复制 OSD 中接收到创建副本对象完成信息

  • PG 处于 active+degraded 原因是因为 OSD 是处于活跃, 但并没有完成所有的对象副本写入, 假如 OSD DOWN, CEPH 标记每个 PG 分配到这个相关 OSD 的状态为 degraded, 当 OSD 重新上线, OSD 将会重新恢复,

  • 假如 OSD DOWN 并且 degraded 状态持续, CEPH 会标记 DOWN OSD, 并会对集群迁移相关 OSD 的数据, 对应时间由 mon osd down out interval 参 数决定

  • PG 可以被北极为 degraded, 因为 ceph 在对应 PG 中无法找到一个或者多个相关的对象, 你不可以读写 unfound 对象, 你仍然可以访问标记为 degraded PG 的其他数据

  • PG 中部分对象的副本数量未达到规定的数量

Inconsistent

PG副本出现不一致, 对象大小不正确或者恢复借宿后某个副本出现对象丢失现象

recoverying

  • ceph 设备故障容忍在一定范围的软件与硬件问题, 当 OSD 变 DOWN, 那么包含该 OSD 的 PG 副本都会有问题, 当 OSD 恢复, OSD 对应的 PG 将会更新 并反映出当前状态, 在一段时间周期后, OSD 将会恢复 recoverying 状态

  • recovery 并非永远都有效, 因为硬件故障可能会导致多个 OSD 故障, 例如, 网络交换机故障, 可以导致集群中的多个主机及主机包含的 OSD 故障 当网络恢复之后, 每个 OSD 都必须执行恢复

  • CEPH 提供一定数量的设定在新服务请求与恢复 PG 中数据对象时的资源平衡,
  • osd recovery delay start 设定允许 osd 重启, re-peer 并在启动 恢复之前处理一些回应请求,
  • osd recovery threads 设定了恢复过程中线程限制 (默认 1 )
  • osd recovery thread timeout 设定线程超时, 因为可能出现多个 osd 故障, 重启后在 re-peer 过程中可能出现污染
  • osd recovery max active 设定限制对一个 osd 从故障后, 恢复请求并发数量

  • osd recovery max chunk 限制恢复时的数据 chunk 大小, 预防网络堵塞

  • PG 正在迁移或者同步对象及其副本, 一个 OSD 停止服务(DOWN), 其内容将会落后与 PG 内的其他副本, 这时 PG 将会进入 recoverying 状态, 该 OSD 上的对象将从其他副本同步过来

BACK FILLING

  • 当新 OSD 加入集群, CRUSH 将会为集群新添加的 OSD 重新分配 PG, 强制新的 OSD 接受重新分配的 PG 并把一定数量的负载转移到新 OSD 中 back filling OSD 会在后台处理, 当 backfilling 完成, 新的 OSD 完成后, 将开始对请求进行服务

  • 在 backfill 操作期间, 你可以看到多种状态, backfill_wait 表示 backfill 操作挂起, 但 backfill 操作还没有开始 ( PG 正在等待开始回填操作 ) backfill 表示 backfill 操作正在执行 backfill_too_full 表示在请求 backfill 操作, 由于存储能力问题, 但不可以完成,

  • ceph 提供设定管理装载重新分配 PG 关联到新的 OSD
  • osd_max_backfills 设定最大数量并发 backfills 到一个 OSD, 默认 10
  • osd backfill full ratio 当 osd 达到负载, 允许 OSD 拒绝 backfill 请求, 默认 85%,
  • 假如 OSD 拒绝 backfill 请求, osd backfill retry interval 将会生效, 默认 10 秒后重试

  • osd backfill scan min , osd backfill scan max 管理检测时间间隔

  • 一个新 OSD 加入集群后, CRUSH 会把集群先有的一部分 PG 分配给他, 该过程称为回填, 回填进程完成后, 新 OSD 准备好了就可以对外提供服务

REMAPPED

  • 当 pg 改变, 数据从旧的 osd 迁移到新的 osd, 新的主 osd 应该请求将会花费一段时间, 在这段时间内, 将会继续向旧主 osd 请求服务, 直到 PG 迁移完成, 当数据迁移完成, mapping 将会使用新的 OSD 响应主 OSD 服务

  • 当 PG 的 action set 变化后, 数据将会从旧 acting set 迁移到新 action set, 新主 OSD 需要过一段时间后才能提供服务, 因此它会让老的主 OSD 继续提供服务, 知道 PG 迁移完成, 数据迁移完成后, PG map 将会使用新 acting set 中的主 OSD

Stale

  • 当 ceph 使用 heartbeat 确认主机与进程是否运行, ceph osd daemon 可能由于网络临时故障, 获得一个卡住状态 (stuck state) 没有得到心跳回应;
  • 默认, osd daemon 会每 0.5 秒报告 PG, up 状态, 启动与故障分析,
  • 假如 PG 中主 OSD 因为故障没有回应 monitor 或者其他 OSD 报告 主 osd down, 那么 monitor 将会标记 PG stale,
  • 当你重启集群, 通常会看到 stale 状态, 直到 peering 处理完成,

  • 在集群运行一段时候, 看到 stale 状态, 表示主 osd PG DOWN 或者没有主 osd 没有报告 PG 信息到 monitor 中

  • PG 状态很长时间没有被 ceph-osd 更新过, 标识存储在该 GP 中的节点显示为 DOWN, PG 处于 unknown 状态, 因为 OSD 没有报告 monitor 由 mon osd report timeout 定义超时时间

  • PG 处于未知状态, monitors 在 PG map 改变后还没有收到过 PG 的更新, 启用一个集群后, 常常会看到主 peering 过程结束前 PG 处于该状态

Scrubbing

PG 在做不一至性校验

inactive

PG 很长时间没有显示为 acitve 状态, (不可执行读写请求), PG 不可以执行读写, 因为等待 OSD 更新数据到最新的备份状态

unclean

PG 很长时间都不是 clean 状态 (不可以完成之前恢复的操作), PG 包含对象没有完成相应的复制副本数量, 通常都要执行恢复操作

Ceph Troubleshooting

Ceph存储空间查看

# ceph df
GLOBAL:
    SIZE     AVAIL      RAW USED     %RAW USED 
    100T     73363G       29059G         28.37 
POOLS:
    NAME                               ID     USED       %USED     MAX AVAIL     OBJECTS 
    rbd                                0           8         0        14736G           1 
    volumes                            13      7339G     21.50        14736G     1893336 
    vms                                16      1600G      4.69        20211G      413169