Centos-7 + Docker-1.12 中 devicemapper + direct_lvm 的 Docker 存储配置

wangwengwu

应用背景：
Docker最先就是跑在Ubuntu和Debian上的,使用的就是aufs存储器.因为docker越来越流行,许多公司希望在rhel上使用,但是上游内核中并没有包括aufs,所以rhel不能使用aufs. 最终,开发者们开发了一个新的后端存储引擎devicemapper,基于已有的Device Mapper技术,并且使docker 支持可插拔,现在全世界有很多真实案例在生产环境中使用devicemapper.
因为上述的原因,对于centos/rhel这类没有相关驱动的系统,一般使用devicemapper驱动利用LVM的一些机制来模拟分层存储。这样的做法除了性能比较差之外,稳定性一般也不好,而且配置相对复杂。Docker安装在CentOS/RHEL 上后，会默认选择 devicemapper，但是为了简化配置，其 devicemapper 是跑在一个稀疏文件模拟的块设备上，也被称为 loop-lvm。这样的选择是因为不需要额外配置就可以运行 Docker，这是自动配置唯一能做到的事情。但是 loop-lvm 的做法非常不好，其稳定性、性能更差，无论是日志还是 docker info 中都会看到警告信息。官方文档有明确的文章讲解了如何配置块设备给 devicemapper 驱动做存储层的做法，这类做法也被称为配置 direct-lvm。
除了前面说到的问题外，devicemapper + loop-lvm 还有一个缺陷，因为它是稀疏文件，所以它会不断增长。用户在使用过程中会注意到 /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data 不断增长，而且无法控制。很多人会希望删除镜像或者可以解决这个问题，结果发现效果并不明显。原因就是这个稀疏文件的空间释放后基本不进行垃圾回收的问题。因此往往会出现即使删除了文件内容，空间却无法回收，随着使用这个稀疏文件一直在不断增长。
所以，对于 CentOS/RHEL 的用户来说，在没有办法使用 UnionFS 的情况下，一定要配置 direct-lvm 给 devicemapper，无论是为了性能、稳定性还是空间利用率。

配置环境：
centos 7
docker 1.12

配置步骤：
1.停止 docker daemon（root）
#> systemctl stop docker
2.创建相关逻辑卷以及 thinpool（root）
(1).分配磁盘
分配磁盘予服务器，利用 fdisk 进行分区。
(2).创建 PV
例如：已分配磁盘 /dev/sdb1
#> pvcreate /dev/sdb1
(3).创建 VG
#> vgcreate dockervg /dev/sdb1
(4).创建 thinpool 逻辑卷
#> lvcreate --wipesignatures y -n thinpool -l 50%VG dockervg
lvcreate --wipesignatures y -n thinpoolmeta -l 1%VG dockervg
可通过如下命令检验
#> lvscan

(5).转换成 thinpool

#> lvconvert -y --zero n -c 512K --thinpool dockervg/thinpool --poolmetadata dockervg/thinpoolmeta
输出结果类似如下。

可以通过如下命令查看 thinpool 状态
#> lvs -o lv_name,data_percent,metadata_percent,lv_size,lv_metadata_size,data_lv,metadata_lv
输出结果类似如下。

注意：其中 LSize 即为 Data 的空间大小，Msize 即为 MetaData 的空间大小，Data 为 Data 对应逻辑卷，Meta 为 MetaData 对应逻辑卷。
(6).扩展 thinpool（选做）
该步骤选做，用于 MetaData 或 Data 空间不足时的扩容。
例如：MetaData 对应逻辑卷路径为 /dev/mapper/dockervg-thinpool_tmeta，则扩容命令如下。
#> lvresize -L +1G /dev/mapper/dockervg-thinpool_tmeta
例如：thinpool 整体对应逻辑卷路径为 dockervg-thinpool，则扩容命令如下。
#> lvresize -L +5G /dev/mapper/dockervg-thinpool
3.备份并删除 Docker 存储目录（root）
(1).备份
#>  mkdir /var/lib/docker.bk
mv /var/lib/docker/* /var/lib/docker.bk
(2).删除原存储目录
#> rm -rf /var/lib/docker/*
4.修改 Docker 启动参数并启动（root）　　修改 daemon.json 配置文件
#> vi /etc/docker/daemon.json
修改为如下内容。
{
  "storage-driver": "devicemapper",
   "storage-opts": [
     "dm.thinpooldev=/dev/mapper/dockervg-thinpool",
     "dm.use_deferred_removal=true",
     "dm.use_deferred_deletion=true",

     "dm.basesize=25G"
   ]
}
注意：dm.basesize 指定了 images 以及 container 可以扩展到的最大空间。

5.重启 Docker 服务（root）
#> systemctl daemon-reload
systemctl start docker
6.验证（root）

a.docker info 检查

#> docker info

结果类似如下。




其中，方框内信息表明以使用了 direct_lvm 的 Docker 存储模式，同时images 以及 container 可以扩展到的最大空间已修改所需大小。
b.试运行 hello-world
#> docker pull hello-world
docker run hello-world
结果类似如下，即表明运行正常。

参考资料：
https://docs.docker.com/engine/userguide/storagedriver/device-mapper-driver/#configure-direct-lvm-mode-for-production