OpenStack Cinder 与各种后端存储技术的集成叙述与实践

pgup12

　　Cinder项目为管理快设备而生。它最重要的地方就是怎样做到和各种存储后端就到完美适配，用好后端存储的功能，本文为Cinder 多种后端存储(LVM, FC+SAN, iSCSI+SAN, NFS, VMWARE, Glusterfs)的场景总结, 以防自己将来忘记，欢迎交流， 共同成长



1.LVM
　　開始OpenStack Cinder实践之旅的入门存储， cinder.conf 什么都不配。默认就是使用LVM。 LVM的原理

先把分区用pvcreate做成物理卷。 再把多个物理卷做成一个卷组，然后创建volume的时候就通过lvcreate分配lvm逻辑卷。

做部署时。用dd在当前文件夹创建一个设定大小(本例中为10G)的文件（cinder-volumes），然后通过losetup命令把他影射为loop device（虚拟快设备）。然后基于这个快设备建立逻辑卷， 然后就是建立vg， 建立vg的时候能够一次包括多个pv，本例仅仅使用了一个。

dd if=/dev/zero of=/vol/cinder-volumes bs=1 count=0 seek=10G
# Mount the file.
loopdev=`losetup -f`
losetup $loopdev /vol/cinder-volumes
# Initialize as a physical volume.
pvcreate $loopdev
# Create the volume group.
vgcreate cinder-volumes $loopdev
# Verify the volume has been created correctly.
pvscan
　　建立好volume group后。使用cinder.conf的初始配置就可以,  注意多节点时要配置好iscsi_ip_address为提供存储服务节点的管理ip


　　重新启动cinder-volume服务
　　就能够进行正常的volume创建。挂载，卸载等等操作了


　　question1：LVM怎样实现挂载？
　　创建非常easy，通过lvcreate命令就可以，挂载略微复杂点， 先要把卷export为scsi存储目标设备(target。会有个lun ID),  然后通过linux scsi initiator软件实现到目标设备的连接。这里用到两个软件，scsi tagert管理软件(这个里面有多种如Tgt。Lio，Iet，ISERTgt，默认使用Tgt， 都是为装有SCSI initiator的操作系统提供块级scsi存储)与linux scsi initiator，所以两次操作分别相应命令为tgtadm与iscsiadm。



2. FC(Fibre Channel) +SAN 设备



   要求：a) 计算节点所在的机器一定要有HBA卡(光纤网卡)，

                    查看host上有无HBA卡方式：
　　一种方法：   

$ lspci
20:00.0 Fibre Channel: Emulex Corporation Zephyr-X LightPulse Fibre Channel Host Adapter (rev 02)
20:00.1 Fibre Channel: Emulex Corporation Zephyr-X LightPulse Fibre Channel Host Adapter (rev 02                     二种方法：　　能够查看/sys/class/fc_host/

                    当有两块光纤网卡，则有host1 与host2两个文件夹                    $ cat /sys/class/fc_host/host1/port_name
0x10000090fa1b825a wwpn (作用如同MAC地址)                b) 网卡通过光纤线连接到后端存储上， 以ibm的svc为例，必须保证连接上了，能够登录svc图形界面查看host是不是active的, 或者ssh登录svc,执行命令

ww_2145:SVC:superuser>svcinfo lsfabric -delim ! -wwpn "10000090fa1b825a"
10000090FA1B825A!0A0C00!3!node_165008!500507680130DBEA!2!0A0500!active!x3560m4-06MFZF1!!Host                     这样才干保证做卷的挂载与卸载时没有问题

以下是实践。以Storwize设备为例：

volume_driver = cinder.volume.drivers.storwize_svc.StorwizeSVCDriver
san_ip = 10.2.2.123
san_login = superuser
#san_password = passw0rd
san_private_key = /svc_rsa
storwize_svc_volpool_name = DS3524_DiskArray1
storwize_svc_connection_protocol = FC
　　san_password 与san_private_key能够二选一，推荐san_private_key 方式。这个私钥文件用ssh-keygen生成，生成好留下私钥， 把公钥放到san设备上，以后其它host也想连接此存储设备时， 可直接使用此私钥， 不需反复生成。
　　測试过程，建个volume



[iyunv@localhost ~]#  cinder create --display-name test55 1
[iyunv@localhost ~]#  nova volume-list
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+-------------+
| ID                                   | Status    | Display Name | Size | Volume Type | Attached to |
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+-------------+
| 24f7e457-f71a-43ce-9ca6-4454fbcfa31f | available | test55       | 1    | None        |             |
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+-------------+用下面instance来进行attach挂载虚拟硬盘， 省了boot instance的过程~

[iyunv@localhost ~]#  nova list
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+-------------+
| 77d7293f-7a20-4f36-ac86-95f4c24b29ae | test2 | ACTIVE | -          | Running     | net_local=10.0.1.5 |
+--------------------------------------+-------+--------+------------+-------------+--------------------+
[iyunv@localhost ~]# nova volume-attach 77d7293f-7a20-4f36-ac86-95f4c24b29ae 24f7e457-f71a-43ce-9ca6-4454fbcfa31f
+----------+--------------------------------------+
| Property | Value                                |
+----------+--------------------------------------+
| device   | /dev/vdb                             |
| id       | 24f7e457-f71a-43ce-9ca6-4454fbcfa31f |
| serverId | 77d7293f-7a20-4f36-ac86-95f4c24b29ae |
| volumeId | 24f7e457-f71a-43ce-9ca6-4454fbcfa31f |
+----------+--------------------------------------+
[iyunv@localhost ~]# cinder list
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
|                  ID                  |   Status  | Display Name | Size | Volume Type | Bootable |             Attached to              |
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
| 24f7e457-f71a-43ce-9ca6-4454fbcfa31f |   in-use  |    test55    |  1   |     None    |  false   | 77d7293f-7a20-4f36-ac86-95f4c24b29ae |
+--------------------------------------+-----------+--------------+------+-------------+-------------+
3. iSCSI+SAN 设备   


　　这个是通过TCP/IP 协议来连接存储设备的。仅仅须要保证存储服务节点可以ping通san ip和计算机点能ping存储设备上的iSCSI node ip就可以。

   以ibm的svc或者v7000为例。　　

   与FC部分配置唯一的不同就是


storwize_svc_connection_protocol = FC ==》 storwize_svc_connection_protocol = iSCSI   測试过程同上，一切ok
　　



4. 使用VMWARE
　　这个主要是使用vcenter来管理快存储。cinder这个事实上就是封装了一层， 终于都是调用vcenter的存储管理的功能。就像是一个中转一样，改动cinder.conf中例如以下配置项



volume_driver = cinder.volume.drivers.vmware.vmdk.VMwareVcVmdkDriver
vmware_host_ip = $VCENTER_HOST_IP
vmware_host_username = $VCENTER_HOST_USERNAME
vmware_host_password = $VCENTER_HOST_PASSWORD
vmware_wsdl_location = $WSDL_LOCATION
# VIM Service WSDL Location
# example, 'file:///home/SDK5.5/SDK/vsphere-ws/wsdl/vim25/vimService.wsdl

測试过程同2。一切即ok。　　




5.NFS
　　很普遍的一种网络文件系统，原理可google，直接開始cinder中的实践  


　　第一步： 规划好NFS存储server端。 分别分布在那些节点。那些文件夹，这里在两个节点做规划。作为nfs server端，10.11.0.16:/var/volume_share和10.11.1.178:/var/volume_share。在这两台机器上建好文件夹/var/volume_share， 并export为nfs存储，在两个节点上启动nfs服务



      

  第二步：建立/etc/cinder/share.txt，内容例如以下。 告知能够被mount的共享存储             10.11.0.16:/var/volume_share
10.11.1.178:/var/volume_share                 改动权限及用户组               $ chmod 0640 /etc/cinder/share.txt
$ chown root:cinder /etc/cinder/share.txt  第三步：编辑/etc/cinder/cinder.conf               volume_driver=cinder.volume.drivers.nfs.NfsDriver
nfs_shares_config=/etc/cinder/shares.txt
nfs_mount_point_base=$state_path/mnt 重新启动cinder-volume服务，ok了，測试过程和2一样。　　



有一次变更环境，voluem-attach报了错：


2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     connector)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/nova/openstack/common/excutils.py", line 68, in __exit__
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     six.reraise(self.type_, self.value, self.tb)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/nova/virt/block_device.py", line 239, in attach
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     device_type=self['device_type'], encryption=encryption)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/nova/virt/libvirt/driver.py", line 1263, in attach_volume
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     disk_dev)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/nova/openstack/common/excutils.py", line 68, in __exit__
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     six.reraise(self.type_, self.value, self.tb)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/nova/virt/libvirt/driver.py", line 1250, in attach_volume
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     virt_dom.attachDeviceFlags(conf.to_xml(), flags)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/eventlet/tpool.py", line 179, in doit
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     result = proxy_call(self._autowrap, f, *args, **kwargs)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/eventlet/tpool.py", line 139, in proxy_call
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     rv = execute(f,*args,**kwargs)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib/python2.6/site-packages/eventlet/tpool.py", line 77, in tworker
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     rv = meth(*args,**kwargs)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher   File "/usr/lib64/python2.6/site-packages/libvirt.py", line 419, in attachDeviceFlags
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher     if ret == -1: raise libvirtError ('virDomainAttachDeviceFlags() failed', dom=self)
2014-06-12 11:41:58.659 19312 TRACE oslo.messaging.rpc.dispatcher libvirtError: internal error unable to execute QEMU command '__com.redhat_drive_add': Device 'drive-virtio-disk1' could not be initialized

这个错来自libvirt，做下面设置就可以。先察看virt_use_nfs是off还是on

$ /usr/sbin/getsebool virt_use_nfs假设是off，做下面设置

$ /usr/sbin/setsebool -P virt_use_nfs on
6.GlusterFS      


　　写这么多， 认为这个是比較好的，难怪redhat会收购它， 有眼光啊。它为分布式文件系统。可扩展到几个PB数量级的集群文件系统。能够把多个不同类型的存储块通过Infiniband RDMA或者TCP/IP汇聚成一个大的并行网络文件系统。

       简单总结自己体会到的它的两个特性

           1.横向扩展能力强。 能够把不同节点的brick server组合起来，形成大的并行网络文件系统

           2.能够做软RAID，通过条带技术[stripe] 和镜像卷[replica], 提高并发读写速度和容灾能力



        以下提供一个cinder+glusterfs实践全过程。 穿插叙述glusterfs的优良特性的说明和使用
　　第一步：首先安装部署好gluterfs server环境：
　　本例中使用10.11.0.16和10.11.1.178作为连个节点，首先要在它们上装包
　　两种方式：yum源 or RPM 包

            1：yum -y install glusterfs glusterfs-fuse glusterfs-server

            2：去下面网址下载包， 比如http://download.gluster.org/pub/gluster/glusterfs/3.5/3.5.0/RHEL/epel-6.5/x86_64/

                        glusterfs-3.5.0-2.el6.x86_64.rpm         glusterfs-fuse-3.5.0-2.el6.x86_64.rpm    glusterfs-server-3.5.0-2.el6.x86_64.rpm   

                        glusterfs-cli-3.5.0-2.el6.x86_64.rpm     glusterfs-libs-3.5.0-2.el6.x86_64.rpm  
　　我下载了3.5版本号的。利用rpm的方式安装上。
　　装好之后。规划好多节点上的brick server。本例中将在10.11.1.178 和10.11.0.16上分别建立/var/data_cinder和/var/data_cinder2文件夹。并在10.11.1.178上建立存储集群cfs。


　　1.启动10.11.1.178和10.11.0.16上的glusterd服务
　　[iyunv@chen ~]# /etc/init.d/glusterd start



       2.在10.11.1.178上察看存储池状态

[iyunv@kvm-10-11-1-178 ~]# gluster peer probe 10.11.0.16
[iyunv@kvm-10-11-1-178 ~]# gluster peer probe 10.11.1.178 #本地也能够不运行     3.创建存储集群

      使用方法：$ gluster volume create <NEW-VOLNAME> [stripe <COUNT>] [replica <COUNT>] [transport <tcp|rdma|tcp,rdma>] <NEW-BRICK>?　　<vg_name>... [force]

      stripe 条带，类似做RAID0， 提高读写性能的，

      replica 顾名思义，镜像，类似于做RAID1。 数据会成镜像的写


　　stripe+ replica 能够做RAID10，此时stripe COUNT * replica  COUNT =brick-server  COUNT， 说多了，哈哈

[iyunv@kvm-10-11-0-16 var]# mkdir data_cinder
[iyunv@kvm-10-11-0-16 var]# mkdir data_cinder2
[iyunv@kvm-10-11-1-178 var]# mkdir data_cinder
[iyunv@kvm-10-11-1-178 var]# mkdir data_cinder2
[iyunv@kvm-10-11-1-178 var]# gluster volume create cfs stripe 2 replica 2 10.11.0.16:/var/data_cinder2 10.11.1.178:/var/data_cinder 10.11.0.16:/var/data_cinder 10.11.1.178:/var/data_cinder2 force
volume create: cfs: success: please start the volume to access data
　　注意：不要 gluster volume create cfs stripe 2 replica 2 10.11.0.16:/var/data_cinder2 10.11.0.16:/var/data_cinder 10.11.1.178:/var/data_cinder 10.11.1.178:/var/data_cinder2 force。 由于前两个是做RAID1， 在同一个节点上就起不到容灾能力了。

      4. start 存储集群

使用方法：$ gluster  volume start <NEW-VOLNAME>

[iyunv@kvm-10-11-1-178 var]# gluster volume start cfs
volume start: cfs: success
[iyunv@kvm-10-11-1-178 ~]# gluster volume info all
Volume Name: cfs
Type: Striped-Replicate
Volume ID: ac614af9-11b8-4ff3-98e6-fe8c3a2568b6
Status: Started
Number of Bricks: 1 x 2 x 2 = 4
Transport-type: tcp
Bricks:
Brick1: 10.11.0.16:/var/data_cinder2
Brick2: 10.11.1.178:/var/data_cinder
Brick3: 10.11.0.16:/var/data_cinder
Brick4: 10.11.1.178:/var/data_cinder2
　　第二步：client端，也就是cinder-volume service所在的节点，这端除了glusterfs-server包不用装。其它都要装上。这端就和nfs那些一样了。保证服务启动时会做好mount。


　　建立/etc/cinder/share.conf，内容例如以下。 告知能够被mount的集群存储            

10.11.1.178:/cfs                 改动权限及用户组               $ chmod 0640 /etc/cinder/share.conf
$ chown root:cinder /etc/cinder/share.confcinder.conf 配置

glusterfs_shares_config = /etc/cinder/shares.conf
glusterfs_mount_point_base = /var/lib/cinder/volumes
volume_driver=cinder.volume.drivers.glusterfs.GlusterfsDriver

[iyunv@chen ~]# for i in api scheduler volume; do sudo service openstack-cinder-${i} restart; done

[iyunv@chen ~]# cinder create --display-name  chenxiao-glusterfs 1
[iyunv@chen ~]# cinder list
+--------------------------------------+----------------+--------------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
|                  ID                  |     Status     |    Display Name    | Size | Volume Type | Bootable |             Attached to              |
+--------------------------------------+----------------+--------------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
| 866f7084-c624-4c11-a592-8c00fcabfb23 |   available    | chenxiao-glusterfs |  1   |     None    |  false   |                                      |
+--------------------------------------+----------------+--------------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
每一个brick server上都有此存储数据的分布， 都为512M, 仅仅有1/2G 是由于做个RAID0， 分布在四处，总共同拥有2G，是由于做了RAID1，以当中一个为例：

[iyunv@kvm-10-11-1-178 data_cinder]# ls -al
总用量 20
drwxrwxr-x    3 root cinder      4096 6月  18 20:43 .
drwxr-xr-x.  27 root root        4096 6月  18 10:24 ..
drw-------  240 root root        4096 6月  18 20:39 .glusterfs
-rw-rw-rw-    2 root root   536870912 6月  18 20:39 volume-866f7084-c624-4c11-a592-8c00fcabfb23boot个instance。 进行attach操作。

[iyunv@chen data_cinder]# nova volume-attach f5b7527e-2ab8-424c-9842-653bd73e8f26 866f7084-c624-4c11-a592-8c00fcabfb23
+----------+--------------------------------------+
| Property | Value                                |
+----------+--------------------------------------+
| device   | /dev/vdd                             |
| id       | 866f7084-c624-4c11-a592-8c00fcabfb23 |
| serverId | f5b7527e-2ab8-424c-9842-653bd73e8f26 |
| volumeId | 866f7084-c624-4c11-a592-8c00fcabfb23 |
+----------+--------------------------------------+

[iyunv@chen data_cinder]# cinder list
+--------------------------------------+----------------+--------------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
|                  ID                  |     Status     |    Display Name    | Size | Volume Type | Bootable |             Attached to              |
+--------------------------------------+----------------+--------------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+
| 866f7084-c624-4c11-a592-8c00fcabfb23 |     in-use     | chenxiao-glusterfs |  1   |     None    |  false   | f5b7527e-2ab8-424c-9842-653bd73e8f26 |
+--------------------------------------+----------------+--------------------+------+-------------+----------+--------------------------------------+