开源实践分享：Ceph bluestore部署实践

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Ceph bluestore部署
　　首先为大家分享Ceph bluestore具体该如何部署，使用环境如下
·   单节点
·   CentOS 7.4
·   使用 ceph-deploy 进行部署
准备 centos 7.4 系统的机器，并配置好 ssh 的无密码登录。
　　安装 ceph-deploy
yum install https://download.ceph.com/rpm-luminous/el7/noarch/ceph-deploy-2.0.0-0.noarch.rpm
数据 ceph 安装包
mkdir ceph-install
cd ceph-install
ceph-deploy new node1
把如下内容加入到 ceph.conf 里面，把默认的副本数据调成1。
[global]
osd pool default size = 1
osd pool default min size = 1
安装 ceph 包
ceph-deploy install --release luminous node2
初始化 mon
ceph-deploy mon create-initial
ceph-deploy admin node1
这时 ceph 已经可以访问了
$ ceph -s
  cluster:
    id:     5b2f0020-fc24-44de-a6c9-a88efdc5074f
  health: HEALTH_OK
  services:
    mon: 1 daemons, quorum node1
    mgr: no daemons active
    osd: 0 osds: 0 up, 0 in
  data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 bytes
    usage:   0 kB used, 0 kB / 0 kB avail
    pgs:
　　接下来要部署 ceph mgr, 这个组件在 Luminous 里面是必装组件
ceph-deploy  mgr create node1
　　接下来部署 ceph osd, 现在推荐使用 ceph-volume lvm 来管理磁盘。所有安装的时候 ，就需要准备一个 lv 出来。为了测试 bluestore 的 block.db 和 block.wal， 我们来做三个lv 分别用于单 osd 。
　　$ pv create /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
$ vgcreate  ceph-pool /dev/sdb
  Volume group "ceph-pool" successfully created
$ lvcreate -n osd0.wal -L 1G ceph-pool
  Logical volume "osd0.wal" created.
$ lvcreate -n osd0.db -L 1G ceph-pool
  Logical volume "osd0.db" created.
$ lvcreate -n osd0 -l 100%FREE ceph-pool
  Logical volume "osd0" created.
　　接下来，就可以创建 OSD 了。
ceph-deploy  osd create \
    --data ceph-pool/osd0 \
    --block-db ceph-pool/osd0.db \
    --block-wal ceph-pool/osd0.wal \
    --bluestore node1
　　这样，一个最小的集群就建好了
$ ceph -s
  cluster:
    id:     5b2f0020-fc24-44de-a6c9-a88efdc5074f
    health: HEALTH_OK
  services:
    mon: 1 daemons, quorum node1
    mgr: node2(active)
    osd: 1 osds: 1 up, 1 in
  data:
    pools:   0 pools, 0 pgs
    objects: 0 objects, 0 bytes
  usage:   2048 MB used, 37883 MB / 39931 MB avail
    pgs:
$ ls -alh /var/lib/ceph/osd/ceph-0/
total 52K
drwxrwxrwt. 2 ceph ceph 340 Apr  4 16:27 .
drwxr-x---. 3 ceph ceph  20 Apr  4 16:27 ..
-rw-r--r--. 1 ceph ceph 183 Apr  4 16:27 activate.monmap
lrwxrwxrwx. 1 ceph ceph  19 Apr  4 16:27 block -> /dev/ceph-pool/osd0
lrwxrwxrwx. 1 root root  23 Apr  4 16:27 block.db -> /dev/ceph-pool/osd0.wal
lrwxrwxrwx. 1 root root  23 Apr  4 16:27 block.wal -> /dev/ceph-pool/osd0.wa
-rw-r--r--. 1 ceph ceph   2 Apr  4 16:27 bluefs
-rw-r--r--. 1 ceph ceph  37 Apr  4 16:27 ceph_fsid
-rw-r--r--. 1 ceph ceph  37 Apr  4 16:27 fsid
-rw-------. 1 ceph ceph  55 Apr  4 16:27 keyring
-rw-r--r--. 1 ceph ceph   8 Apr  4 16:27 kv_backend
-rw-r--r--. 1 ceph ceph  21 Apr  4 16:27 magic
-rw-r--r--. 1 ceph ceph   4 Apr  4 16:27 mkfs_done
-rw-r--r--. 1 ceph ceph  41 Apr  4 16:27 osd_key
-rw-r--r--. 1 ceph ceph  24 Apr  4 16:27 path_block.db
-rw-r--r--. 1 ceph ceph   6 Apr  4 16:27 ready
-rw-r--r--. 1 ceph ceph  10 Apr  4 16:27 type
-rw-r--r--. 1 ceph ceph   2 Apr  4 16:27 whoami

bluestore & rocksdb & ceph-volume
　　ceph 的组件多采用插件的机制，包括后端存储，KV 数据库，磁盘管理等。各组件之间可以灵活的组合。
　　基于后端存储包括 filestore, kvstore，memstore 和新的 bluestore。 Ceph Luminous 引用了 bluestore 的存储类型，不依赖文件系统，直接管理物理磁盘，相比filestore, 在 io 写入的时候路径更短，也避免了二次写入的问题，性能会更加好。
　　KV 存储主要包括 LevelDB, MemDB 和新的 RocksDB。 RocksDB 是 Facebook 基于 LevelDB 开发的 key-value 数据，并对闪存(flash)有更友好的优化。
　　磁盘管理之前只有个 ceph-disk, 现在新引入了 ceph-volume。基于 lvm 来管理磁盘，并会逐渐废弃掉 ceph-disk。
　　其中比较有意思的是 RocksDB 的实现，RocksDB 原本只基于文件系统的。但是得益于它本身的灵活性，bluestore 实现了一套 RocksDB 的 Env 接口，还在 BlueStore 上面实现了一套 BlueFS 的接口与 BluestoreEnv 对接。使得 RocksDB 可以存储在 BlueStore 上面。
wal & db 的大小问题
　　在 ceph bluestore 的情况下，wal 是 RocksDB 的 write-ahead log, 相当于之前的 journal 数据，db 是 RocksDB 的 metadata 信息。在磁盘选择原则是 block.wal > block.db > block。当然所有的数据也可以放到同一块盘上。
　　默认情况下， wal 和 db 的大小分别是 512 MB 和 1GB, 包括 Sage Weil 的 PPT 里面也是这样标明的【注释1请添加链接描述】。现在没有一个好的理论值，好像和 ceph 本身承载的数据类型有关系。更多讨论可以参看【注释2请添加链接描述】。
　　值得注意的是，如果所有的数据都在单块盘上，那是没有必要指定 wal & db 的大小的。如果 wal & db 是在不同的盘上，由于 wal/db 一般都会分的比较小，是有满的可能性的。如果满了，这些数据会迁移到下一个快的盘上(wal - db - main)。所以最少不会因为数据满了，而造成无法写入【注释3请添加链接描述】。
使用 bluestore 时的 osd 分区
　　如果是使用的 ceph-disk 管理磁盘，他会建立一个 100MB 的分区，来存放 keyring / whoami 这些信息，这和之前的逻辑是一样的。
　　如果使用 ceph-volume 管理磁盘，/var/lib/ceph/osd/ceph-0 分区会从 tmpfs 挂载过来(也就是内存)
　　$ mount | grep osd
tmpfs on /var/lib/ceph/osd/ceph-0 type tmpfs (rw,relatime,seclabel)
$ ls -Alh /var/lib/ceph/osd/ceph-0
lrwxrwxrwx. 1 ceph ceph 19 Apr  7 21:36 block -> /dev/ceph-pool/osd0
lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Apr  7 21:36 block.db -> /dev/ceph-pool/osd0.db
lrwxrwxrwx. 1 root root 23 Apr  7 21:36 block.wal -> /dev/ceph-pool/osd0.wal
-rw-------. 1 ceph ceph 37 Apr  7 21:36 ceph_fsid
-rw-------. 1 ceph ceph 37 Apr  7 21:36 fsid
-rw-------. 1 ceph ceph 55 Apr  7 21:36 keyring
-rw-------. 1 ceph ceph  6 Apr  7 21:36 ready
-rw-------. 1 ceph ceph 10 Apr  7 21:36 type
-rw-------. 1 ceph ceph  2 Apr  7 21:36 whoami
　　至于目录中的这些文件则是从 bluestore 盘一开始的BDEV_LABEL_BLOCK_SIZE=4096位置读取过来的。通过以下命令，可以把所有的 label 打印出来：
$ ceph-bluestore-tool  show-label --path /var/lib/ceph/osd/ceph-0
{
    "/var/lib/ceph/osd/ceph-0/block": {
        "osd_uuid": "c349b2ba-690f-4a36-b6f6-2cc0d0839f29",
        "size": 2147483648,
        "btime": "2018-04-04 10:22:25.216117",
        "description": "main",
        "bluefs": "1",
        "ceph_fsid": "14941be9-c327-4a17-8b86-be50ee2f962e",
        "kv_backend": "rocksdb",
        "magic": "ceph osd volume v026",
        "mkfs_done": "yes",
        "osd_key": "AQDgNsRaVtsRIBAA6pmOf7y2GBufyE83nHwVvg==",
        "ready": "ready",
        "whoami": "0"
    }
}
　　相关代码参看
·   ceph-volume activate
·   ceph-bluestore-tool prime-osd-dir
　　使用ceph-volume， 不管 store 使用的是 filestore 还是 bluestore, 都会把一些 tag 存在 lvm 上面， 可以使用以下命令查看(做了格式化处理)
　　$lvs -o lv_tags /dev/mapper/ceph--pool-osd
LV Tags
ceph.block_device=/dev/ceph-pool/osd
ceph.block_uuid=dRW0FO-KiVS-vBjB-PE42-RnSd-mL04-FRQmAz
ceph.cephx_lockbox_secret=
ceph.cluster_fsid=14941be9-c327-4a17-8b86-be50ee2f962e
ceph.cluster_name=ceph
ceph.crush_device_class=None
ceph.encrypted=0
ceph.osd_fsid=c349b2ba-690f-4a36-b6f6-2cc0d0839f29
ceph.osd_id=0
ceph.type=block
osd 的盘是如何挂载的
　　ceph 依赖 systemd 来管理挂载，不需要配置 /etc/fstab 文件。在初始化 osd 的时候, ceph 会 enable 一个 ceph-volume@x.service 服务，其中 x 的格式如 {lvm|simple}-{osd id}-{osd uuid}, 这个服务会在系统的local-fs.target 组里面，当系统挂载本地盘的时候，会自动挂载上。
　　这个 ceph-volume@.service 定义如下：
　　$systemctl cat ceph-volume@lvm-0-b7b4fa98-d36e-430b-9789-a432a078292c
# /usr/lib/systemd/system/ceph-volume@.service
[Unit]
Description=Ceph Volume activation: %i
After=local-fs.target
Wants=local-fs.target
[Service]
Type=oneshot
KillMode=none
Environment=CEPH_VOLUME_TIMEOUT=10000
ExecStart=/bin/sh -c 'timeout $CEPH_VOLUME_TIMEOUT /usr/sbin/ceph-volume-systemd %i'
TimeoutSec=0
[Install]
WantedBy=multi-user.target
　　可以看到， 他是把参数传递给了 ceph-volume-systemd 命令， 而这个命令又把参数解析后，传给了 ceph-volume 命令，最后执行的命令是：
ceph-volume lvm trigger {osd id} {osd uuid]
　　需要ceph-volume-systemd 这个命令的原因应该是systemd只能传一个参数。
　　这个 trigger 会调用 ceph-volume lvm activate 命令，去准备相对应挂载及里面的数据初始化。
　　最后， ceph-volume lvm activate 会调用 ceph-bluestore-tool pirme-osd-dir 命令来初始化里面的数据。
其他
　　ceph osd purge
ceph Limunous 新加了一个 ceph osd purge 命令，很好用，可以一个命令，把某个 osd 相关的信息都清除掉。包括
·   osd
·   crush rule
·   auth key
　　ceph-disk lvm
ceph-disk 应试不支持 lvm ， 参见 ：
http://tracker.ceph.com/issues/5461
不过 kolla 是否支持，可以验证下， 因为 kolla 的脚本里面不依赖 ceph-disk
　　参考链接：
http://www.sysnote.org/2016/08/19/ceph-bluestore/
https://ceph.com/community/new-luminous-bluestore/
http://liyichao.github.io/posts/ceph-bluestore-%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E5%8E%9F%E7%90%86.html
　　关于九州云99Cloud
　　九州云（99Cloud.Inc）成立于2012年，是中国第一家从事OpenStack和相关开源服务的专业公司。公司成立六年，秉承“开源 · 赋能变革”的理念，已经从单一的OpenStack产品提供商，发展成为涵盖云核心、云运营、云运维和云安全等多个领域的开源软件和服务提供商。九州云已支持了国家电网、×××、中国银联、中国移动、中国电信、中国联通、中国资源卫星、中航信（航旅纵横）、eBay、国际陆港集团、中国人寿、万达信息、东风汽车、诺基亚等重量级客户。在2018年最新的Queen发行版排名中，九州云在核心模块贡献跃居全球第四，中国第二，其中在容器部署Kolla项目、NFV编排Tacker项目等重量级项目上贡献全球第一。