kubernetes K8S 挂载分布式存储 ceph
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一、Ceph简介
二、Ceph核心组件介绍
三、安装Ceph集群
1初始化实验环境
1.1、配置静态IP：
1.2、配置主机名：
1.3、配置hosts文件：
1.4、配置互信
1.5、关闭防火墙
1.6、关闭selinux
1.7、配置Ceph安装源
1.8、配置时间同步
1.9、安装基础软件包
2、安装ceph集群
2.1 安装ceph-deploy
2.2 创建monitor节点
2.3 安装ceph-monitor
2.4 部署osd服务
2.5 创建ceph文件系统
2.6 测试k8s挂载ceph rbd
2.7 基于ceph rbd生成pv
2.8 基于storageclass动态生成pv
2.9 k8s挂载cephfs
文档中的YAML文件配置直接复制粘贴可能存在格式错误，故实验中所需要的YAML文件以及本地包均打包至网盘
链接：https://pan.baidu.com/s/1oKhAqeXvk8JYhtMNzUYciA
提取码：cpsg
一、Ceph简介
Ceph.io — Home
https://docs.ceph.com/en/latest/start/intro/
ceph是一种开源的分布式的存储系统
块存储（rbd），对象存储(RADOS Fateway)，文件系统（cephfs）
块是一个字节序列（例如，512字节的数据块）。 基于块的存储接口是使用旋转介质（如硬盘，CD，软盘甚至传统的9轨磁带）存储数据的最常用方法;Ceph块设备是精简配置，可调整大小并存储在Ceph集群中多个OSD条带化的数据。 Ceph块设备利用RADOS功能，如快照，复制和一致性。 Ceph的RADOS块设备（RBD）使用内核模块或librbd库与OSD进行交互;Ceph的块设备为内核模块或QVM等KVM以及依赖libvirt和QEMU与Ceph块设备集成的OpenStack和CloudStack等基于云的计算系统提供高性能和无限可扩展性。 可以使用同一个集群同时运行Ceph RADOS Gateway，CephFS文件系统和Ceph块设备。
linux系统中，ls /dev/下有很多块设备文件，这些文件就是我们添加硬盘时识别出来的；
rbd就是由Ceph集群提供出来的块设备。可以这样理解，sda是通过数据线连接到了真实的硬盘，而rbd是通过网络连接到了Ceph集群中的一块存储区域，往rbd设备文件写入数据，最终会被存储到Ceph集群的这块区域中；
总结：块设备可理解成一块硬盘，用户可以直接使用不含文件系统的块设备，也可以将其格式化成特定的文件系统，由文件系统来组织管理存储空间，从而为用户提供丰富而友好的数据操作支持。
Ceph文件系统（CephFS）是一个符合POSIX标准的文件系统，它使用Ceph存储集群来存储其数据。 Ceph文件系统使用与Ceph块设备相同的Ceph存储集群系统。
用户可以在块设备上创建xfs文件系统，也可以创建ext4等其他文件系统，Ceph集群实现了自己的文件系统来组织管理集群的存储空间，用户可以直接将Ceph集群的文件系统挂载到用户机上使用，Ceph有了块设备接口，在块设备上完全可以构建一个文件系统，那么Ceph为什么还需要文件系统接口呢？
主要是因为应用场景的不同，Ceph的块设备具有优异的读写性能，但不能多处挂载同时读写，目前主要用在OpenStack上作为虚拟磁盘，而Ceph的文件系统接口读写性能较块设备接口差，但具有优异的共享性。
Ceph对象存储使用Ceph对象网关守护进程（radosgw），它是一个用于与Ceph存储集群交互的HTTP服务器。由于它提供与OpenStack Swift和Amazon S3兼容的接口，因此Ceph对象网关具有自己的用户管理。 Ceph对象网关可以将数据存储在用于存储来自Ceph文件系统客户端或Ceph块设备客户端的数据的相同Ceph存储集群中
使用方式就是通过http协议上传下载删除对象（文件即对象）。
老问题来了，有了块设备接口存储和文件系统接口存储，为什么还整个对象存储呢?
Ceph的块设备存储具有优异的存储性能但不具有共享性，而Ceph的文件系统具有共享性然而性能较块设备存储差，为什么不权衡一下存储性能和共享性，整个具有共享性而存储性能好于文件系统存储的存储呢，对象存储就这样出现了。
高可靠：既满足存储读取不丢失，还要保证数据长期存储。 在保证部分硬件损坏后依然可以保证数据安全
可扩展：分布式存储的优势就是“分布式”，所谓的“分布式”就是能够将多个物理节点整合在一起形成共享的存储池，节点可以线性扩充，这样可以源源不断的通过扩充节点提升性能和扩大容量，这是传统存储阵列无法做到的
二、Ceph核心组件介绍
在ceph集群中，不管你是想要提供对象存储，块设备存储，还是文件系统存储，所有Ceph存储集群部署都是从设置每个Ceph节点，网络和Ceph存储开始 的。 Ceph存储集群至少需要一个Ceph Monitor，Ceph Manager和Ceph OSD（对象存储守护进程）。 运行Ceph Filesystem客户端时也需要Ceph元数据服务器。
Monitors：Ceph监视器（ceph-mon）维护集群状态的映射，包括监视器映射，管理器映射，OSD映射和CRUSH映射。这些映射是Ceph守护进程相互协调所需的关键集群状态。监视器还负责管理守护进程和客户端之间的身份验证。冗余和高可用性通常至少需要三个监视器。
Managers：Ceph Manager守护程序（ceph-mgr）负责跟踪运行时指标和Ceph集群的当前状态，包括存储利用率，当前性能指标和系统负载。 Ceph Manager守护进程还托管基于python的模块来管理和公开Ceph集群信息，包括基于Web的Ceph Dashboard和REST API。高可用性通常至少需要两名Managers。
Ceph OSD：Ceph OSD（对象存储守护进程，ceph-osd）存储数据，处理数据复制，恢复，重新平衡，并通过检查其他Ceph OSD守护进程来获取心跳，为Ceph监视器和管理器提供一些监视信息。冗余和高可用性通常至少需要3个Ceph OSD。
MDS：Ceph元数据服务器（MDS，ceph-mds）代表Ceph文件系统存储元数据（即，Ceph块设备和Ceph对象存储不使用MDS）。 Ceph元数据服务器允许POSIX文件系统用户执行基本命令（如ls，find等），而不会给Ceph存储集群带来巨大负担。
三、安装Ceph集群
1初始化实验环境
机器配置：
Centos7.6
网络模式：NAT
准备三台机器，每台机器需要三个硬盘，配置4GiB/4vCPU/60G
master1-admin是管理节点 ：192.168.40.200
node1-monitor是监控节点：192.168.40.201
node2-osd是对象存储节点：192.168.40.202
1.1、配置静态IP：
把虚拟机或者物理机配置成静态ip地址，这样机器重新启动后ip地址也不会发生改变。以master1-admin主机为例，修改静态IP:
修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33文件，变成如下：
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.40.200
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.40.2
DNS1=192.168.40.2
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
#修改配置文件之后需要重启网络服务才能使配置生效，重启网络服务命令如下：
service network restart
注：/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33文件里的配置说明：
NAME=ens33 #网卡名字，跟DEVICE名字保持一致即可
DEVICE=ens33 #网卡设备名，大家ip addr可看到自己的这个网卡设备名，每个人的机器可能这个名字不一样，需要写自己的
BOOTPROTO=static #static表示静态ip地址
ONBOOT=yes #开机自启动网络，必须是yes
IPADDR=192.168.40.200 #ip地址，需要跟自己电脑所在网段一致
NETMASK=255.255.255.0 #子网掩码，需要跟自己电脑所在网段一致
GATEWAY=192.168.40.2 #网关，在自己电脑打开cmd，输入ipconfig /all可看到
DNS1=192.168.40.2 #DNS，在自己电脑打开cmd，输入ipconfig /all可看到
1.2、配置主机名：
在192.168.40.200上执行如下：
hostnamectl set-hostname master1-admin && bash
在192.168.40.201上执行如下：
hostnamectl set-hostname node1-monitor && bash
在192.168.40.202上执行如下：
hostnamectl set-hostname node2-osd && bash
1.3、配置hosts文件：
修改master1-admin、node1-monitor、node2-osd机器的/etc/hosts文件，增加如下三行：
192.168.40.200 master1-admin
192.168.40.201 node1-monitor
192.168.40.202 node2-osd
1.4、配置互信
生成ssh 密钥对
[root@master1-admin ~]# ssh-keygen -t rsa #一路回车，不输入密码
把本地的ssh公钥文件安装到远程主机对应的账户
[root@master1-admin ~]# ssh-copy-id node1-monitor
[root@master1-admin ~]# ssh-copy-id node2-osd
[root@master1-admin ~]# ssh-copy-id master1-admin
[root@node1-monitor ~]# ssh-keygen #一路回车，不输入密码
把本地的ssh公钥文件安装到远程主机对应的账户
[root@node1-monitor ~]# ssh-copy-id master1-admin
[root@node1-monitor ~]# ssh-copy-id node1-monitor
[root@node1-monitor ~]# ssh-copy-id node2-osd
[root@node2-osd ~]# ssh-keygen #一路回车，不输入密码
把本地的ssh公钥文件安装到远程主机对应的账户
[root@node2-osd ~]# ssh-copy-id master1-admin
[root@node2-osd ~]# ssh-copy-id node1-monitor
[root@node2-osd ~]# ssh-copy-id node2-osd
1.5、关闭防火墙
[root@master1-admin ~]# systemctl stop firewalld ; systemctl disable firewalld
[root@node1-monitor ~]# systemctl stop firewalld ; systemctl disable firewalld
[root@node2-osd ~]# systemctl stop firewalld ; systemctl disable firewalld
1.6、关闭selinux
所有ceph节点的selinux都关闭
#临时关闭
setenforce 0
#永久关闭
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
#注意：修改selinux配置文件之后，重启机器，selinux才能永久生效
1.7、配置Ceph安装源
#配置阿里云的repo源，master1-admin、node1-monitor、node2-osd上操作：
#配置ceph的repo源，master1-admin、node1-monitor、node2-osd上操作：
yum install -y yum-utils && sudo yum-config-manager --add-repo https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/ && sudo yum install --nogpgcheck -y epel-release && sudo rpm --import /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-EPEL-7 && sudo rm /etc/yum.repos.d/dl.fedoraproject.org*
#把ceph.repo上传到master1-admin、node1-monitor、node2-osd上
cat /etc/yum.repos.d/ceph.repo
[Ceph]
name=Ceph packages for $basearch
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-jewel/el7/x86_64/
enabled=1
gpgcheck=0
type=rpm-md
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/ceph/keys/release.asc
priority=1
[Ceph-noarch]
name=Ceph noarch packages
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-jewel/el7/noarch/
enabled=1
gpgcheck=0
type=rpm-md
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/ceph/keys/release.asc
priority=1
[ceph-source]
name=Ceph source packages
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/ceph/rpm-jewel/el7/SRPMS/
enabled=1
gpgcheck=0
type=rpm-md
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/ceph/keys/release.asc
priority=1
1.8、配置时间同步
配置机器时间跟网络时间同步，在ceph的每台机器上操作
service ntpd stop
ntpdate cn.pool.ntp.org
crontab -e
* */1 * * * /usr/sbin/ntpdate cn.pool.ntp.org
service crond restart
1.9、安装基础软件包
#安装基础软件包，在ceph的每台机器上操作
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 wget net-tools nfs-utils lrzsz gcc gcc-c++ make cmake libxml2-devel openssl-devel curl curl-devel unzip sudo ntp libaio-devel wget vim ncurses-devel autoconf automake zlib-devel python-devel epel-release openssh-server socat ipvsadm conntrack ntpdate telnet deltarpm
2、安装ceph集群
2.1 安装ceph-deploy
#在master1-admin节点安装ceph-deploy
[root@master1-admin ~]# yum install python-setuptools ceph-deploy -y
#在master1-admin、node1-monitor和node2-osd节点安装ceph
[root@master1-admin]# yum install ceph ceph-radosgw -y
[root@node1-monitor ~]# yum install ceph ceph-radosgw -y
[root@node2-osd ~]# yum install ceph ceph-radosgw -y
[root@master1-admin ~]# ceph --version
ceph version 10.2.11 (e4b061b47f07f583c92a050d9e84b1813a35671e)
2.2 创建monitor节点
#创建一个目录，用于保存 ceph-deploy 生成的配置文件信息的
[root@master1-admin ceph ~]# cd /etc/ceph
[root@master1-admin ceph]# ceph-deploy new master1-admin node1-monitor node2-osd
[root@master1-admin ceph]# ls
#生成了如下配置文件
ceph.conf ceph-deploy-ceph.log ceph.mon.keyring
Ceph配置文件、一个monitor密钥环和一个日志文件
2.3 安装ceph-monitor
1、修改ceph配置文件
#把ceph.conf配置文件里的默认副本数从3改成1 。把osd_pool_default_size = 2
加入[global]段，这样只有2个osd也能达到active+clean状态：
[root@master1-admin]# vim /etc/ceph/ceph.conf
[global]
fsid = af5cd413-1c53-4035-90c6-95368eef5c78
mon_initial_members = node1-monitor
mon_host = 192.168.40.201
auth_cluster_required = cephx
auth_service_required = cephx
auth_client_required = cephx
filestore_xattr_use_omap = true
osd_pool_default_size = 2
mon clock drift allowed = 0.500
mon clock drift warn backoff = 10
mon clock drift allowed #监视器间允许的时钟漂移量默认值0.05
mon clock drift warn backoff #时钟偏移警告的退避指数。默认值5
ceph对每个mon之间的时间同步延时默认要求在0.05s之间，这个时间有的时候太短了。所以如果ceph集群如果出现clock问题就检查ntp时间同步或者适当放宽这个误差时间。
cephx是认证机制是整个 Ceph 系统的用户名/密码
2、配置初始monitor、收集所有的密钥
[root@master1-admin]# cd /etc/ceph
[root@master1-admin]# ceph-deploy mon create-initial
[root@master1-admin]# ls *.keyring
ceph.bootstrap-mds.keyring ceph.bootstrap-mgr.keyring ceph.bootstrap-osd.keyring ceph.bootstrap-rgw.keyring ceph.client.admin.keyring ceph.mon.keyring
2.4 部署osd服务
#准备osd
[root@ master1-admin ceph]# cd /etc/ceph/
[root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd prepare master1-admin:/dev/sdb [root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd prepare node1-monitor:/dev/sdb
[root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd prepare node2-osd:/dev/sdb
#激活osd
[root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd activate master1-admin:/dev/sdb1
[root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd activate node1-monitor:/dev/sdb1
[root@master1-admin ceph]# ceph-deploy osd activate node2-osd:/dev/sdb1
查看状态：
[root@ master1-admin ceph]# ceph-deploy osd list master1-admin node1-monitor node2-osd
要使用Ceph文件系统，你的Ceph的存储集群里至少需要存在一个Ceph的元数据服务器(mds)。
2.5 创建ceph文件系统
创建mds
[root@ master1-admin ceph]# ceph-deploy mds create master1-admin node1-monitor node2-osd
查看ceph当前文件系统
[root@ master1-admin ceph]# ceph fs ls
No filesystems enabled
一个cephfs至少要求两个librados存储池，一个为data，一个为metadata。当配置这两个存储池时，注意：
1. 为metadata pool设置较高级别的副本级别，因为metadata的损坏可能导致整个文件系统不用
2. 建议，metadata pool使用低延时存储，比如SSD，因为metadata会直接影响客户端的响应速度。
创建存储池
[root@ master1-admin ceph]# ceph osd pool create cephfs_data 128
pool 'cephfs_data' created
[root@ master1-admin ceph]# ceph osd pool create cephfs_metadata 128
pool 'cephfs_metadata' created
关于创建存储池
确定 pg_num 取值是强制性的，因为不能自动计算。下面是几个常用的值：
*少于 5 个 OSD 时可把 pg_num 设置为 128
*OSD 数量在 5 到 10 个时，可把 pg_num 设置为 512
*OSD 数量在 10 到 50 个时，可把 pg_num 设置为 4096
*OSD 数量大于 50 时，你得理解权衡方法、以及如何自己计算 pg_num 取值
*自己计算 pg_num 取值时可借助 pgcalc 工具
随着 OSD 数量的增加，正确的 pg_num 取值变得更加重要，因为它显著地影响着集群的行为、以及出错时的数据持久性（即灾难性事件导致数据丢失的概率）。
创建文件系统
创建好存储池后，你就可以用 fs new 命令创建文件系统了
[root@ master1-admin ceph]# ceph fs new xianchao cephfs_metadata cephfs_data
new fs with metadata pool 2 and data pool 1
其中：new后的fsname 可自定义
[root@ master1-admin ceph]# ceph fs ls #查看创建后的cephfs
[root@ master1-admin ceph]# ceph mds stat #查看mds节点状态
xianchao:1 {0=master1-admin=up:active} 2 up:standby
active是活跃的，另1个是处于热备份的状态
[root@master1-admin ceph]# ceph -s
cluster cd296ab9-1f61-4b9f-8cc3-0a57dfab00eb
health HEALTH_OK
monmap e1: 3 mons at {master1-admin=192.168.40.200:6789/0,node1-monitor=192.168.40.201:6789/0,node2-osd=192.168.40.202:6789/0}
election epoch 4, quorum 0,1,2 master1-admin,node1-monitor,node2-osd
fsmap e7: 1/1/1 up {0=node2-osd=up:active}, 2 up:standby
osdmap e20: 3 osds: 3 up, 3 in
flags sortbitwise,require_jewel_osds
pgmap v51: 116 pgs, 3 pools, 2068 bytes data, 20 objects
323 MB used, 164 GB / 164 GB avail
116 active+clean
HEALTH_OK表示ceph集群正常
2.6 测试k8s挂载ceph rbd
需要有一套k8s环境
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
xianchaomaster1 Ready control-plane,master 24d v1.23.1
xianchaonode1 Ready worker 24d v1.23.1
xianchaomaster1节点ip：192.168.40.180
xianchaonode1节点ip：192.168.40.181
# kubernetes要想使用ceph，需要在k8s的每个node节点安装ceph-common，把ceph节点上的ceph.repo文件拷贝到k8s各个节点/etc/yum.repos.d/目录下，然后在k8s的各个节点yum install ceph-common -y
[root@master1-admin]# scp /etc/yum.repos.d/ceph.repo 192.168.40.180:/etc/yum.repos.d/
[root@master1-admin]# scp /etc/yum.repos.d/ceph.repo 192.168.40.181:/etc/yum.repos.d/
[root@xianchaomaster1 ~]# yum install ceph-common -y
[root@xianchaonode1 ~]# yum install ceph-common -y
#将ceph配置文件拷贝到k8s的控制节点和工作节点
[root@master1-admin ~]# scp /etc/ceph/* 192.168.40.180:/etc/ceph/
[root@master1-admin ~]# scp /etc/ceph/* 192.168.40.181:/etc/ceph/
#创建ceph rbd
[root@master1-admin ~]# ceph osd pool create k8srbd1 6
pool 'k8srbd' created
[root@master1-admin ~]# rbd create rbda -s 1024 -p k8srbd1
[root@master1-admin ~]# rbd feature disable k8srbd1/rbda object-map fast-diff deep-flatten
#创建pod，挂载ceph rbd
#把nginx.tar.gz 上传到xianchaonode1上，手动解压
[root@xianchaonode1 ~]# docker load -i nginx.tar.gz
[root@xianchaomaster1 ~]# vim pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: testrbd
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: testrbd
mountPath: /mnt
volumes:
- name: testrbd
rbd:
monitors:
- '192.168.40.201:6789'
- '192.168.40.200:6789'
- '192.168.40.202:6789'
pool: k8srbd1
image: rbda
fsType: xfs
readOnly: false
user: admin
keyring: /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring
#更新资源清单文件
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pod.yaml
#查看pod是否创建成功
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -o wide
注意： k8srbd1下的rbda被pod挂载了，那其他pod就不能占用这个k8srbd1下的rbda了
例：创建一个pod-1.yaml
[root@xianchaomaster1 ~]# cat pod-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: testrbd1
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: testrbd
mountPath: /mnt
volumes:
- name: testrbd
rbd:
monitors:
- '192.168.40.201:6789'
- '192.168.40.200:6789'
- '192.168.40.202:6789'
pool: k8srbd1
image: rbda
fsType: xfs
readOnly: false
user: admin
keyring: /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pod-1.yaml
pod/testrbd1 created
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
testrbd 1/1 Running 0 51s
testrbd1 0/1 Pending 0 15s
#查看testrbd1详细信息
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl describe pods testrbd1
Warning FailedScheduling 48s (x2 over 48s) default-scheduler 0/2 nodes are available: 1 node(s) had no available disk, 1 node(s) had taint {node-role.kubernetes.io/master: }, that the pod didn't tolerate.
上面一直pending状态，通过warnning可以发现是因为我的pool: k8srbd1
image: rbda
已经被其他pod占用了。
2.7 基于ceph rbd生成pv
1、创建ceph-secret这个k8s secret对象，这个secret对象用于k8s volume插件访问ceph集群，获取client.admin的keyring值，并用base64编码，在master1-admin（ceph管理节点）操作
[root@master1-admin ~]# ceph auth get-key client.admin | base64
QVFBWk0zeGdZdDlhQXhBQVZsS0poYzlQUlBianBGSWJVbDNBenc9PQ==
2.创建ceph的secret，在k8s的控制节点操作：
[root@xianchaomaster1 ~]# cat ceph-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: ceph-secret
data:
key: QVFBWk0zeGdZdDlhQXhBQVZsS0poYzlQUlBianBGSWJVbDNBenc9PQ==
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f ceph-secret.yaml
3.回到ceph 管理节点创建pool池
[root@master1-admin ~]# ceph osd pool create k8stest 6
pool 'k8stest' created
[root@master1-admin ~]# rbd create rbda -s 1024 -p k8stest
[root@master1-admin ~]# rbd feature disable k8stest/rbda object-map fast-diff deep-flatten
4、创建pv
[root@xianchaomaster1 ~]# cat pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: ceph-pv
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
rbd:
monitors:
- '192.168.40.201:6789'
- '192.168.40.200:6789'
- '192.168.40.202:6789'
pool: k8stest
image: rbda
user: admin
secretRef:
name: ceph-secret
fsType: xfs
readOnly: false
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pv.yaml
persistentvolume/ceph-pv created
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pv
5、创建pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# cat pvc.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: ceph-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pvc.yaml
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
ceph-pvc Bound ceph-pv 1Gi RWO
6、测试挂载pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# cat pod-2.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
template: # create pods using pod definition in this template
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- mountPath: "/ceph-data"
name: ceph-data
volumes:
- name: ceph-data
persistentVolumeClaim:
claimName: ceph-pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pod-2.yaml
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-fc894c564-8tfhn 1/1 Running 0 78s
nginx-deployment-fc894c564-l74km 1/1 Running 0 78s
[root@xianchaomaster1 ~]# cat pod-3.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-1-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
appv1: nginxv1
replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
template: # create pods using pod definition in this template
metadata:
labels:
appv1: nginxv1
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- mountPath: "/ceph-data"
name: ceph-data
volumes:
- name: ceph-data
persistentVolumeClaim:
claimName: ceph-pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pod-3.yaml
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -l appv1=nginxv1
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-1-deployment-cd74b5dd4-jqvxj 1/1 Running 0 56s
nginx-1-deployment-cd74b5dd4-lrddc 1/1 Running 0 56s
通过上面实验可以发现pod是可以以ReadWriteOnce共享挂载相同的pvc的
注意：ceph rbd块存储的特点
ceph rbd块存储能在同一个node上跨pod以ReadWriteOnce共享挂载
ceph rbd块存储能在同一个node上同一个pod多个容器中以ReadWriteOnce共享挂载
ceph rbd块存储不能跨node以ReadWriteOnce共享挂载
如果一个使用ceph rdb的pod所在的node挂掉，这个pod虽然会被调度到其它node，但是由于rbd不能跨node多次挂载和挂掉的pod不能自动解绑pv的问题，这个新pod不会正常运行
Deployment更新特性：
deployment触发更新的时候，它确保至少所需 Pods 75% 处于运行状态（最大不可用比例为 25%）。故像一个pod的情况，肯定是新创建一个新的pod，新pod运行正常之后，再关闭老的pod。
默认情况下，它可确保启动的 Pod 个数比期望个数最多多出 25%
问题：
结合ceph rbd共享挂载的特性和deployment更新的特性，我们发现原因如下：
由于deployment触发更新，为了保证服务的可用性，deployment要先创建一个pod并运行正常之后，再去删除老pod。而如果新创建的pod和老pod不在一个node，就会导致此故障。
解决办法：
1，使用能支持跨node和pod之间挂载的共享存储，例如cephfs，GlusterFS等
2，给node添加label，只允许deployment所管理的pod调度到一个固定的node上。（不建议，这个node挂掉的话，服务就故障了）
2.8 基于storageclass动态生成pv
[root@master1-admin]# chmod 777 -R /etc/ceph/*
[root@node1-monitor ~]# chmod 777 -R /etc/ceph/*
[root@node2-osd]# chmod 777 -R /etc/ceph/*
[root@xianchaomaster1~]# chmod 777 -R /etc/ceph/*
[root@xianchaonode1]# chmod 777 -R /etc/ceph/*
[root@master1-admin]# mkdir /root/.ceph/
[root@master1-admin]# cp -ar /etc/ceph/ /root/.ceph/
[root@node1-monitor ~]#mkdir /root/.ceph/
[root@node1-monitor ~]#cp -ar /etc/ceph/ /root/.ceph/
[root@node2-osd]# mkdir /root/.ceph/
[root@node2-osd]# cp -ar /etc/ceph/ /root/.ceph/
[root@xianchaomaster1~]#mkdir /root/.ceph/
[root@xianchaomaster1 ~]#cp -ar /etc/ceph/ /root/.ceph/
[root@xianchaonode1]# mkdir /root/.ceph/
[root@xianchaonode1 ~]#cp -ar /etc/ceph/ /root/.ceph/
1、创建rbd的供应商provisioner
#把rbd-provisioner.tar.gz上传到xianchaonode1上，手动解压
[root@xianchaonode1 ~]# docker load -i rbd-provisioner.tar.gz
[root@xianchaomaster1 ~]# cat rbd-provisioner.yaml
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: rbd-provisioner
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumes"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumeclaims"]
verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
- apiGroups: ["storage.k8s.io"]
resources: ["storageclasses"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["events"]
verbs: ["create", "update", "patch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["services"]
resourceNames: ["kube-dns","coredns"]
verbs: ["list", "get"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: rbd-provisioner
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: rbd-provisioner
namespace: default
roleRef:
kind: ClusterRole
name: rbd-provisioner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
name: rbd-provisioner
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["secrets"]
verbs: ["get"]
- apiGroups: [""]
resources: ["endpoints"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: rbd-provisioner
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Role
name: rbd-provisioner
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: rbd-provisioner
namespace: default
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: rbd-provisioner
spec:
selector:
matchLabels:
app: rbd-provisioner
replicas: 1
strategy:
type: Recreate
template:
metadata:
labels:
app: rbd-provisioner
spec:
containers:
- name: rbd-provisioner
image: quay.io/xianchao/external_storage/rbd-provisioner:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
env:
- name: PROVISIONER_NAME
value: ceph.com/rbd
serviceAccount: rbd-provisioner
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: rbd-provisioner
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f rbd-provisioner.yaml
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -l app=rbd-provisioner
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
rbd-provisioner-685746688f-8mbz5 1/1 Running 0 111s
2、创建ceph-secret
#创建pool池
[root@master1-admin ~]# ceph osd pool create k8stest1 6
[root@xianchaomaster1 ~]# cat ceph-secret-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: ceph-secret-1
type: "ceph.com/rbd"
data:
key: QVFBWk0zeGdZdDlhQXhBQVZsS0poYzlQUlBianBGSWJVbDNBenc9PQ==
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f ceph-secret-1.yaml
3、创建storageclass
[root@xianchaomaster1 ~]# cat storageclass.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: k8s-rbd
provisioner: ceph.com/rbd
parameters:
monitors: 192.168.40.201:6789
adminId: admin
adminSecretName: ceph-secret-1
pool: k8stest1
userId: admin
userSecretName: ceph-secret-1
fsType: xfs
imageFormat: "2"
imageFeatures: "layering"
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f storageclass.yaml
注意:
k8s1.20版本通过rbd provisioner动态生成pv会报错:
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl logs rbd-provisioner-685746688f-8mbz
E0418 15:50:09.610071 1 controller.go:1004] provision "default/rbd-pvc" class "k8s-rbd": unexpected error getting claim reference: selfLink was empty, can't make reference，报错原因是1.20版本仅用了selfLink，解决方法如下；
编辑/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
在这里：
spec:
containers:
- command:
- kube-apiserver
添加这一行：
- --feature-gates=RemoveSelfLink=false
[root@xianchaomaster1 ~]# systemctl restart kubelet
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-apiserver-xianchaomaster1 1/1 Running
4、创建pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# cat rbd-pvc.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: rbd-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 1Gi
storageClassName: k8s-rbd
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f rbd-pvc.yaml
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pvc
创建pod，挂载pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# cat pod-sto.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
test: rbd-pod
name: ceph-rbd-pod
spec:
containers:
- name: ceph-rbd-nginx
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: ceph-rbd
mountPath: /mnt
readOnly: false
volumes:
- name: ceph-rbd
persistentVolumeClaim:
claimName: rbd-pvc
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl apply -f pod-sto.yaml
[root@xianchaomaster1 ~]# kubectl get pods -l test=rbd-pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ceph-rbd-pod 1/1 Running 0 50s
2.9 k8s挂载cephfs
[root@master1-admin ~]# ceph fs ls
name: xianchao, metadata pool: cephfs_metadata, data pools: [cephfs_data ]
1、创建ceph子目录
为了别的地方能挂载cephfs，先创建一个secretfile
[root@master1-admin ~]# cat /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring |grep key|awk -F" " '{print $3}' > /etc/ceph/admin.secret
挂载cephfs的根目录到集群的mon节点下的一个目录，比如xianchao_data，因为挂载后，我们就可以直接在xianchao_data下面用Linux命令创建子目录了。
[root@master1-admin ~]# mkdir xianchao_data
[root@master1-admin ~]# mount -t ceph 192.168.40.201:6789:/ /root/xianchao_data -o name=admin,secretfile=/etc/ceph/admin.secret
[root@master1-admin ~]# df -h
192.168.40.201:6789:/ 165G 106M 165G 1% /root/xianchao_data
在cephfs的根目录里面创建了一个子目录lucky，k8s以后就可以挂载这个目录
[root@master1-admin ~]# cd /root/xianchao_data/
[root@master1-admin xianchao_data]# mkdir lucky
[root@master1-admin xianchao_data]# chmod 0777 lucky/
2、测试k8s的pod挂载cephfs
1)创建k8s连接ceph使用的secret
将/etc/ceph/ceph.client.admin.keyring里面的key的值转换为base64，否则会有问题
[root@master1-admin xianchao_data]# echo "AQBvBdZgsDSZKxAAan+5rnsjr2ziA/atqFnQOA==" | base64
QVFCdkJkWmdzRFNaS3hBQWFuKzVybnNqcjJ6aUEvYXRxRm5RT0E9PQo=
[root@xianchaomaster1 ceph]# cat cephfs-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: cephfs-secret
data:
key: QVFCdkJkWmdzRFNaS3hBQWFuKzVybnNqcjJ6aUEvYXRxRm5RT0E9PQo=
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl apply -f cephfs-secret.yaml
[root@xianchaomaster1 ceph]# cat cephfs-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: cephfs-pv
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteMany
cephfs:
monitors:
- 192.168.40.201:6789
path: /lucky
user: admin
readOnly: false
secretRef:
name: cephfs-secret
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl apply -f cephfs-pv.yaml
[root@xianchaomaster1 ceph]# cat cephfs-pvc.yaml
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
name: cephfs-pvc
spec:
accessModes:
- ReadWriteMany
volumeName: cephfs-pv
resources:
requests:
storage: 1Gi
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl apply -f cephfs-pvc.yaml
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY
cephfs-pvc Bound cephfs-pv 1Gi RWX
创建第一个pod，挂载cephfs-pvc
[root@xianchaomaster1 ceph]# cat cephfs-pod-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cephfs-pod-1
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: test-v1
mountPath: /mnt
volumes:
- name: test-v1
persistentVolumeClaim:
claimName: cephfs-pvc
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl apply -f cephfs-pod-1.yaml
创建第二个pod，挂载cephfs-pvc
[root@xianchaomaster1 ceph]# cat cephfs-pod-2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cephfs-pod-2
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
volumeMounts:
- name: test-v1
mountPath: /mnt
volumes:
- name: test-v1
persistentVolumeClaim:
claimName: cephfs-pvc
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl apply -f cephfs-pod-2.yaml
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl exec -it cephfs-pod-1 -- /bin/sh
# cd /mnt
# touch hello
[root@xianchaomaster1 ceph]# kubectl exec -it cephfs-pod-2 -- /bin/sh
# cd /mnt
# touch welcome
回到master1-admin上，可以看到在cephfs文件目录下已经存在内容了
[root@master1-admin lucky]# pwd
/root/xianchao_data/lucky
[root@master1-admin lucky]# ls
hello welcome