Перейти к основному контенту

Лабораторная работа 1. Запуск кластера Ceph

Подготовка системы

  1. Запустить 3 инстанса с характеристиками:

    • Имена инстансов: ceph-01, ceph-02, ceph-03
    • Источник: Образ Ubuntu-server-20.04
    • Тип инстанса: small
    • Сети: ???

  2. Создать 3 диска по 2 Гб, подключить каждый к созданным инстансам попарно.

  3. На каждом хосте добавить записи в файл /etc/hosts:

    192.168.0.21 ceph-01
192.168.0.22 ceph-02
192.168.0.23 ceph-03

  4. Создать пару ключей на ceph-01 для соединения между узлами и скопировать публичный ключ ceph-01 на каждый хост кластера:

    ssh-keygen
ssh-copy-id ceph-01  
ssh-copy-id ceph-02  
ssh-copy-id ceph-03

Запуск кластера Ceph

Установка Ceph

На данном этапе необходимо установить пакет ceph на каждый узел.
Для этого нужно предварительно добавить ключ безопасности репозитория в список доверенных и добавить репозиторий для скачивания указанных пакетов.

  1. Для этого на каждом узле выполнить следующие команды:

    sudo apt update
sudo apt install -y ca-certificates
wget -q -O- 'https://download.ceph.com/keys/release.asc' | sudo apt-key add -
sudo apt-add-repository 'deb https://download.ceph.com/debian-quincy/ focal main'
sudo apt update && sudo apt install ceph ceph-mds -y

    • Либо использовать скрипт:

      Скрипт для запуска на ceph-01 
      #!/bin/bash

for NODE in ceph-01 ceph-02 ceph-03
do
  ssh $NODE \
    "sudo apt update; \
	  sudo apt install -y ca-certificates; \
    wget -q -O- 'https://download.ceph.com/keys/release.asc' | sudo apt-key add -; \
    sudo apt-add-repository 'deb https://download.ceph.com/debian-quincy/ focal main'; \
    sudo apt update && sudo apt install ceph ceph-mds -y"
done

  2. Проверить статус установки можно с помьщью команды:

    ceph -v
Запуск демонов ceph-mon, ceph-mgr, ceph-osd, ceph-mds
Подготовка к запуску демонов

На узле ceph-01 необходимо выполнить следующие действия:

  1. Получить уникальный идентификатор для кластера (можно с помощью команды uuidgen):
    ad56ab6d-7f7a-4ee4-8b02-9c7ef1ddb438 - используется в качетсве примера

  2. Создать файл конфигурации для кластера по пути /etc/ceph/ceph.conf. Необходимо вставить свои значения параметров: fsid, адреса ???.
    vi /etc/ceph/ceph.conf:

[global]
  fsid = ad56ab6d-7f7a-4ee4-8b02-9c7ef1ddb438
  mon initial members = ceph-01, ceph-02, ceph-03
  mon host = <ceph-01 ext-ip>, <ceph-02 ext-ip>, <ceph-03 ext-ip>
  cluster network = 192.168.0.0/24
  public network = 172.17.5.0/24
  auth cluster required = cephx
  auth service required = cephx
  auth client required = cephx
  osd journal size = 1024
  osd pool default size = 3
  osd pool default min size = 2
  osd pool default pg num = 64
  osd pool default pgp num = 64
  osd crush chooseleaf type = 1

  1. Создать связку ключей для своего кластера и сгенерировать секретный ключ монитора. Также создать связку ключей администратора, client.admin пользователя и добавить пользователя в связку ключей. Создать связку ключей bootstrap-osd, client.bootstrap-osd пользователя и добавить пользователя в связку ключей:

    sudo ceph-authtool --create-keyring /tmp/ceph.mon.keyring --gen-key -n mon. --cap mon 'allow *'
sudo ceph-authtool --create-keyring /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring \
 --gen-key -n client.admin --cap mon 'allow *' --cap osd 'allow *' \
 --cap mds 'allow *' --cap mgr 'allow *'
sudo ceph-authtool --create-keyring /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring \
 --gen-key -n client.bootstrap-osd --cap mon 'profile bootstrap-osd' \
 --cap mgr 'allow r'

  2. Добавить сгенерированные ключи в связку ceph.mon.keyring:

    sudo ceph-authtool /tmp/ceph.mon.keyring --import-keyring /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring
sudo ceph-authtool /tmp/ceph.mon.keyring --import-keyring /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring

  3. Сгенерировать карту мониторов, используя имена хостов, адреса хостов и FSID. Сохранить как /tmp/monmap:

    monmaptool --create --fsid ad56ab6d-7f7a-4ee4-8b02-9c7ef1ddb438 \
 --add ceph-01 <ceph-01 ext-ip> --add ceph-02 <ceph-02 ext-ip> \
 --add ceph-03 <ceph-03 ext-ip> /tmp/monmap
Запуск ceph-mon

  1. Необходимо скопировать файлы /etc/ceph/ceph.conf, /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring, /tmp/monmap, /tmp/ceph.mon.keyring, /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring с ceph-01 на ceph-02 и ceph-03.

    • Примеры выполнения данного пункта:

      Пошаговые действия с описанием

      1. Создадим папку /tmp/ceph_files и скопируем в неё все необходимые файлы:

        mkdir /tmp/ceph_files
sudo cp /etc/ceph/ceph.conf /tmp/ceph_files/ceph.conf
sudo cp /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring /tmp/ceph_files/ceph.client.admin.keyring
sudo cp /tmp/monmap /tmp/ceph_files/monmap
sudo cp /tmp/ceph.mon.keyring /tmp/ceph_files/ceph.mon.keyring
sudo cp /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring /tmp/ceph_files/ceph.keyring

      2. Далее добавим общие права на чтение для всех файлов в папке и отправим эти файлы на ceph-02 и ceph-03. Удалим созданную ранее папку:

        sudo chmod 644 /tmp/ceph_files/*
scp -r /tmp/ceph_files/ ceph-02:~
scp -r /tmp/ceph_files ceph-03:~
sudo rm -rf /tmp/ceph_files

      3. На ceph-02 и ceph-03 выполняем следующие команды (возвращаем файлам их исходные права, копируем их по нужным путям и удаляем полученные файлы:

        cd ~/ceph_files
sudo chmod 600 ceph.client.admin.keyring ceph.mon.keyring ceph.keyring
sudo cp ceph.conf /etc/ceph/ceph.conf
sudo cp ceph.client.admin.keyring /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring
sudo cp monmap /tmp/monmap
sudo cp ceph.mon.keyring /tmp/ceph.mon.keyring
sudo cp ceph.keyring /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring
cd ..
rm -rf ceph_files
      Cкрипт для запуска на ceph-01 
      #!/bin/bash

mkdir /tmp/ceph_files
sudo cp /etc/ceph/ceph.conf /tmp/ceph_files/ceph.conf
sudo cp /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring /tmp/ceph_files/ceph.client.admin.keyring
sudo cp /tmp/monmap /tmp/ceph_files/monmap
sudo cp /tmp/ceph.mon.keyring /tmp/ceph_files/ceph.mon.keyring
sudo cp /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring /tmp/ceph_files/ceph.keyring

sudo chmod 644 /tmp/ceph_files/*
scp -r /tmp/ceph_files/ ceph-02:~
scp -r /tmp/ceph_files ceph-03:~
sudo rm -rf /tmp/ceph_files

for NODE in ceph-02 ceph-03
do
  ssh $NODE \
    "cd ~/ceph_files; \
    sudo chmod 600 ceph.client.admin.keyring ceph.mon.keyring ceph.keyring; \
    sudo cp ceph.conf /etc/ceph/ceph.conf; \
    sudo cp ceph.client.admin.keyring /etc/ceph/ceph.client.admin.keyring; \
    sudo cp monmap /tmp/monmap; \
    sudo cp ceph.mon.keyring /tmp/ceph.mon.keyring; \
    sudo cp ceph.keyring /var/lib/ceph/bootstrap-osd/ceph.keyring; \
    cd ..; \
    rm -rf ceph_files"
done

  2. Далее создадим каталог для данных мониторов на хостах. Заполним демоны монитора картой мониторов и набором ключей. Это можно сделать с помощью следующих команд на каждом хосте:

    sudo chown ceph:ceph /tmp/ceph.mon.keyring
sudo -u ceph mkdir /var/lib/ceph/mon/ceph-$HOSTNAME
sudo -u ceph ceph-mon --mkfs -i $HOSTNAME \
 --monmap /tmp/monmap --keyring /tmp/ceph.mon.keyring
sudo systemctl enable ceph-mon@$HOSTNAME --now

    • Либо использовать скрипт:

      Скрипт для запуска на ceph-01 
      #!/bin/bash

for NODE in ceph-01 ceph-02 ceph-03
do
  ssh $NODE \
	  "sudo chown ceph:ceph /tmp/ceph.mon.keyring; \
	  sudo -u ceph mkdir /var/lib/ceph/mon/ceph-$NODE; \
	  sudo -u ceph ceph-mon --mkfs -i $NODE \
	   --monmap /tmp/monmap --keyring /tmp/ceph.mon.keyring; \
	  sudo systemctl enable ceph-mon@$NODE --now"
done

  3. Включим протокол MESSENGER V2, отключим небезопасное использование клиентами глобальных идентификаторов и установим вывод предупреждений о малом свободном пространстве на основном диске хоста при остакте в 10% (иначе без этих параметров кластер может иметь статус HEALTH_WARN). Также установим параметр, позволяющий удалять пулы, в значение true:

    sudo ceph mon enable-msgr2
sudo ceph config set mon auth_allow_insecure_global_id_reclaim false
sudo ceph config set mon mon_data_avail_warn 10
sudo ceph config set mon mon_allow_pool_delete true

  4. Так как ещё не добавлено никаких устройств хранения, то в выводе состояния нас интересует только образовавшийся кворум мониторов:

    sudo ceph -s
Запуск ceph-mgr

На каждом узле, где вы запускаете демон ceph-mon, вы также должны настроить демон ceph-mgr. Сначала создадим ключ аутентификации для демона, поместим этот ключ в путь /var/lib/ceph/mgr/ceph-$HOSTNAME/keyring и запустим демон ceph-mgr.

  1. Для этого небоходимо выполнить данные действия на каждом хосте:

    sudo ceph auth get-or-create mgr.$HOSTNAME mon 'allow profile mgr' osd 'allow *' mds 'allow *'
sudo ceph auth get-or-create mgr.$HOSTNAME > /tmp/mgr.admin.keyring
sudo -u ceph mkdir /var/lib/ceph/mgr/ceph-$HOSTNAME
sudo cp /tmp/mgr.admin.keyring /var/lib/ceph/mgr/ceph-$HOSTNAME/keyring
sudo chown -R ceph. /var/lib/ceph/mgr/ceph-$HOSTNAME
sudo systemctl enable --now ceph-mgr@$HOSTNAME

    • Либо использовать скрипт:

      Скрипт для запуска на ceph-01 
      #!/bin/bash

for NODE in ceph-01 ceph-02 ceph-03
do
  MGR_PATH=/var/lib/ceph/mgr/ceph-$NODE;
  ssh $NODE \
	  "sudo ceph auth get-or-create mgr.$NODE \
	   mon 'allow profile mgr' osd 'allow *' mds 'allow *'; \
	  sudo ceph auth get-or-create mgr.$NODE > /tmp/mgr.admin.keyring; \
	  sudo -u ceph mkdir $MGR_PATH; \
	  sudo cp /tmp/mgr.admin.keyring $MGR_PATH/keyring; \
	  sudo chown -R ceph. $MGR_PATH; \
	  sudo systemctl enable --now ceph-mgr@$NODE"
done

  2. На данном этапе мы можем увидеть статус запуска демонов менеджеров:

    sudo ceph -s
Запуск ceph-osd

Ceph предоставляет ceph-volume утилиту, которая может подготовить логический том, диск или раздел для использования с Ceph. Утилита ceph-volume создает идентификатор OSD путем увеличения индекса. Кроме того, ceph-volume добавит новый OSD в карту CRUSH хоста.

  1. На каждом хосте выполнить:

    sudo ceph-volume lvm create --data /dev/vdb

    • Либо использовать скрипт:

      Скрипт для запуска на ceph-01 
      #!/bin/bash

for NODE in ceph-01 ceph-02 ceph-03
do
    ssh $NODE "sudo ceph-volume lvm create --data /dev/vdb"
done

  2. На данном этапе кластер должен иметь статус HEALTH_OK:

    sudo ceph -s
Запуск ceph-mds

Чтобы услуга Ceph FS работала для клиентов, необходимо запустить демон сервера метаданных (MDS). Для этого создадим папку для демона, пользователя Ceph и запустим службу ceph-mds.

  1. Запустить демоны MDS на хостах ceph-02, ceph-03: 
    sudo mkdir -p /var/lib/ceph/mds/ceph-$HOSTNAME
sudo ceph-authtool --create-keyring /var/lib/ceph/mds/ceph-$HOSTNAME/keyring \
 --gen-key -n mds.$HOSTNAME
sudo chown -R ceph. /var/lib/ceph/mds/ceph-$HOSTNAME
sudo ceph auth add mds.$HOSTNAME osd "allow rwx" mds "allow" mon "allow profile mds" \
 -i /var/lib/ceph/mds/ceph-$HOSTNAME/keyring
sudo systemctl enable --now ceph-mds@$HOSTNAME

    • Либо использовать скрипт:

      Скрипт для запуска на ceph-01 
      #!/bin/bash

for NODE in ceph-02 ceph-03
do
  MDS_PATH=/var/lib/ceph/mds/ceph-$NODE;
  ssh $NODE \
	   "sudo mkdir -p $MDS_PATH; \
	   sudo ceph-authtool --create-keyring $MDS_PATH/keyring \
	    --gen-key -n mds.$NODE; \
	   sudo chown -R ceph. $MDS_PATH; \
	   sudo ceph auth add mds.$NODE osd 'allow rwx' mds 'allow' mon 'allow profile mds' \
	    -i $MDS_PATH/keyring; \
	   sudo systemctl enable --now ceph-mds@$NODE"
done

Интеграция Ceph и libvirt

Установка libvirt

sudo apt install -y qemu-kvm virtinst libvirt-clients libvirt-daemon-system

Добавление пула Ceph в libvirt

  1. Во-первых, нам нужно создать пул Ceph OSD специально для использования хранилища kvm, qemu, libvirt:

    sudo ceph osd pool create libvirt-pool 64 64
sudo rbd pool init libvirt-pool

  2. Во-вторых, нам нужен пользователь Ceph для манипулирования только что созданным пулом.

    sudo ceph auth get-or-create "client.libvirt" mon "profile rbd" osd "profile rbd pool=libvirt-pool"

Выполнить пункты 3-6 на каждом узле

  1. Нам нужно добавить файл с секретом libvirt для аутентификации.
    uuidgen -> e6ca4cff-bf4f-4444-9089-8bd1304b3500 - для libvirt секрета
    sudo vi /tmp/libvirt-secret.xml:

    <secret ephemeral='no' private='no'>
  <uuid>e6ca4cff-bf4f-4444-9089-8bd1304b3500</uuid>
  <usage type='ceph'>
    <name>client.libvirt secret</name>
  </usage>
</secret>

  2. Встраиваем ключ авторизации пользователя Ceph в файл с секретом с указанным uuid.

    sudo virsh secret-define --file "/tmp/libvirt-secret.xml"
sudo rm -f "/tmp/libvirt-secret.xml"
sudo virsh secret-set-value --secret "e6ca4cff-bf4f-4444-9089-8bd1304b3500" \
 --base64 "$(sudo ceph auth get-key client.libvirt)"

  3. Нам также необходимо определить пул хранения RBD в libvirt. Сначала нам нужно создать файл определения пула хранения:
    vi /tmp/libvirt-rbd-pool.xml:

    <pool type="rbd">
  <name>libvirt-pool</name>
  <source>
    <name>libvirt-pool</name>
    <host name='ceph-01' port='6789' />
    <host name='ceph-02' port='6789' />
    <host name='ceph-03' port='6789' />
    <auth username='libvirt' type='ceph'>
      <secret uuid='e6ca4cff-bf4f-4444-9089-8bd1304b3500'/>
    </auth>
  </source>
</pool>

  4. Теперь мы можем определить и запустить пул.

    sudo virsh pool-define "/tmp/libvirt-rbd-pool.xml"
sudo rm -f "/tmp/libvirt-rbd-pool.xml"
sudo virsh pool-autostart "libvirt-pool"
sudo virsh pool-start "libvirt-pool"

Запуск ВМ с использованием Ceph FS

Запуск файловой системы

На любом узле кластера необходимо выполнить следующие команды:

  1. Чтобы запустить файловую систему ceph, нужно создать два пула: пул для данных и пул для метаданных:

    sudo ceph osd pool create cephfs_data 64
sudo ceph osd pool create cephfs_metadata 64

  2. Создадим файловую систему:

    sudo ceph fs new cephfs cephfs_metadata cephfs_data

    С помощью данных команд можно просмотреть статус файловой системы:

    sudo ceph fs ls
sudo ceph mds stat
sudo ceph fs status cephfs

  3. Создадим пользователя для подключения к файловой системе и запишем ключ пользователя в отдельный файл:

    sudo ceph fs authorize cephfs client.fsclient / rw -o /etc/ceph/ceph.client.fsclient.keyring
sudo ceph auth get-or-create-key client.fsclient -o /etc/ceph/fsclient.secret

  4. Необходимо скопировать файлы /etc/ceph/fsclient.secret и /etc/ceph/ceph.client.fsclient.keyring на остальные узлы.

Монтирование Ceph FS

  1. На каждом узле кластера необходимо выполнить следующие команды:

    sudo mkdir /mnt/cephfs
sudo mount -t ceph fsclient@.cephfs=/ /mnt/cephfs -o secretfile=/etc/ceph/fsclient.secret

  2. Проверить статус монтирования:

    df -hT
Запуск ВМ

  1. Скачать образ cirros и скопировать его в /mnt/cephfs/, где примонтирована Ceph FS

    wget http://download.cirros-cloud.net/0.5.1/cirros-0.5.1-x86_64-disk.img
sudo cp cirros-0.5.1-x86_64-disk.img /mnt/cephfs/cirros.img

  2. Создать Ceph RBD как дополнительное хранилище для виртуальной машины:

    sudo virsh vol-create-as libvirt-pool cirros-img --capacity 1G --format raw

  3. Создать ВМ:

    sudo virt-install --name Test-VM --graphics none \
  --vcpus 1 --memory 128 --disk "path=/mnt/cephfs/cirros.img" \
  --disk "vol=libvirt-pool/cirros-img" --import --autostart

  4. Проверить работоспособность запущенной ВМ:

    sudo virsh list --all
sudo virsh console Test-VM

Настройка динамической миграции

Установка Pacemaker/Corosync
  • На всех узлах нужно установить требуемые пакеты и запустить демон pcsd: 
    udo apt install pacemaker corosync pcs resource-agents
udo systemctl enable --now pcsd
``
Запуск кластера

  1. Задать пароль пользователя hacluster на всех узлах (в примере используется пароль password):

    sudo passwd hacluster

  2. Отредактировать раздел nodelist файла /etc/corosync/corosync.conf (на одном из узлов):

    nodelist {
    node {
            name: ceph-01
            nodeid: 1
            ring0_addr: 172.17.5.237
    }
    node {
            name: ceph-02
            nodeid: 2
            ring0_addr: 172.17.5.232
    }
    node {
            name: ceph-03
            nodeid: 3
            ring0_addr: 172.17.5.251
    }
}

  3. С помощью pcs создать кластер (на одном из узлов):

    sudo pcs host auth ceph-01 addr=172.17.5.237 \
 ceph-02 addr=172.17.5.232 ceph-03 addr=172.17.5.251 \
 -u hacluster -p password
sudo pcs cluster setup newcluster ceph-01 ceph-02 ceph-03 --force
sudo pcs cluster start --all

  4. Отключить fencing (в рамках работы он не рассматривается):

    sudo pcs property set stonith-enabled=false

  5. Включить автозапуск сервисов на всех трех машинах:

    sudo systemctl enable pacemaker corosync

  6. Просмотреть информацию о кластере и кворуме:

    sudo pcs status
sudo corosync-quorumtool
Создание ресурса

  1. Создать дамп созданной ВМ и затем удалить её:

    sudo virsh dumpxml Test-VM | tee vm_conf.xml
sudo virsh undefine Test-VM
sudo virsh destroy Test-VM

  2. Скопировать дамп с ceph-01 на ceph-02 и ceph-03:

    scp vm_conf.xml ceph-02:~
scp vm_conf.xml ceph-03:~

  3. На ceph-01, ceph-02 и ceph-03 переместить файл в /etc/pacemaker/

    sudo mv vm_conf.xml /etc/pacemaker/
sudo chown hacluster:haclient /etc/pacemaker/vm_conf.xml

  4. Теперь добавить сам ресурс:

    sudo pcs resource create test-vm VirtualDomain \
config="/etc/pacemaker/vm_conf.xml" \
migration_transport=tcp meta allow-migrate=true

  5. Просмотреть список добавленных ресурсов:

    sudo pcs status
sudo pcs resource config test-vm

  6. Проверить список виртуальных машин на узле, на котором запустился ресурс:

    sudo virsh list --all

  7. Проверить, что ресурс успешно запустился.

Настройка миграции

Выполнить действия на всех узлах

  1. Необходимо отредактировать файл /etc/libvirt/libvirtd.conf:

    listen_tls = 0
listen_tcp = 1
auth_tcp = "none"

  2. Отредактировать файл /etc/default/libvirtd:

    libvirtd_opts="--config /etc/libvirt/libvirtd.conf"

  3. Запустить сокет libvirt-tcp:

    sudo systemctl stop libvirtd && sudo systemctl start libvirtd-tcp.socket
Миграция ресурса

  1. Нужно переместить ресурс на ceph-02:

    sudo pcs resource move test-vm ceph-02

  2. На ceph-02 посмотреть статус кластера, и проверить список запущенных гостевых машин можно следующими командами:

    sudo pcs status
sudo virsh list --all

  3. Команда move добавляет ресурсу правило, заставляющее его запускаться только на указанном узле. Для того, чтобы очистить все добавленные ограничения - clear:

    sudo pcs resource clear test-vm
Наверх