GPFS 文件系统部署步骤
GPFS 文件系统部署步骤
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添加GPFS Client操作
一、GPFS介绍
IBM Spectrum Scale是一个集群文件系统，它提供从多个节点对单个文件系统或一组文件系统的并发访问。节点可以是 SAN 连接的、网络连接的、SAN 连接和网络连接的混合，或者在无共享集群配置中。这可以实现对这组通用数据的高性能访问，以支持横向扩展解决方案或提供高可用性平台。
IBM Spectrum Scale具有许多常见数据访问之外的功能，包括数据复制、基于策略的存储管理和多站点操作。您可以创建由 AIX® 节点、Linux 节点、Windows 服务器节点或三者混合组成的集群。IBM Spectrum Scale可以在虚拟化实例上运行，提供环境中的通用数据访问、利用逻辑分区或其他管理程序。多个IBM Spectrum Scale集群可以在一个位置内或跨广域网 (WAN) 连接共享数据。
IBM Spectrum Scale提供了一个全局命名空间、 IBM Spectrum Scale 集群之间的共享文件系统访问、多个节点的同步文件访问、通过复制实现的高可恢复性和数据可用性、在安装文件系统时进行更改的能力，即使在大型环境中也能简化管理。
IBM Spectrum Scale是一个定义在一个或多个节点上的集群文件系统。在集群中的每个节点上， IBM Spectrum Scale由三个基本组件组成：管理命令、内核扩展和多线程守护进程。
IBM频谱的比例簇可以以各种方式来配置。集群可以是硬件平台和操作系统的异构组合。
二、环境介绍
| 节点名 | 节点IP | 节点作用 |
| gpfsnode1 | 192.168.27.61 | gpfs主节点 |
| gpfsnode2 | 192.168.27.62 | gpfs从节点 |
| gpfsclient | 192.168.27.63 | gpfs客户端 |
| timeserver | 192.168.0.7 | 时间同步服务器 |
三、安装前准备
- 配置yum源
- 配置/etc/hosts
- 配置ssh免密登录
- 关闭防火墙，selinux
- 配置时间同步
- 安装依赖包
3.1 配置yum源。
使用安装系统时的镜像作为yum的本地源来配置yum源。
3.2 配置/etc/hosts
将两台节点的信息分别写入各自机器的/etc/hosts文件下
[root@gpfsnode1 ~]# cat /etc/hosts 127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4 ::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6 192.168.27.61 gpfsnode1 192.168.27.62 gpfsnode2 192.168.27.63 gpfsclient
3.3 配置ssh免密登录
分别配置三台机器之间root用户的免密登录
[root@gpfsnode1 ~ ]# ssh-keygen -t rsa Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): Enter passphrase (empty for no passphrase): Enter same passphrase again: [root@gpfsnode1 ~ ]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@gpfsnode2 /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: "/root/.ssh/id_rsa.pub" Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes root@gpfsnode2's password: 这里输入gpfsnode2的密码
3.4 关闭防火墙、selinux
防火墙
关闭防火墙 [root@gpfsnode1 ~] systemctl stop firewalld 设置防火墙不开机自动启动 [root@gpfsnode1 ~] systemctl disable firewalld
SELinux
[root@gpfsnode1 ~] vim /etc/selinux/config SELINUX=disabled
注意：SELinux修改后需要重新启动机器
3.5 配置时间同步
[root@gpfsnode1 ~] crontab -e */5 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.0.7;/usr/sbin/hwclock -w
3.6 安装依赖包
对照如下表格安装所需依赖包
| 包名 | 功能 | 安装命令 |
| Gcc | 代码编译包 | yum install gcc |
| Cpp | 计算机编程语言 | yum install cpp |
| Automake | Makefile文件编辑器 | yum install automake |
| Kernel-devel | 内核文件开发包 | yum install kernel-devel |
| Kernel-headers | 系统内核头文件包 | yum install kernel-headers |
| binutils | 一组开发工具包 | yum install binutils |
| Python | Python主安装文件 | yum install python |
| Make | Linux系统的编译工具 | yum install make |
| Ksh | 交互式的命令解释器和命令变成语言 | yum install ksh |
| Gcc-c++ | 针对C++的代码编译包 | yum install gcc-c++ |
| rpm-build | rpm安装包编译工具 | yum install rpm-build |
四、安装GPFS文件系统
依赖包安装完成后，将 Spectrum Scale 软件包 Spectrum_Scale_Advanced-5.0.3.0-x86_64-Linux-install 上传到所有的节点服务器，通过 chmod+x 赋予执行权限。
4.1 解压安装包
解压安装文件 ./ Spectrum_Scale_Advanced-5.0.3.0-x86_64-Linux-install --text-only，根据提示按"1"，并接受 license 协议继续，默认安装文件会被解压到 /usr/lpp/mmfs/5.0.3.0目录下。
[root@gpfsnode1 ~]# ./Spectrum_Scale_Advanced-5.0.3.0-x86_64-Linux-install --text-only
默认情况下，RPM 软件包将被解压到以下位置：/usr/lpp/mmfs/5.0.3.0，一般redhat的rpm包在gpfsf_rpm目录里
[root@gpfsnode1 ~]# cd /usr/lpp/mmfs/5.0.3.0/gpfs_rpms
在Redhat Linux安装gpfs文件系统所需要的软件包如下：
gpfs.base-5.0.3-1.*.rpm gpfs.gpl-5.0.3-1.noarch.rpm gpfs.compression-5.0.3-1.*.rpm gpfs.gskit-8.0.50-86.*.rpm gpfs.msg.en_US-5.0.3-1.noarch.rpm gpfs.license.xxx-5.0.3-1.*.rpm（其中 xxx 是许可证类型） gpfs.adv-5.0.3-1.*.rpm（仅限 IBM Spectrum Scale Advanced 或 Data Management Edition） gpfs.crypto-5.0.3-1.*.rpm（仅限 IBM Spectrum Scale Advanced 或 Data Management Edition）
按照如下顺序安装rpm包：
rpm -ivh gpfs.base-5.0.3-0.x86_64.rpm rpm -ivh gpfs.gpl-5.0.3-0.noarch.rpm rpm -ivh gpfs.adv-5.0.3-0.x86_64.rpm rpm -ivh gpfs.license.adv-5.0.3-0.x86_64.rpm rpm -ivh gpfs.gskit-8.0.50-86.x86_64.rpm rpm -ivh gpfs.msg.en_US-5.0.3-0.noarch.rpm rpm -ivh gpfs.crypto-5.0.3-0.x86_64.rpm rpm -ivh gpfs.docs-5.0.3-0.noarch.rpm
安装完成后，在启动 GPFS 之前，必须构建并安装 GPFS 可移植层。
GPFS 可移植层是一个可加载的内核模块，它允许 GPFS 守护进程与操作系统交互。
4.2 配置环境变量
打开root用户的.bash_profile文件，添加如下内容。
vim /root/.bash_profile
if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrc fi # User specific environment and startup programs PATH=$PATH:$HOME/bin:/usr/lpp/mmfs/bin export PATH
4.3 构建 GPFS 可移植层
[root@gpfsnode1 ~]# /usr/lpp/mmfs/bin/mmbuildgpl --build-package
注意：
- GPFS 可移植性层特定于当前内核和 GPFS 版本。如果内核或 GPFS 版本发生变化，则需要构建新的 GPFS 可移植层。
- 尽管操作系统内核可能会升级到新版本，但它们在重新启动后才处于活动状态。因此，必须在重新启动操作系统后为这个新内核构建一个 GPFS 可移植层。
- 在安装新的 GPFS 可移植层之前，请确保先卸载先前版本的 GPFS 可移植层。
命令完成后，它会显示生成的包的位置，如下例所示：
Wrote: /root/rpmbuild/RPMS/x86_64/gpfs.gplbin-3.10.0-229.el7.x86_64-5.0.3-x.x86_64.rpm
然后，将生成的包复制到其他机器进行部署。默认情况下，生成的包只能部署到架构、分发级别、Linux 内核和IBM Spectrum Scale维护级别与构建gpfs.gplbin包的机器相同的机器上。但是，可以通过设置将生成的包安装在具有不同 Linux 内核的机器上MM_INSTALL_ONLY安装生成的包之前的环境变量。如果安装 gpfs.gplbin包，则不需要安装 gpfs.gpl包
4.4 创建集群
[root@gpfsnode1 ~]# mmcrcluster -N /tmp/mmfs/nodefile -p gpfsnode1 -s gpfsnode2 -C gpfscluster -A -r /usr/bin/ssh -R /usr/bin/scp
参数说明：
-N表示节点的配置文件
-p表示主节点
-s表示第二节点
-C集群名称
-A表示当一个节点重启的时候GPFS守护进程不会关闭。
-r和-R都是通信协议。
nodefile是一个文件，其中包含要添加到集群中的节点和节点名称的列表，其内容如下：
gpfsnode1:quorum-manager:
gpfsnode2:quorum-manager:
注意：GPFS的仲裁机制和ZooKeeper的仲裁机制类似，当有一半以上的节点是quorum时，集群才可以启动，即：quorum >= 1+sizeof(all nodes)/2
配置完成后，就可以通过 Spectrum Scale 内置指令创建集群，所有角色将自动按照事先定义的服务器自动推送与设置。
接受适用节点许可证。
[root@gpfsnode1 ~]# mmchlicense server --accept -N all
从节点使用以下命令启动 GPFS 守护进程和集群。
[root@gpfsnode1 ~]# /usr/lpp/mmfs/bin/mmstartup -N Nodename
4.5 创建NSD
创建要与mmcrnsd命令一起使用的 NSD 配置文件。
配置文件内容如下，放在任意位置即可。
%nsd:device=/dev/sdb nsd=data01 servers=gpfsnode1 usage=dataAndMetadata failureGroup=-1 pool=system %nsd:device=/dev/sdb nsd=data02 servers=gpfsnode2 usage=dataAndMetadata failureGroup=-1 pool=system
参数说明：
nsd （网络共享磁盘）表示网络共享磁盘的名称
device 表示真正的设备
servers 表示节点
usage 表示用途，metadataOnly(用于存放元数据)
failureGroup 失败组
pool 存储池
注意： NSD 配置文件中使用的服务器名称必须可由系统解析。
使用以下命令创建 NSD：
[root@gpfsnode1 ~]# mmcrnsd -F /gpfsfile/NSDfile
查看nsd：
[root@gpfsnode1 ~]# mmlsnsd -m
启动集群：
[root@gpfsnode1 ~]# mmstartup -a
查看集群状态：
[root@gpfsnode1 ~]# mmgetstate -Las
4.6 创建gpfs文件系统
使用以下命令创建 GPFS 文件系统。
[root@gpfsnode1 ~]# mmcrfs gpfs -F /tmp/mmfs/nsdfile -A yes -B 1M -j hcluster -m 2 -r 2 -M 3 -R 3 -T /gpfs --metadata-block-size 256K
官方给出的命令如下(一般用这个创建)：
[root@gpfsnode1 ~]# mmcrfs gpfs -F /tmp/mmfs/nsdfile -k nfs4
参数说明：
gpfs：表示文件系统的名称
-F：指定NSD配置文件
-A:当系统守护进程启动时该项设置为yes
-B:指定数据块的大小，其值必须是16k,64k,128k,256k,512k,1M,2M,4M,8M,16M.
-j:指定映射类型
-m:元数据副本数的默认值
-M:元数据副本数的最大值
-r:数据副本数的默认值
-R:数据副本数的最大值
-T:挂载点
--metadata-block-size：元数据节点块的大小
4.7 挂载文件系统
使用如下命令挂载gpfs文件系统，挂载成功后使用df命令可以查询到。
[root@gpfsnode1 ~]# mmmount gpfs /gpfs -N all
查询挂载是否成功，看见文件系统为gpfs的表示挂载成功。
[root@gpfsnode1 ~]# df -hT 文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/mapper/rhel-root xfs 92G 14G 78G 15% / devtmpfs devtmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev tmpfs tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm tmpfs tmpfs 1.9G 9.0M 1.9G 1% /run tmpfs tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup /dev/sda1 xfs 1014M 143M 872M 15% /boot tmpfs tmpfs 378M 0 378M 0% /run/user/0 gpfs gpfs 600G 6.7G 594G 2% /gpfs
查询文件系统
[root@gpfsnode1 ~]# mmgetstate -Las Node number Node name Quorum Nodes up Total nodes GPFS state Remarks ------------------------------------------------------------------------------------- 1 gpfsnode1 2 2 3 active quorum node 2 gpfsnode2 2 2 3 active quorum node 3 gpfsclient 2 2 3 active Summary information --------------------- Number of nodes defined in the cluster: 3 Number of local nodes active in the cluster: 3 Number of remote nodes joined in this cluster: 0 Number of quorum nodes defined in the cluster: 2 Number of quorum nodes active in the cluster: 2 Quorum = 2, Quorum achieved
4.8 创建文件集
[root@gpfsnode1 ~]# mmcrfileset gpfs sqdb [root@gpfsnode1 ~]# mmlinkfileset gpfs sqdb -J /gpfs/sqdbfolder [root@gpfsnode1 ~]# mmlsfileset gpfs
4.9 其他操作
查看节点 # mmlsnode 查看集群 # mmlscluster -Lsa 增加节点（如下为增加服务端，也可以修改server的参数后增加客户端） # mmaddnode -N gpfs04:quorum # mmchlicense server --accept -N gpfs04 关闭所有节点 # mmshutdown -a # mmshutdown -N nodename 查看配置 # mmlsconfig all 修改配置 # mmchconfig 使用以下命令卸载 GPFS 文件系统并停止所有节点上的 GPFS。 # mmshutdown -a 卸载gpfs分区 # mmumount gpfs 使用以下命令在可用文件系统之一上配置 CES 共享根文件系统。 # mmchconfig cesSharedRoot=/gpfs/fs0 使用以下命令在集群中的所有节点上启动 GPFS。 # mmstartup -a # mmstartup -N nodename 使用以下命令在所需节点上启用 CES。 # mmchnode --ces-enable -N prnode1,prnode2,prnode3 使用以下命令将协议节点的 IP 地址添加到 CES。 # mmces address add --ces-ip 198.51.100.2 # mmces address add --node prnode1 --ces-ip 198.51.100.2 使用以下命令验证 CES 配置。 # mmlscluster --ces # mmces address list
更改自动挂载点
官方解释：
每个 GPFS 文件系统都有一个与之关联的默认挂载点。可以使用mmcrfs和mmchfs命令的-T选项指定和更改此挂载点。
如果您在创建文件系统时没有指定挂载点，GPFS 会将默认挂载点设置为/gpfs/ DeviceName。
mmcrfs -T
mmchfs -T
具体使用方式和其他命令使用方式可以参考官方网址：https://www.ibm.com/docs/en/spectrum-scale/5.0.3?topic=reference-mmchfs-command
五、添加GPFS 客户端操作
通过上述操作，已经将GPFS群集搭建完成，并且已经生成文件系统和共享磁盘供客户端调用。之前已经介绍过GPFS是C/S结构的，为了让OpenStack中的nova、glance和cinder可以使用共享磁盘，本章将通过在OpenStack中安装GPFS客户端的方式，将共享磁盘挂载到云环境中的计算节点、镜像节点以及块存储节点。
5.1 安装GPFS软件
安装软件可以参考文章开头的操作过程，GPFS服务器端的安装和客户端的安装没有任何区别，软件的依赖关系也是一样的。
5.2 修改Host文件
在客户端修改/etc/hosts，加入GPFS的三台服务器，同时确保所有服务器和客户端可以免密码登陆，具体设置方法可以参考本章GPFS安装与配置。
5.3 创建客户端Nodefile
前面已经介绍，GPFS的客户端和服务器的区别主要是靠配置文件中的角色定义所决定。为了批量安装和配置好客户端，本项目将采用Nodefile方式对客户端进行单独安装。编辑addnodefile文件：
gpfsclient:client
5.4 添加客户端节点
在GPFS集群的任意节点上执行mmaddnode命令，将客户端节点加入到现有集群中，-N指定前面创建addnodefile文件。
[root@gpfsclient ~]# mmaddnonde -N addnodefile
同样，安装完成后，需要通过mmchlicense命令同意客户端的许可，并通过mmstartup启动客户端服务，通过mmgetstate命令查看群集状态：
[root@gpfsclient ~]# mmchlicense client --accept -N gpfsclient [root@gpfsclient ~]# mmstartup -N gpfsclient [root@gpfsclient ~]# mmmount gpfs /gpfs -N gpfsclient
节点服务启动后，GPFS文件系统会自动挂载，可以通过df -h命令查看。
5.5 其他操作
重新挂载
如果需要对gpfs文件重新挂载，那么先使用mmumount gpfs卸载后，重新执行mmmount 进行挂载。
[root@gpfsclient ~]# mmumount gpfs
[root@gpfsclient ~]# mmmount gpfs /gpfs -N ${CLIENT_NODE_NAME}
关于环境重启后恢复环境的操作：
如果需要重新启动环境，需要执行如下步骤才能恢复环境到正常情况
1.重启Server端的服务。
[root@gpfnode1 ~]# mmstartup -a
2.挂载Server端的gpfs目录。
[root@gpfnode1 ~]# mmmount gpfs /gpfs -N all
3.重启Client端的服务，如果gpfs自动挂载的路径不对，需要手动卸载gpfs的目录重新挂载。
[root@gpfsclient ~]# mmstartup -N gpfsclient
卸载：mmumount gpfs
[root@gpfsclient ~]# mmmount gpfs /gpfs -N gpfsclient
结束语
通过在 Redhat 上实现GPFS群集的部署与在云计算方面的应用，可以更多的了解其优秀的特性，提高存储性能及云计算的灵活性、扩展性。同时通过本文，可以让读者对GPFS有一个直观的了解和认识，不仅在Linux平台，在AIX和Windows平台上，GPFS也有不俗的表现。
gpfs 高级配置、升级等其他操作请查看官网手册
gpfs相关命令使用方式查询链接
https://www.ibm.com/docs/en/spectrum-scale/5.0.3?topic=command-reference
搭建步骤到此结束
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