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4、分布式条带卷（Distribute Stripe volume）
5、分布式复制卷（Distribute Replica volume）
6、条带复制卷（Stripe Replica volume）
7、分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replicavolume）
GlusterFS是一个开源的分布式文件系统。
由存储服务器、客户端以及NFS/Samba存储网关(可选，根据需要选择使用)组成。
没有元数据服务器组件，这有助于提升整个系统的性能、可靠性和稳定性。
传统的分布式文件系统大多通过元服务器来存储元数据，元数据包含存储节点上的目录信息、目录结构等。这样的设计在浏览目录时效率高，但是也存在一些缺陷，例如单点故障。一旦元数据服务器出现故障，即使节点具备再高的冗余性，整个存储系统也将崩溃。而GlusterFS分布式文件系统是基于无元服务器的设计，数据横向扩展能力强，具备较高的可靠性及存储效率。
GlusterFs同时也是Scale-Out(横向扩展)存储解决方案Gluster的核心，在存储数据方面具有强大的横向扩展能力，通过扩展能够支持数PB存储容量和处理数千客户端。
GlusterFS支持借助TCP/IP或InfiniBandRDMA网络 (一种支持多并发链接的技术，具有高带宽、低时延、高扩展性的特点)将物理分散分布的存储资源汇聚在一起，统一提供存储服务，并使用统一全局命名空间来管理数据。
GFS由三个组件组成：
①存储服务器（Brick Server）
② 客户端（不在本地）（且有客户端，也会有服务端，这点类似于 NFS，但是更为复杂）
③ 存储网关（NFS/Samaba）无元数据服务器：
元数据是核心，描述对象的信息，影响其属性；
例如NFS，存放数据本身，是一个典型的元数据服务器可能存在单点故障，故要求服务器性能较高，服务器一旦出现故障就会导致数据丢失；
反过来看，无元数据服务不会有单点故障。
那么数据存放在哪里呢？会借用分布式的原则，分散存储，不会有一个统一的数据服务器
扩展性和高性能
GlusterFS利用双重特性来提供高容量存储解决方案。
（1）Scale-Out架构允许通过简单地增加存储节点的方式来提高存储容量和性能（磁盘、计算和I/O资源都可以独立增加），支持10GbE和 InfiniBand等高速网络互联。
（2）Gluster弹性哈希（ElasticHash）解决了GlusterFS对元数据服务器的依赖，改善了单点故障和性能瓶颈，真正实现了并行化数据访问。GlusterFS采用弹性哈希算法在存储池中可以智能地定位任意数据分片（将数据分片存储在不同节点上），不需要查看索引或者向元数据服务器查询。
高可用性
GlusterFS可以对文件进行自动复制，如镜像或多次复制，从而确保数据总是可以访问，甚至是在硬件故障的情况下也能正常访问。
当数据出现不一致时，自我修复功能能够把数据恢复到正确的状态，数据的修复是以增量的方式在后台执行，几乎不会产生性能负载。
GlusterFS可以支持所有的存储，因为它没有设计自己的私有数据文件格式，而是采用操作系统中主流标准的磁盘文件系统（如EXT3、XFS等）来存储文件，因此数据可以使用传统访问磁盘的方式被访问。
全局统一命名空间
分布式存储中，将所有节点的命名空间整合为统一命名空间，将整个系统的所有节点的存储容量组成一个大的虚拟存储池，供前端主机访问这些节点完成数据读写操作。
弹性卷管理
GlusterFS通过将数据储存在逻辑卷中，逻辑卷从逻辑存储池进行独立逻辑划分而得到。
逻辑存储池可以在线进行增加和移除，不会导致业务中断。逻辑卷可以根据需求在线增长和缩减，并可以在多个节点中实现负载均衡。
文件系统配置也可以实时在线进行更改并应用，从而可以适应工作负载条件变化或在线性能调优。
基于标准协议
Gluster 存储服务支持 NFS、CIFS、HTTP、FTP、SMB 及 Gluster原生协议，完全与 POSIX 标准（可移植操作系统接口）兼容。
现有应用程序不需要做任何修改就可以对Gluster 中的数据进行访问，也可以使用专用 API 进行访问。
实际存储用户数据的服务器
指可信主机池中由主机提供的用于物理存储的专用分区，是GlusterFS中的基本存储单元，同时也是可信存储池中服务器上对外提存储目录
存储目录的格式由服务器和目录的绝对路径构成，表示方法为SERVER:EXPORT。如：192.168.79.210:/data/mydir/
本地文件系统的"分区”
一个逻辑卷是一组Brick的集合。卷是数据存储的逻辑设备，类似于LVM 中的逻辑卷。大部分Gluster管理操作是在卷上进行的
用户空间的文件系统
是一个内核模块，允许用户创建自己的文件系统，无须修改内核代码
用户 空间的文件系统(类比EXT4)，“这是一个伪文件系统”;以本地文件系统为例，用户想要读写一个文件，会借助于EXT4文件系统，然后把数据写在磁盘上；而如果是远端的GFS，客户端的请求则应该交给FUSE(为文件系统)，就可以实现跨界点存储在GFS上
内核态的虚拟文件系统
内核空间对用户空间提供的访问磁盘的接口，用户是先提交请求交给VFS然后VFS交给FUSE，再交给GFS客户端，最后由客户端交给远端的存储
运行在存储节点的进程
在存储群集中的每个节点上都要运行，允许在存储节点的进程
GlusterFs采用模块化、堆栈式的架构。
通过对模块进行各种组合，即可实现复杂的功能。例如Replicate模块可实现RAID1，Stripe模块可实现RAID0，通过两者的组合可实现RAID10和RAID01，同时获得更高的性能及可靠性。
数据流向：
①mysql服务器——>存储数据到挂载目录中/data
②mysql数据会优先交给内核的文件系统处理——>GFS客户端处理（本地）
③GFS客户端会和GFS服务端进行交互，GFS服务端接收到数据，然后再通过挂载的卷的类型，对应保存在后端block块节点服务器上
- 分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replicavolume）三种基本卷的复合卷，通常用于类 Map Reduce 应用器——>存储数据到挂载目录中/data
②mysql数据会优先交给内核的文件系统处理——>GFS客户端处理（本地）
③GFS客户端会和GFS服务端进行交互，GFS服务端接收到数据，然后再通过挂载的卷的类型，对应保存在后端block块节点服务器上
- 分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replicavolume）三种基本卷的复合卷，通常用于类 Map Reduce 应用
弹性HASH算法是Davies-Meyer 算法的具体实现，通过HASH 算法可以得到一个32位的整数范围的hash 值，假设逻辑卷中有N个存储单位Brick， 则32位的整数范围将被划分为N个连续的子空间，每个空间对应一个Brick。当用户或应用程序访问某一个命名空间时，通过对该命名空间计算HASH值，根据该HASH 值所对应的32位整数空间定位数据所在的Brick。
优点：
- 保证数据平均分布在每一个Brick 中。
- 解决了对元数据服务器的依赖，进而解决了单点故障以及访问瓶颈。
GlusterFS支持7种卷（前5种使用的多）
示例原理：
File1和File2存放在Server1，而File3存放在server2，文件都是随机存储，一个文件（如File1）要么在server1上，要么在Server2上，不能分块同时存放在Server1和Server2上。
分布式卷的特点：
创建分布式卷：
创建一个名为dis-volume的分布式卷，文件将根据HASH分布在server1：/dir1、server2：/dir2和server3：/dir3中
gluster volume create dis-volume server1:/dirl server2:/dir2 server3:/dir3
特点
创建条带卷
创建了一个名为Stripe-volume的条带卷，文件将被分块轮询的存储在Server1：/dir1和Server2：/dir2两个Brick中
gluster volume create stripe-volume stripe 2 transport tcp server1:/dirl server2:/dir2
示例原理
File1 同时存在Server1和Server2，File2也是如此，相当于server2中的文件是Server1中文件的副本。
复制卷特点
创建复制卷
创建名为rep-volume的复制卷，文件将同时存储两个副本，分别在server1：/dirl和Server2：/dir2两个Brick中
gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp serverl:/dirl server2:/dir2
创建分布式条带卷
创建了名为dis-stripe的分布式条带卷，配置分布式的条带卷时，卷中Brick所包含的存储服务器数必须是条带数的倍数（>=2倍）
gluster volume create dis-stripe stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4
创建分布式复制卷
创建名为dis-rep的分布式条带卷，配置分布式复制卷时，卷中Brick所包含的存储服务器数必须是条带数的倍数（>=2倍）
gluster volume create dis-rep replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4
类似 RAID 10，同时具有条带卷和复制卷的特点。
三种基本卷的复合卷，通常用于类 Map Reduce 应用。
1、环境准备（添加硬盘后记得scan扫描硬盘）
#扫描新增硬盘
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan;echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan;echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan| 服务器类型 | 系统和IP地址 | 需要安装的组件 |
|---|---|---|
| node1服务器 | CentOS7.4(64 位) 192.168.79.210 | 添加4块20G硬盘 |
| node2服务器 | CentOS7.4(64 位) 192.168.79.220 | 添加4块20G硬盘 |
| node3服务器 | CentOS7.4(64 位) 192.168.79.230 | 添加4块20G硬盘 |
| node4服务器 | CentOS7.4(64 位) 192.168.79.240 | 添加4块20G硬盘 |
2、关闭所有节点服务器的防火墙和SElinux
systemctl stop firewalld
setenforce 0
3、由于节点服务器的操作都一样，这里我仅展示node1的操作步骤
3.1 编写脚本
[root@node1 ~] # vim /opt/fdisk.sh
#!/bin/bash
NEWDEV=`ls /dev/sd* | grep -o 'sd[b-z]' | uniq`
for VAR in $NEWDEV
do
echo -e "n\np\n\n\n\nw\n" | fdisk /dev/$VAR &> /dev/null
mkfs.xfs /dev/${VAR}"1" &> /dev/null
mkdir -p /data/${VAR}"1" &> /dev/null
echo "/dev/${VAR}"1" /data/${VAR}"1" xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab
done
mount -a &> /dev/null
3.2 执行脚本并查看磁盘挂载情况
chmod +x /opt/fdisk.sh
cd /opt/
./fdisk.sh
mount -a
df -h
--------------------------------------------------------------------------
文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点
... ... ... ... ...
/dev/sdb1 20G 33M 20G 1% /data/sdb1
/dev/sdc1 20G 33M 20G 1% /data/sdc1
/dev/sdd1 20G 33M 20G 1% /data/sdd1
/dev/sde1 20G 33M 20G 1% /data/sde1
3.3 添加临时DNS域名解析
echo "192.168.79.210 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.79.220 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.79.230 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.79.240 node4" >> /etc/hosts
cat /etc/hosts
3.4 放入gfsrepo.zip安装包解压，然后创建glfs.repo配置文件
cd /opt
rz -E
tar zxf gfsrepo.zip.tar
cd /etc/yum.repos.d/
mkdir repo.bak #如果有，则无需创建
mv * repos.bak/
ls
##应该剩下repos.bak
#创建glfs.repo配置文件内容如下
vim glfs.repo
[glfs]
name=glfs
baseurl=file:///opt/gfsrepo
gpgcheck=0
enabled=1
yum clean all && yum makecache
3.5 安装gfs相关程序，然后开启服务
yum -y install glusterfs glusterfs-server glusterfs-fuse glusterfs-rdma
systemctl start glusterd.service
systemctl enable glusterd.service
systemctl status glusterd.service
4、添加节点到存储信任池中（在任意一个节点上操作即可，此处在node1）
#只要在一台Node节点上添加其它节点即可
gluster peer probe node1
gluster peer probe node2
gluster peer probe node3
gluster peer probe node4
#在每个Node节点上查看群集状态
gluster peer status
1、操作均在node1，要求规划如下
| 卷名称 | 卷类型 | Brick |
|---|---|---|
| dis-volume | 分布式卷 | node1(/data/sdb1)、node2(/data/sdb1) |
| stripe-volume | 条带卷 | node1(/data/sdc1)、node2(/data/sdc1) |
| rep-volume | 复制卷 | node3(/data/sdb1)、node4(/data/sdb1) |
| dis-stripe | 分布式条带卷 | node1(/data/sdd1)、node2(/data/sdd1)、node3(/data/sdd1)、node4(/data/sdd1) |
| dis-rep | 分布式复制卷 | node1(/data/sde1)、node2(/data/sde1)、node3(/data/sde1)、node4(/data/sde1) |
2、创建分布式卷
#创建分布式卷，没有指定类型，默认创建的是分布式卷
gluster volume create dis-volume node1:/data/sdb1 node2:/data/sdb1 force
#查看卷列表
gluster volume list
#启动新建分布式卷
gluster volume start dis-volume
#查看创建分布式卷信息
gluster volume info dis-volume
3、创建条带卷
#指定类型为 stripe，数值为 2，且后面跟了 2 个 Brick Server，所以创建的是条带卷
gluster volume create stripe-volume stripe 2 node1:/data/sdc1 node2:/data/sdc1 force
#启动新建条带卷
gluster volume start stripe-volume
#查看创建条带卷信息
gluster volume info stripe-volume 
4、创建复制卷
#指定类型为 replica，数值为 2，且后面跟了 2 个 Brick Server，所以创建的是复制卷
gluster volume create rep-volume replica 2 node3:/data/sdb1 node4:/data/sdb1 force
#启动复制卷
gluster volume start rep-volume
#查看复制卷信息
gluster volume info rep-volume 
5、创建分布式条带卷
#指定类型为 stripe，数值为 2，而且后面跟了 4 个 Brick Server，是 2 的两倍，所以创建的是分布式条带卷
gluster volume create dis-stripe stripe 2 node1:/data/sdd1 node2:/data/sdd1 node3:/data/sdd1 node4:/data/sdd1 force
gluster volume start dis-stripe
gluster volume info dis-stripe
6、创建分布式复制卷
#指定类型为 replica，数值为 2，而且后面跟了 4 个 Brick Server，是 2 的两倍，所以创建的是分布式复制卷
gluster volume create dis-rep replica 2 node1:/data/sde1 node2:/data/sde1 node3:/data/sde1 node4:/data/sde1 force
gluster volume start dis-rep
gluster volume info dis-rep 
7、查看当前所有卷的列表
1、关闭防火墙和SElinux
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2、放入压缩包并解压
cd /opt/
rz -E
tar zxf gfsrepo.zip.tar
3、备份之前的本地yum源，创建glfs源
cd /etc/yum.repos.d/
mkdir repo.bak #若已存在，则无需再创建
mv * repo.bak/
vim glfs.repo
---------------------------
[glfs]
name=glfs
baseurl=file:///opt/gfsrepo
gpgcheck=0
enabled=1
---------------------------
yum clean all && yum makecache
yum -y install glusterfs glusterfs-fuse
4、创建目录（用于后面挂载），添加DNS临时域名解析
#创建挂载目录
mkdir -p /test/{dis,stripe,rep,dis_stripe,dis_rep}
ls /test
#配置 /etc/hosts 文件
echo "192.168.79.210 node1" >> /etc/hosts
echo "192.168.79.220 node2" >> /etc/hosts
echo "192.168.79.230 node3" >> /etc/hosts
echo "192.168.79.240 node4" >> /etc/hosts
cat /etc/hosts
5、挂载之前创建的卷
#临时挂载
mount.glusterfs node1:dis-volume /test/dis
mount.glusterfs node1:stripe-volume /test/stripe
mount.glusterfs node1:rep-volume /test/rep
mount.glusterfs node1:dis-stripe /test/dis_stripe
mount.glusterfs node1:dis-rep /test/dis_rep
df -h
#永久挂载
vim /etc/fstab
node1:dis-volume /test/dis glusterfs defaults,_netdev 0 0
node1:stripe-volume /test/stripe glusterfs defaults,_netdev 0 0
node1:rep-volume /test/rep glusterfs defaults,_netdev 0 0
node1:dis-stripe /test/dis_stripe glusterfs defaults,_netdev 0 0
node1:dis-rep /test/dis_rep glusterfs defaults,_netdev 0 0
mount -a此处演示为临时挂载
6、使用dd命令从/dev/zero文件中复制40M的数据到测试文件中
cd /opt
dd if=/dev/zero of=/opt/demo1.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo2.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo3.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo4.log bs=1M count=40
dd if=/dev/zero of=/opt/demo5.log bs=1M count=40
ls -lh /opt
7、将测试文件分别复制到各个卷中
cp /opt/demo* /test/dis
cp /opt/demo* /test/stripe/
cp /opt/demo* /test/rep/
cp /opt/demo* /test/dis_stripe/
cp /opt/demo* /test/dis_rep/
1、查看分布式文件分布（node1:/dev/sdb1、node2:/dev/sdb1）
#查看分布式文件分布
[root@node1 opt]# ls -lh /data/sdb1 #数据没有被分片
[root@node2 ~]# ls -lh /data/sdb1
2、查看条带卷文件分布（node1:/dev/sdc1、node2:/dev/sdc1）
[root@node1 ~]# ls -lh /data/sdc1 #数据被分片50% 没副本 没冗余
[root@node2 ~]# ls -lh /data/sdc1 #数据被分片50% 没副本 没冗余
3、查看复制卷文件分布（node3:/dev/sdb1、node4:/dev/sdb1）
[root@node3 ~]# ll -h /data/sdb1 #数据没有被分片 有副本 有冗余
[root@node4 ~]# ll -h /data/sdb1 #数据没有被分片 有副本 有冗余
4、查看分布式条带卷分布（node1:/dev/sdd1、node2:/dev/sdd1、node3:/dev/sdd1、node4:/dev/sdd1）
[root@node1 ~]# ll -h /data/sdd1 #数据被分片50% 没副本 没冗余
[root@node2 ~]# ll -h /data/sdd1
[root@node3 ~]# ll -h /data/sdd1
[root@node4 ~]# ll -h /data/sdd1
5、查看分布式复制卷分布（node1:/dev/sde1、node2:/dev/sde1、node3:/dev/sde1、node4:/dev/sde1）
[root@node1 ~]# ll -h /data/sde1 #数据没有被分片 有副本 有冗余
[root@node2 ~]# ll -h /data/sde1
[root@node3 ~]# ll -h /data/sde1
[root@node4 ~]# ll -h /data/sde1
1、挂起 node2 节点或者关闭glusterd服务来模拟故障（node2：192.168.79.220）
#关闭服务
[root@node2 ~]# systemctl stop glusterd.service
或
#关机
[root@node2 ~]# init 0
2、在客户端上查看文件是否正常（客户端：192.168.79.250）
2.1 查看分布式卷数据
ll /test/dis/
#在客户机上发现少了demo5.log文件，这个是在node2上的
2.2 查看条带卷数据
cd /test/stripe/
ll
#数据都没了，条带卷不具备冗余性
3、再挂起 node4 节点或者关闭glusterd服务来模拟故障（node4：192.168.79.240）
#关闭服务
[root@node4 ~]# systemctl stop glusterd.service
或
#关机
[root@node4 ~]# init 0
3.1 查看复制卷数据
ll /test/rep/
#在客户机上测试正常 数据有
3.2 查看分布式条带卷数据
ll /test/dis_stripe/
#不具备冗余，测试没有数据
3.3 查看分布式复制卷数据
ll /test/dis_rep/
#在客户机上测试正常 有数据
gluster volume list
gluster volume info
gluster volume status
gluster volume stop dis-stripe
注意：删除卷时，需要先停止卷，且信任池中不能有主机处于宕机状态，否则删除不成功
gluster volume delete dis-stripe
#仅拒绝
gluster volume set dis-rep auth.deny 192.168.80.100
#仅允许
gluster volume set dis-rep auth.allow 192.168.79.*
#设置192.168.79.0网段的所有IP地址都能访问dis-rep卷（分布式复制卷）