【ceph】ceph生产常见操作之一---ceph扩容以及注意事项

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一、扩容条件

a.?一般可用容量达到70%，就要开始考虑进行物理扩容，部分由于部署不合理导致的问题，可通过调节pg和weight进行调整。

b.?扩容时需尽可能的评估当前业务规模，因为当集群达到一定规模后，累计的数据量是十分巨大的，所以尽可能的减少迁移操作。

c.?通过 ceph df 查看 %USED 是否已经达到70%，并通过ceph osd df 查看osd 使用率最高的和最低的使用率。 %USED 是按照使用率最高的osd算出来的，而ceph在一个osd满的情况下（阈值一般为0.95，告警为0.85），集群就不可用了。

例如，通过 ceph osd df | sort -k 8 查看到最低osd使用率40%，最高osd使用率为72%，误差32，这种情况很可能就是osd之间数据不均衡。

d.?导出osd 的pg分布，查看到部分池的数据很少（几乎没有），但给予了1024pg，data数据量多的池在每个osd内分布的不均匀，例如在osd 1 中，总pg数为120，但data池的pg只占用60pg，其他池meta池占用30pg，但实际上meta池数据量远远少于data池。查看osd 181，发现data池pg为90，而且其容量只剩剩余2T，而osd 1剩余3.6T。从而导致可用容量按osd 181的显示，随着业务持续写入，很快就接近阈值，导致集群空间的浪费。

此时，应该调整池pg分布的均衡或者调节部分峰值的osd。

e.?若pg分布均衡且数据分布均衡，则考虑 物理扩容 。

二、扩容流程

扩容的过程主要是添加osd的过程，添加完osd后，还需看情况是否调节pg，具体可查看文档后面 计算需要调节pg

扩容过程主要分为4步（文档有具体描述）：

（1）业务规模的评估

（2）扩容前的准备工作（包括环境的检查，pg数的计算，pg分布的统计）

（3）扩容过程中的故障处理（mon、osd进程故障，pg状态异常故障）

（4）扩容完的收尾动作（统计pg的分布图，调节迁移的速度等）

扩容时候出现的故障主要从 现网组网 系统 集群 进程的这几个维度进行排查

例如出现mon down时候，可通过mon进程所提示的err进行定位，从而转到集群的规模是否部分参数未放开限制，再到系统的内存不足或者网口负载太高，需调节系统参数，再到组网环境搭建进行排查，如交换机环路等。

（1）由于pg不均衡或者weight权重不相等的，可以通过调节osd的pg数，或者 weight值进行初步腾出容量。

# 调节osd weight值 ceph osd reweight <osdname (id|osd.id)> <float[0.0-1.0]> # 调节pg数目 ceph osd pool set <poolname> pg_num|pgp_num <int> #int为最接近2的幂次方

若是由于池的pg不均衡导致，采用ceph balancer进行调整

# 查看集群得分 ceph balancer eval # 设置均衡策略（crush-compat） ceph balancer mode <upmap/crush-compat/none> None：表示什么都不做 Upmap：通过重新映射pg来平衡pg crush-compat: 通过重新设置osd的weight值触发pg的重新分布 # 设置均衡任务 ceph balancer optimize tune <pool_name> ceph balancer execute tune # 这时，在查看集群得分 ceph balancer eval

（2）通过增加osd进行物理扩容

处理流程可在web上操作，这里提供添加osd的命令

# bluestore： ceph-deploy --overwrite-conf osd create node66 --data /dev/sdb --block-db /dev/sdd2 --block-wal /dev/sdd1 ceph-deploy --overwrite-conf osd create node66 --data /dev/sdc --block-db /dev/sde2 --block-wal /dev/sde1 ... # filestore ceph-deploy osd create --filestore --fs-type xfs --data /dev/sdb1 --journal /dev/sde1 node66ceph-deploy osd create --filestore --fs-type xfs --data /dev/sdc1 --journal /dev/sde2 node66

（3）扩容后，看情况是否需要增加pg，或者均衡池pg。pg均衡情况可通过脚本《pg均衡查询脚本》查看，脚本可私信获取。

pg的计算公式：

1、输出的值取舍到最接近的2的幂（最接近的2的幂提供了CRUSH算法效率的少量提高）

2、如果最接近的2的幂比原始值低25％以上，则使用下一个更高的2的幂

3、每个osd pg数目，建议值：

100 如果在可预见的将来，群集OSD的数量预计不会增加。

200 如果在可预见的将来，群集OSD的数量预计会增加（最多增加一倍）。

算法：

（每个OSD的目标PG）x（OSd总数）x（数据量百分比）/ （副本数）

ps：

如果以上计算的值小于（osd总数）/（副本数）的值，则该值将更新为（osd总数）/（副本数）的值。这是通过为每个池为每个OSD分配至少一个主或辅助PG来确保均匀的负载/数据分配

数据量（普通生产环境）：

项	.rgw.root	rgw.control	rgw.meta	rgw.log	rgw.buckets.index	rgw.buckets.data	rgw.buckets.non-ec
数据量占用率（%）	0.2	0.1	0.3	0.6	1	94.8	3

三、扩容期间

（1）观察pg的状态（相关故障处理可根据《pg异常处理》处理）

Peering
peering的作用主要是在PG及其副本所在的OSD之间建立互联,并使得OSD之间就这些PG中的object及其元数据达成一致

Remapped
当负责维护某个PG的acting set变更时,PG需要从原来的acting set迁移至新的acting set。这个过程需要一段时间,所以在此期间,相关PG的状态便会标记为remapped

Backfills
当有新的OSD加入集群时,CRUSH会把现有集群内的部分PG分配给它。这些被重新分配到新OSD的PG状态便处于backfilling

Recovering
当某个OSD因为某些原因down了,该OSD内PG的object会落后于它所对应的PG副本。而在该OSD重新up之后,该OSD中的内容
必须更新到当前状态,处于此过程中的PG状态便是recovering

Degraded
当某个PG的副本数未达到规定个数时,该PG便处于degraded状态,例如:

在客户端向主OSD写入object的过程,object的副本是由主OSD负责向副本OSD写入的,直到副本OSD在创建object副本完成,并向主OSD发出完成信息前,该PG的状态都会一直处于degraded状态。又或者是某个OSD的状态变成了down,那么该OSD上的所有PG都会被标记为degraded。

当Ceph因为某些原因无法找到某个PG内的一个或多个object时,该PG也会被标记为degraded状态。此时客户端不能读写找不到的对象,但是仍然能访问位于该PG内的其他object

Active
处于该状态意味着数据已经完好的保存到了主PG及副本PG中,并且Ceph已经完成了peering工作

Clean
当某个PG处于clean状态时,则说明对应的主OSD及副本OSD已经成功互联,并且没有偏离的PG。也意味着Ceph已经将该PG中的对象按照规定的副本数进行了复制操作

（2）迁移参数调整

数据的迁移的相关参数,可根据业务数据流量的时间分布，进行适当的调整，加快迁移：

这个值存在平衡点：具体可看：https://blog.csdn.net/tony_vip/article/details/100122104

思科参考值，具体视集群情况而定 osd recovery max active = 3 (default : 15) osd recovery op priority = 3 (default : 10) osd max backfills = 1 (default : 10) 参数注意事项： osd max backfills设置为10时，假如一个pg 50G数据 需要迁移10个，那么基本是迁移500G左右的数据的时候开始删除而 backfill为1的时候，就是迁移50G，开始删除一个，迁移50G删除一个，加大backfill反而阻碍了空间的释放。 osd_recovery_sleep = 0 在luminous版本已经设置成ssd是0，sata变成0.1，相当于增加了一个延时的过程 #不在意空间释放的话，也可以调大backfill sudo ceph tell osd.* injectargs '--osd_recovery_max_single_start 16 --osd_recovery_sleep_hdd 0 --osd_recovery_max_active 16 --osd_max_backfills 16' 【ceph】设置恢复数据速度之pg recover限流_ceph recovery速度_向往风的男子的博客-CSDN博客

（3）slow request

若迁移过程中出现slow request的情况，一般为集群过载了。主要可能有以下原因导致。

a. 池的pg数太少，导致某个池阻塞osd的情况

通过mon log日志，获取到阻塞osd的信息：

2021-01-12 00:04:05.257239 osd.3 osd.3 172.168.30.103:6801/908686 2976 : cluster [WRN] slow request 31.493678 seconds old, received at 2021-01-12 00:03:33.763381: osd_op(client.137288303.0:1137363 7.1a 7:590

这里可以看到osd.3阻塞了，pg序号为7.1a，查看对应的池（ceph df）：

可查看到是default.rgw.log，在查看对应pg数目：

ceph pg dump pgs|grep ^7.|awk '{print $1,$2}'

环境上有80个osd，而pg只有32个，均摊到每个osd，平均一个都没有，并没有充分散列，假如维持单个osd承载10个相关pg，那么计算下来：

10*80/2=400 取最接近幂是512

512*2/80=12.8

平均每个osd上的为12.8个相关的pg，因为对象是207个，平坦下去每个pg只需要承担一个对象，平均每个osd承担不到3个对象，比现在的设置情况要好很多

b. 业务在某段时间突然触发增长

例如项目在凌晨12点时，业务方进行批量删除过期文件的操作，这无疑增加扩容时候的压力，而且其中穿插着设备的批量遍历操作和ceph生命周期操作。

故可结合现场环境进行调节：

a.?将ceph生命周期的迁移时间设置为：01：00 - 23：00，避开峰值时间段

rgw_lifecycle_work_time = 01:00-23:00

b.?降低backfill修复对磁盘的压力

ceph tell osd.* injectargs --osd_recovery_sleep_hdd 0.5 #默认为0.1# 效果recovery: 16.1MiB/s, 6objects/s ceph tell osd.* injectargs --osd_recovery_sleep_hdd 0.1 # 效果recovery: 82.1MiB/s, 32objects/s

c. 将池后端使用SSD代替

若集群osd数目不能抗住大量元数据的操作，可将池使用SSD进行代替，缓解SSD的更新的时延，加大并发量。

（4）盘容量接近阈值

若存在扩容不及时，导致osd的容量还未释放，逐渐逼近设置盘满的阈值0.95，此时需手动操作，将阈值高的osd进行优先迁移。

# 查看满盘osd 所需迁移的pg ceph pg dump pgs | grep <osd.x> | grep backfill_wait

主要看UP 和 ACTING 列，可通过awk 过滤出来。

迁移流程为： ACTING[0,1] —> UP[3,4] 尽量选取UP 为新加入的osd进行迁移。

尽量将 ACTING 中存在该osd 的pg进行优先迁移，同时设置该osd的backfill 为1，相当于加快迁移出去的数据，减慢迁移进来的数据。

ceph pg force-backfill <pg_id>ceph tell <osd.x> injectargs "--osd_max_backfills 1"

（5）迁移所需时间

迁移所需时间可通过下面脚本进行大致评估，ceph版本不同可能截取需要数据位置不同，需适当更改下脚本。

#! /bin/sh
while ( 2>1 )
do
start=`ceph -s|grep pgs|grep mis|awk '{print $2}'|cut -d / -f 1`
sleep 5
end=`ceph -s|grep pgs|grep mis|awk '{print $2}'|cut -d / -f 1`
speed=$((start-end))
#echo $end
#echo $speed
second=$((end/speed*5))
hour=$(( $second/3600 ))
min=$(( ($second-${hour}*3600)/60 ))
sec=$(( $second-${hour}*3600-${min}*60 ))
echo 当前时间:`date`
echo 迁移剩余:$end
echo 迁移速度:$((speed/5))
echo 迁移还需要:${hour}小时${min}分${sec}秒
echo "-------------------------------------"
done