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RBD的块设备的镜像快照实战指南

2024-09-03 38
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简介： 这篇文章提供了一个关于如何在Ceph RBD块设备上创建和管理快照的详细指南，包括快照的创建、回滚、分层克隆以及快照数量限制的操作步骤。

一.RBD快照概述

1 快照简介

快照的作用就是对当前块设备状态进行记录拍照，而后基于该状态进行回滚的一种方式。

ceph支持在一个块设备快照的基础上创建一个活多个COW或者COR（Copy-On-Read）类型的克隆，这种中间快照层机制提了一种极速创建image的方式。用户可以创建一个基础image并未起创建一个只读快照层，而后可以在此上创建任意个克隆进行读写操作，甚至能够多级克隆。

事件中可以为Qemu虚拟机创建一个image并按照好基础操作系统作为模板，对其创建快照层后，便可按需创建任意多个克隆作为image提供给多个不同的VM使用，或者每创建一个克隆猴按需修改，而后对其再次创建下游的克隆。

2 ceph支持COW和COR两种类型

COW:
    在数据首次写入时才需要将它复制到克隆的image中，是默认的类型。

COR:
    在数据首次被读取时复制到当前克隆中，随后到读写操作都将直接基于此克隆中的对象进行。

3 分层快照的使用

所谓的快照分层，指的是基于基础的目标快照和特有的应用快照。

在RBD上使用分层克隆的流程:
    - 1.创建一个image（Create Block Device Image）;
    - 2.对image创建一个快照（Create a Snapshot）；
    - 3.将其置于保护模式（Protect the Snapshot）；
    - 4.克隆此快照（Clone the Snapshot）；


温馨提示:
   - 1.通过克隆生成的imag在其功能上与直接创建的image几乎完全相同，它同样支持读，写，克隆，空间缩容等功能，唯一的不同之处是克隆饮用了一个只读的上游快照，而且此快照必须要置于"保护"模式之下;
   - 2.克隆的image会保留对父快照的引用，删除子克隆对父快照的引用时，可通过将信息从快照复制到克隆，进行image到展平克隆所需的时间随着image大小增加而延长;
   - 3.在创建克隆的image时，需要指定引用的存储池，镜像和镜像快照，以及克隆的目标image的存储池和镜像名称，因此克隆镜像支持跨存储池进行;
   - 4.必须先取消保护快照，然后才能删除它，用户无法删除克隆所引用的快照，需要先展平其每个克隆，然后才能删除快照;

二.RBD的块设备的镜像快照实战案例

1.创建测试的镜像

[root@ceph141 ~]# rbd create -s 2G yinzhengjie-rbd/rbd-snap --image-feature layering,exclusive-lock
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap  | grep '\sfeatures'
    features: layering, exclusive-lock
[root@ceph141 ~]#

2.客户端添加映射并挂载设备写入测试数据

[root@ceph141 ~]# rbd map yinzhengjie-rbd/rbd-snap
/dev/rbd0
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# mkfs.xfs /dev/rbd0 
meta-data=/dev/rbd0              isize=512    agcount=8, agsize=65536 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=524288, imaxpct=25
         =                       sunit=1024   swidth=1024 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# mount /dev/rbd0 /mnt/
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# df -h | grep mnt
/dev/rbd0                2.0G   33M  2.0G   2% /mnt
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# cp /etc/os-release /mnt/
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# ll /mnt/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 393 Feb  1 16:20 os-release
[root@ceph141 ~]#

3.在ceph服务端创建快照

    1 为指定块设备创建快照
[root@ceph143 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap | grep snapshot_count
    snapshot_count: 0
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap | grep snapshot_count
    snapshot_count: 1
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# 

    2 查看指定块设备快照
[root@ceph143 ~]# rbd snap list yinzhengjie-rbd/rbd-snap 
SNAPID NAME                           SIZE  PROTECTED TIMESTAMP                
     4 yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201 2 GiB           Thu Feb  1 16:22:24 2024 
[root@ceph143 ~]#

4.客户端删除挂载的块设备内的数据

[root@ceph141 ~]# ll /mnt/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 393 Feb  1 16:20 os-release
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# rm -f  /mnt/os-release 
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# ll /mnt/
total 0
[root@ceph141 ~]#

5.客户端删除映射前在服务端查看块设备镜像是否被锁住，注意LOCK字段是否有"excl"属性

[root@ceph143 ~]# rbd ls yinzhengjie-rbd -l
NAME                                    SIZE  PARENT FMT PROT LOCK 
...
rbd-snap                                2 GiB          2      excl 
rbd-snap@yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201 2 GiB          2           
...
[root@ceph143 ~]#

6.客户端取消块设备映射，如果不这样做，就无法释放锁

[root@ceph141 ~]# umount /mnt/  # 卸载服务
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# ll /dev/rbd*  # rbd设备的映射关系还在
brw-rw---- 1 root disk 252, 0 Feb  1 16:19 /dev/rbd0

/dev/rbd:
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 60 Feb  1 16:18 yinzhengjie-rbd
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# rbd unmap yinzhengjie-rbd/rbd-snap  # 删除映射关系
[root@ceph141 ~]# 
[root@ceph141 ~]# ll /dev/rbd*
ls: cannot access /dev/rbd*: No such file or directory
[root@ceph141 ~]#

7.客户端删除映射后在服务端查看镜像是否被锁住，注意LOCK字段是否有"excl"属性

[root@ceph143 ~]# rbd ls yinzhengjie-rbd -l
NAME                                    SIZE  PARENT FMT PROT LOCK 
...
rbd-snap                                2 GiB          2       
rbd-snap@yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201 2 GiB          2           
...
[root@ceph143 ~]#

8.基于之前的快照信息恢复数据

[root@ceph143 ~]# rbd snap list  yinzhengjie-rbd/rbd-snap
SNAPID NAME                           SIZE  PROTECTED TIMESTAMP                
     4 yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201 2 GiB           Thu Feb  1 16:22:24 2024 
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap rollback yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201
Rolling back to snapshot: 100% complete...done.
[root@ceph143 ~]#

9.随机找一个客户端重新挂载块设备文件，验证数据是否找回

[root@ceph142 ~]# rbd map yinzhengjie-rbd/rbd-snap
/dev/rbd0
[root@ceph142 ~]# 
[root@ceph142 ~]# mount /dev/rbd0 /mnt/
[root@ceph142 ~]# 
[root@ceph142 ~]# ll /mnt/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 393 Feb  1 16:20 os-release
[root@ceph142 ~]#

10.删除快照

[root@ceph143 ~]# rbd snap list  yinzhengjie-rbd/rbd-snap
SNAPID NAME                           SIZE  PROTECTED TIMESTAMP                
     4 yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201 2 GiB           Thu Feb  1 16:22:24 2024 
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap rm yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-rbd-v1-20240201
Removing snap: 100% complete...done.
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap list  yinzhengjie-rbd/rbd-snap
[root@ceph143 ~]#

三.RBD的块设备的快照数量限制

1 创建指定数量的快照

[root@ceph143 ~]# rbd snap limit set yinzhengjie-rbd/rbd-snap --limit 3
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap | egrep "snapshot_count|snapshot_limit"
    snapshot_count: 0
    snapshot_limit: 3
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v1
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v2
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v3
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v4
rbd: failed to create snapshot: (122) Disk quota exceeded
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap list  yinzhengjie-rbd/rbd-snap
SNAPID NAME              SIZE  PROTECTED TIMESTAMP                
     6 yinzhengjie-snap-v1 2 GiB           Thu Feb  1 16:33:38 2024 
     7 yinzhengjie-snap-v2 2 GiB           Thu Feb  1 16:33:42 2024 
     8 yinzhengjie-snap-v3 2 GiB           Thu Feb  1 16:33:44 2024 
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap | egrep "snapshot_count|snapshot_limit"
    snapshot_count: 3
    snapshot_limit: 3
[root@ceph143 ~]#

2 清空快照数量限制

[root@ceph143 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap | egrep "snapshot_count|snapshot_limit"
    snapshot_count: 3
    snapshot_limit: 3
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap limit clear yinzhengjie-rbd/rbd-snap
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd info yinzhengjie-rbd/rbd-snap | egrep "snapshot_count|snapshot_limit"
    snapshot_count: 3
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v4
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v5
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v6
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v7
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap create  yinzhengjie-rbd/rbd-snap --snap yinzhengjie-snap-v8
[root@ceph143 ~]# 
[root@ceph143 ~]# rbd snap list  yinzhengjie-rbd/rbd-snap
SNAPID NAME              SIZE  PROTECTED TIMESTAMP                
     6 yinzhengjie-snap-v1 2 GiB           Thu Feb  1 16:33:38 2024 
     7 yinzhengjie-snap-v2 2 GiB           Thu Feb  1 16:33:42 2024 
     8 yinzhengjie-snap-v3 2 GiB           Thu Feb  1 16:33:44 2024 
    11 yinzhengjie-snap-v4 2 GiB           Thu Feb  1 16:36:19 2024 
    12 yinzhengjie-snap-v5 2 GiB           Thu Feb  1 16:36:21 2024 
    13 yinzhengjie-snap-v6 2 GiB           Thu Feb  1 16:36:23 2024 
    14 yinzhengjie-snap-v7 2 GiB           Thu Feb  1 16:36:25 2024 
    15 yinzhengjie-snap-v8 2 GiB           Thu Feb  1 16:36:31 2024 
[root@ceph143 ~]#

四.快照分层实战案例

推荐阅读:
    https://www.cnblogs.com/yinzhengjie/p/18385758
尹正杰
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