大话Ceph--PG那点事儿

引言

PG，Placement Group，中文翻译为归置组，在ceph中是一个很重要的概念，这篇文章将对PG进行深入浅出的讲解。

PG是什么

PG就是目录！

我事先搭建了一个3个host, 每个host有3个OSD的集群，集群使用3副本，min_size为2。
集群状态如下：

[root@ceph-1 ~]# ceph osd tree

ID WEIGHT TYPE NAME UP/DOWN REWEIGHT PRIMARY-AFFINITY

-1 17.90991 root default

-2 5.96997 host ceph-1

0 1.98999 osd.0 up 1.00000 1.00000

1 1.98999 osd.1 up 1.00000 1.00000

2 1.98999 osd.2 up 1.00000 1.00000

-4 5.96997 host ceph-2

3 1.98999 osd.3 up 1.00000 1.00000

4 1.98999 osd.4 up 1.00000 1.00000

5 1.98999 osd.5 up 1.00000 1.00000

-3 5.96997 host ceph-3

6 1.98999 osd.6 up 1.00000 1.00000

7 1.98999 osd.7 up 1.00000 1.00000

8 1.98999 osd.8 up 1.00000 1.00000

每一个pool都有一个id，系统默认生成的rbd池的id号为0，那么rbd池内的所有PG都会以0.开头，让我们看一下osd.0下面的current目录的内容：

[root@ceph-1 ~]# ls /var/lib/ceph/osd/ceph-0/current/

0.0_head 0.1d_head 0.34_head 0.45_head 0.4e_head

....省略部分内容

0.af_head 0.bc_head 0.d0_head 0.e2_head 0.f4_head

每个OSD的current目录下都保存了部分的PG，而rbd池的PG以0.xxx_head的目录形式存在！

现在我们通过rados向集群写入一个文件(char.txt)，在集群内保存名为char,通过下面的指令查看该文件实际保存的位置：

1 2	[root@ceph-1 ~]# ceph osd map rbd char osdmap e109 pool 'rbd' (0) object 'char' -> pg 0.98165844 (0.44) -> up ([0,7,4], p0) acting ([0,7,4], p0)

可见，文件会保存在PG 0.44中，而这个PG位于osd.0,osd.7,osd.4中，之所以有这里有三个OSD，是因为集群副本数为3，可以在0/7/4这三个OSD的current下找到0.44_head目录。而同一份文件(比如这里的char.txt)的三个副本会分别保存在这三个同名的PG中。

执行指令，将char.txt文件存入集群，并查看各个OSD的PG目录内容：

[root@ceph-1 cluster]# rados -p rbd put char char.txt

[root@ceph-1 0.44_head]# pwd && ll

/var/lib/ceph/osd/ceph-0/current/0.44_head

-rw-r--r--. 1 root root 8 8月 25 01:38 char__head_98165844__0

-rw-r--r--. 1 root root 0 8月 24 23:40 __head_00000044__0

[root@ceph-2 0.44_head]# pwd && ll

/var/lib/ceph/osd/ceph-4/current/0.44_head

-rw-r--r-- 1 root root 8 8月 25 13:38 char__head_98165844__0

-rw-r--r-- 1 root root 0 8月 25 11:40 __head_00000044__0

[root@ceph-3 0.44_head]# pwd && ll

/var/lib/ceph/osd/ceph-7/current/0.44_head

-rw-r--r-- 1 root root 8 8月 25 13:38 char__head_98165844__0

-rw-r--r-- 1 root root 0 8月 25 11:40 __head_00000044__0

可见，这三个OSD保存了这个文件的三分副本，这就是ceph的多副本的基础，将一份数据保存成多个副本，按照一定规则分布在各个OSD中，而多副本的数据的一个特点就是，他们都保存在同名的PG下面，也就是同名的目录下。这样，我们就对PG有了一个直接的理解。

`active+clean`想说爱你不容易

active + clean是PG的健康状态，然而PG也会生病,有的是小感冒，有的则可能是一级伤残，下面就是集群进入恢复状态时的一个截图，这里面聚集了各种老弱病残，现在就来分析下每种病症的原因:

这里再次回忆下集群的配置：size = 3, min_size = 2

Degraded

降级：由上文可以得知，每个PG有三个副本，分别保存在不同的OSD中，在非故障情况下，这个PG是a+c状态，那么，如果保存0.44这个PG的osd.4挂掉了，这个PG是什么状态呢，操作如下：

[root@ceph-2 ~]# service ceph stop osd.4

=== osd.4 ===

Stopping Ceph osd.4 on ceph-2...kill 6475...kill 6475...done

[root@ceph-2 ~]# ceph pg dump_stuck |egrep ^0.44

0.44 active+undersized+degraded [0,7] 0 [0,7] 0

这里我们前往ceph-2节点，手动停止了osd.4，然后查看此时pg 0.44的状态，可见，它此刻的状态是active+undersized+degraded,当一个PG所在的OSD挂掉之后，这个PG就会进入undersized+degraded状态，而后面的[0,7]的意义就是还有两个0.44的副本存活在osd.0和osd.7上。那么现在可以读取刚刚写入的那个文件吗？是可以正常读取的！

[root@ceph-1 0.44_head]# rados -p rbd get char char.txt

[root@ceph-1 0.44_head]# cat char.txt

abcdefg

降级就是在发生了一些故障比如OSD挂掉之后，ceph将这个OSD上的所有PG标记为degraded，但是此时的集群还是可以正常读写数据的，降级的PG只是相当于小感冒而已，并不是严重的问题，而另一个词undersized,我的理解就是当前存活的PG 0.44数为2，小于副本数3，将其做此标记，也不是严重的问题。

Peered

那么，什么才是PG的大病呢，peered算是一个，刚刚我们关闭了osd.4，集群里还活着两个PG 0.44，现在我们关闭osd.7，查看下0.44的状态：

[root@ceph-3 0.44_head]# service ceph stop osd.7

=== osd.7 ===

Stopping Ceph osd.7 on ceph-3...kill 5986...kill 5986...done

[root@ceph-2 ~]# ceph pg dump_stuck |egrep ^0.44

0.44 undersized+degraded+peered [0] 0 [0] 0

可见，现在只剩下独苗苗活在osd.0上了，并且0.44还多了一个状态：peered，英文的意思是仔细看，这里我们可以理解成协商、搜索，这时候读取char.txt文件，会发现指令会卡在那个地方一直不动，如此来解释min_size的作用，在ceph中，它的全名叫做osd_pool_default_min_size，这里大家就会问了，不是还活着一个呢吗，为什么就不能读取内容了，因为我们设置的min_size=2，在ceph中的意义就是，如果存活数少于2了，比如这里的1 ，那么ceph就不会响应外部的IO请求。

在这里如果执行指令,将min_size设置为1:

[root@ceph-2 ~]# ceph osd pool set rbd min_size 1

[root@ceph-2 ~]# ceph pg dump_stuck |egrep ^0.44

0.44 active+undersized+degraded [0] 0 [0] 0

可以看到，0.44没有了peered状态，并且文件可以正常读写了，因为min_size=1时，只要集群里面有一份副本活着，那就可以响应外部的IO请求。

peered，我们这里可以将它理解成它在等待其他兄弟姐妹上线，这里也就是osd.4和osd.7的任意一个上线就可以去除这个状态了，处于peered状态的PG是不能响应外部的请求的，外部就会觉得卡卡的。

Remapped

ceph强大的自我恢复能力，是我们选择它的一个重要原因，在上面的试验中，我们关闭了两个OSD，但是至少还有一个PG 0.44存活在osd.0上，如果那两个盘真的坏了，ceph还是可以将这份仅存的数据恢复到别的OSD上的。

在OSD挂掉5min(default 300s)之后，这个OSD会被标记为out状态，可以理解为ceph认为这个OSD已经不属于集群了，然后就会把PG 0.44 map到别的OSD上去，这个map也是按照一定的规则的，重映射之后呢，就会在另外两个OSD上找到0.44这个PG，而这只是创建了这个目录而已，丢失的数据是要从仅存的OSD上回填到新的OSD上的，处于回填状态的PG就会被标记为backfilling。

所以当一个PG处于remapped+backfilling状态时，可以认为其处于自我克隆复制的自愈过程。

Recover

这里我们先来做一个实验，首先开启所有OSD使得集群处于健康状态，然后前往osd.4的PG 0.44下面删除char__head_98165844__0这个文件，再通知ceph扫描(scrub)这个PG：

[root@ceph-2 0.44_head]# pwd && rm -f char__head_98165844__0

/var/lib/ceph/osd/ceph-4/current/0.44_head

[root@ceph-2 0.44_head]# ceph pg scrub 0.44

[root@ceph-2 0.44_head]# ceph pg dump |egrep ^0.44

active+clean+inconsistent [0,7,4] 0 [0,7,4] 0

可见，0.44多了个inconsistent状态，顾名思义，ceph发现了这个PG的不一致状态，这样就可以理解这个状态的意义了。

想要修复丢失的文件呢，只需要执行ceph pg repair 0.44，ceph就会从别的副本中将丢失的文件拷贝过来，这也是ceph自愈的一个情形。

现在再假设一个情形，在osd.4挂掉的过程中呢，我们对char文件进行了写操作，因为集群内还存在着两个副本，是可以正常写入的，但是osd.4内的数据并没有得到更新，过了一会，osd.4上线了，ceph就发现，osd.4的char文件是陈旧的，就通过别的OSD向osd.4进行数据的恢复，使其数据为最新的，而这个恢复的过程中，PG就会被标记为recover。

总结

至此，我们对PG在磁盘的具体意义进行了分析，相信大家也对PG有了更深入的理解，同时，对常见的PG状态进行了剖析，今后看到了长长的病例单也不会有所畏惧了。
最后，本文对PG状态的解释都基于作者对ceph浅显的理解，如果有错误的地

转自：http://xuxiaopang.com/2016/10/09/easy-ceph-PG/