Новогодний экспресс знаний с подарками ждёт вас
Эксплуатация Ceph: флаги для управления естественными состояниями OSD
Форматы обучения в Слёрме
Этой статьёй мы начинаем серию материалов об эксплуатации Ceph и проблемах, которые могут возникать в процессе. Сегодня расскажем о флагах, с помощью которых можно контролировать состояние кластера: noup, nodown, noin, noout. Объясним, что такое «флаппинг OSD» и как его можно остановить.
Статья подготовлена на основе лекции Александра Руденко, ведущего инженера в группе разработки «Облака КРОК». Лекция доступна в рамках курса по Ceph в «Слёрме».
Статья подготовлена на основе лекции Александра Руденко, ведущего инженера в группе разработки «Облака КРОК». Лекция доступна в рамках курса по Ceph в «Слёрме».
Естественные состояния OSD в Ceph
Для начала разберём, какие состояния OSD есть в Ceph.
Посмотрим на примере нашего стенда.
Посмотрим на примере нашего стенда.
Глобальная строка состояния OSD разделена на две части. В первой части отражено состояние процессов OSD, во второй — состояние данных на OSD.
Процессы могут быть в состоянии up или down. Данные — в состоянии in или out.
up и down — это два базовых естественных состояния процессов OSD. OSD запускается и переходит в up, выключается — переходит в down.
in и out — это состояние данных на OSD, а точнее, отношение кластера или других участников кластера к данным на этой OSD. При включении OSD входит в состояние in, при выключении и долгом отсутствии — выходит в out.
Важно понять разницу между состояниями up/down и in/out.
Если OSD в состоянии up, это не означает, что кластер использует её данные. И наоборот, если OSD в состоянии down, кластер всё ещё может полагаться на эти данные.
Если OSD в состоянии in, это значит, что она «в обойме»: на неё реплицируются данные, для некоторых данных она является первичной OSD и т. д. То есть она включена в процесс обмена данными.
Если OSD в состоянии out — данные с неё выводятся.
Посмотрим на примере. В нашем кластере 9 OSD — все up, все in.
Останавливаем OSD 0.
systemctl stop ceph-osd@0
Смотрим:
ceph -s
В состоянии up находится 8 OSD, но в состоянии in по-прежнему 9.
Процессы могут быть в состоянии up или down. Данные — в состоянии in или out.
up и down — это два базовых естественных состояния процессов OSD. OSD запускается и переходит в up, выключается — переходит в down.
in и out — это состояние данных на OSD, а точнее, отношение кластера или других участников кластера к данным на этой OSD. При включении OSD входит в состояние in, при выключении и долгом отсутствии — выходит в out.
Важно понять разницу между состояниями up/down и in/out.
Если OSD в состоянии up, это не означает, что кластер использует её данные. И наоборот, если OSD в состоянии down, кластер всё ещё может полагаться на эти данные.
Если OSD в состоянии in, это значит, что она «в обойме»: на неё реплицируются данные, для некоторых данных она является первичной OSD и т. д. То есть она включена в процесс обмена данными.
Если OSD в состоянии out — данные с неё выводятся.
Посмотрим на примере. В нашем кластере 9 OSD — все up, все in.
Останавливаем OSD 0.
systemctl stop ceph-osd@0
Смотрим:
ceph -s
В состоянии up находится 8 OSD, но в состоянии in по-прежнему 9.
Посмотрим все OSD в состоянии down.
ceph osd tree down
В состоянии down находится одна OSD.
ceph osd tree down
В состоянии down находится одна OSD.
То есть состояние процесса перешло в down, но у кластера есть уверенность, что данные в ближайшее время подъедут, поэтому он оставляет OSD в статусе in.
Дефолтный таймаут — 20 минут. В течение этого времени placement groups с ушедшей в down OSD находятся в состоянии degraded, так как у них не хватает одной копии. Но пока кластер считает её in, он не начинает процесс восстановления. Через 20 минут кластер автоматически переведёт данные OSD в состояние out.
Надеемся, теперь разница между состояниями up/down и in/out понятна.
Дефолтный таймаут — 20 минут. В течение этого времени placement groups с ушедшей в down OSD находятся в состоянии degraded, так как у них не хватает одной копии. Но пока кластер считает её in, он не начинает процесс восстановления. Через 20 минут кластер автоматически переведёт данные OSD в состояние out.
Надеемся, теперь разница между состояниями up/down и in/out понятна.
Флаги-блокаторы естественных состояний
up, down, in, out — это ручки, которые Ceph крутит сам. Но у администратора кластера есть возможность вклиниваться в процесс.
Если вы считаете, что нужно скорректировать естественное поведение кластера (например, заблокировать выключение OSD), то вы можете воспользоваться блокаторами естественных состояний.
Блокаторы естественных состояний OSD — это флаги noup/nodown и noin/noout.
Команда установки флага:
ceph osd set <название флага>
Команда снятия флага:
ceph osd unset <название флага>
Теперь рассмотрим работу каждого флага на примере нашего стенда.
Если вы считаете, что нужно скорректировать естественное поведение кластера (например, заблокировать выключение OSD), то вы можете воспользоваться блокаторами естественных состояний.
Блокаторы естественных состояний OSD — это флаги noup/nodown и noin/noout.
Команда установки флага:
ceph osd set <название флага>
Команда снятия флага:
ceph osd unset <название флага>
Теперь рассмотрим работу каждого флага на примере нашего стенда.
Флаг noup
Ранее мы перевели OSD в down.
Установим флаг noup — он не позволит OSD перейти в состояние up (будьте осторожны, применение флага вне эксперимента может быть опасным).
ceph osd set noup
Флаг установлен:
Установим флаг noup — он не позволит OSD перейти в состояние up (будьте осторожны, применение флага вне эксперимента может быть опасным).
ceph osd set noup
Флаг установлен:
Пробуем запустить OSD.
systemctl start ceph-osd@0
Из-за установленного флага OSD не может перейти в состояние up. И это при том, что она запущена и работает.
systemctl start ceph-osd@0
Из-за установленного флага OSD не может перейти в состояние up. И это при том, что она запущена и работает.
Что происходит: когда OSD джойнится в кластер, она получает карту OSD, где видит, что ей сказали «noup». OSD запускается, но не может перейти в первое инфраструктурное состояние, в состояние up.
Флаг опасен, потому что если произойдёт сбой, при котором OSD кратковременно уйдут в down или кто-то рестартанёт OSD, то они не смогут подключиться и перейти в состояние up, а значит, не смогут в свои данные вернуть кластер.
На самом деле сложно представить, когда может понадобиться флаг noup. Ведь если вы не хотите, чтобы данные конкретных OSD включались в кластер, вы можете поставить noin (о нём ниже). Процессы OSD запустятся (они сами по себе безвредны), но данные с этих OSD использоваться не будут. Впрочем, во время обучения главное понять, как что работает, а кейсы, возможно, появятся.
Вернёмся к стенду.
Сейчас у нас есть OSD в состоянии down.
Флаг опасен, потому что если произойдёт сбой, при котором OSD кратковременно уйдут в down или кто-то рестартанёт OSD, то они не смогут подключиться и перейти в состояние up, а значит, не смогут в свои данные вернуть кластер.
На самом деле сложно представить, когда может понадобиться флаг noup. Ведь если вы не хотите, чтобы данные конкретных OSD включались в кластер, вы можете поставить noin (о нём ниже). Процессы OSD запустятся (они сами по себе безвредны), но данные с этих OSD использоваться не будут. Впрочем, во время обучения главное понять, как что работает, а кейсы, возможно, появятся.
Вернёмся к стенду.
Сейчас у нас есть OSD в состоянии down.
Но по-прежнему 9 OSD в состоянии in.
Приведём эту OSD в состояние out командой:
ceph osd out 0
В результате на одну in стало меньше:
ceph osd out 0
В результате на одну in стало меньше:
Это произошло бы автоматически, если бы Ceph выждал 20 минут.
Теперь Ceph относится к этим данным как к потерянным. Запустилось recovery io — placement groups восстанавливаются на других OSD.
Теперь Ceph относится к этим данным как к потерянным. Запустилось recovery io — placement groups восстанавливаются на других OSD.
Снимем флаг noup.
ceph osd unset noup
Проверяем:
ceph osd tree up
Все OSD в состоянии up.
ceph osd unset noup
Проверяем:
ceph osd tree up
Все OSD в состоянии up.
При этом одна OSD в состоянии out.
ceph osd tree out
ceph osd tree out
Мы поменяли ситуацию: все OSD находятся в состоянии up, но одна находится в состоянии out. То есть на её данные мы больше не полагаемся.
Остановим её ещё раз.
systemctl stop ceph-osd@0
OSD остановилась.
systemctl stop ceph-osd@0
OSD остановилась.
Теперь применим принудительное in, которое говорит кластеру: «Всё-таки считай, что эти данные доступны, что они скоро подъедут».
ceph osd in 0
Мы смоделировали ситуацию, когда OSD выключилась (например, из-за проблем с питанием), но кластер всё ещё полагается на эти данные.
ceph osd in 0
Мы смоделировали ситуацию, когда OSD выключилась (например, из-за проблем с питанием), но кластер всё ещё полагается на эти данные.
Перейдём к следующему флагу.
Флаг noin
Предположим, из-за каких-то проблем OSD перешла в down (для эксперимента мы остановим её принудительно).
systemctl stop ceph-osd@0
Спустя время Ceph отправил её в out (опять же, мы сделаем это сами).
ceph osd out 0
В результате получаем кластер, в котором 8 up, 8 in.
systemctl stop ceph-osd@0
Спустя время Ceph отправил её в out (опять же, мы сделаем это сами).
ceph osd out 0
В результате получаем кластер, в котором 8 up, 8 in.
Данные, которые были на проблемных OSD, находятся в состоянии degraded, так как одна из их копий недоступна.
Мы предполагаем, что не будем использовать проблемные диски, но нам хотелось бы их поднять и применить для восстановления кластера.
Иными словами, нам нужно, чтобы проблемная OSD участвовала в процессе бакфиллинга (backfilling) и восстановления placement group.
В такой ситуации можно поставить флаг noin и после запустить OSD. Тем самым мы оставим OSD в out, то есть не будем доверять её данным, но при этом задействуем в процессе восстановления.
Устанавливаем флаг:
ceph osd set noin
Ситуация радикально поменялась.
Напомним, пока OSD была выключена и пребывала в состоянии out, placement groups были в состоянии degraded. То есть количества копий одной placement group было недостаточно и новые placement groups создавались из оставшихся копий.
Иными словами, нам нужно, чтобы проблемная OSD участвовала в процессе бакфиллинга (backfilling) и восстановления placement group.
В такой ситуации можно поставить флаг noin и после запустить OSD. Тем самым мы оставим OSD в out, то есть не будем доверять её данным, но при этом задействуем в процессе восстановления.
Устанавливаем флаг:
ceph osd set noin
Ситуация радикально поменялась.
Напомним, пока OSD была выключена и пребывала в состоянии out, placement groups были в состоянии degraded. То есть количества копий одной placement group было недостаточно и новые placement groups создавались из оставшихся копий.
Как только мы её подняли, но при этом оставили в состоянии out, данные стали перемещаться — перешли в состояние misplaced.
Мы вернули количество копий, которые были в кластере изначально, поэтому теперь нет ни одной placement group в состоянии degraded.
Снимем флаг noin:
ceph osd unset noin
Важно!
После того, как мы вернули OSD, но оставили её в out, её можно вернуть в состояние in командой:
ceph osd in 0
В отличие от состояния in, команды для принудительного возврата в состояние up нет.
Мы не можем заставить OSD перейти в up, потому что это состояние, в которое она переходит естественным образом при включении.
Снимем флаг noin:
ceph osd unset noin
Важно!
После того, как мы вернули OSD, но оставили её в out, её можно вернуть в состояние in командой:
ceph osd in 0
В отличие от состояния in, команды для принудительного возврата в состояние up нет.
Мы не можем заставить OSD перейти в up, потому что это состояние, в которое она переходит естественным образом при включении.
Флаг noout
С флагом noout всё проще.
Он нужен, когда вы на длительное время выключаете OSD и не хотите, чтобы Ceph отрешался от этих данных и запускал rebalancing, а хотите, чтобы он просто ждал, пока OSD вернутся. По сути это то же самое, что maintenance.
Ставится и снимается так же, как все другие флаги.
Он нужен, когда вы на длительное время выключаете OSD и не хотите, чтобы Ceph отрешался от этих данных и запускал rebalancing, а хотите, чтобы он просто ждал, пока OSD вернутся. По сути это то же самое, что maintenance.
Ставится и снимается так же, как все другие флаги.
Флаг nodown и флаппинг OSD
Флаг nodown блокирует переход OSD в состояние down. Он принудительно держит OSD во всех картах в состоянии up, навязывая участникам кластера продолжать попытки с ней взаимодействовать: «да, OSD недоступна, но подождём».
Просто так делать nodown нет смысла. Если вы выключаете сервер на обслуживание, то правильно разрешать сервисам OSD переходить в down, потому что это их естественное состояние. Поэтому для обслуживания этот флаг практически не применим, хотя его нередко прописывают в регламентных операциях (обоснование для этого найти сложно).
Но есть одна ситуация, когда использование флага nodown оправдано. Она называется «флаппинг OSD» (flapping OSD's).
Прежде чем перейти к описанию флаппинга, надо сказать, как OSD переходит в down. Есть два варианта: OSD сама сообщает о переходе в down или другие участники кластера говорят, что какая-то OSD долго не отвечает, а значит, перешла в down.
В первом случае при выключении OSD вы можете увидеть в логе монитора, как он пишет, что OSD сама себя пометила как down. Это нормальный процесс завершения, монитор помечает OSD как down и всем рассылает эту информацию с помощью апдейта карты OSD.
Во втором случае о недоступности процессов OSD сообщают другие OSD. Надо понимать, что все OSD мониторят друг друга. Каждая OSD условно пингует другую и тем самым мониторит её доступность. Когда монитор получает два репорта (или больше — параметр настраивается) о том, что некая OSD недоступна, он помечает её как down. После этого все участники сети считают, что OSD down, и кластер начинает перестраиваться.
Здесь и кроется проблема.
Из-за архитектурных особенностей Ceph одна OSD может получить большую нагрузку, чем соседняя. Поэтому возможны ситуации, когда одна или несколько OSD не успевают ответить тем OSD, которые её пингуют. Это может быть из-за высокой нагрузки, из-за того, что OSD ротирует свою RocksDB большого размера, из-за то, что прилетело много реквестов или на ответ банально не хватает CPU.
Монитор получает сообщения, что OSD недоступна, и помечает её как недоступную — можно сказать, помечает ложно, ведь по сути OSD работает. После этого кластер начинает перестраиваться, нагрузка перераспределяются на другие OSD, выбирается другая primary OSD.
На выбранной взамен ложно упавшей OSD начинается похожий процесс: она тоже не отвечает, тоже помечается как down — и так далее. В случае высокой нагрузки или больших проблем с железом всё может начать рушиться как карточный домик. Одна OSD перешла в фейковый down, вторая, третья… Первая ещё не успела восстановиться, а тут ещё парочка перешла.
Этот процесс в Ceph-комьюнити и называют «флаппинг». В результате флаппинга кластер может просто развалиться. Чтобы это предотвратить, можно воспользоваться флагом down.
ceph osd set nodown
После установки флага кластер не будет перестраиваться на каждый репорт от других OSD и по идее это должно сохранить его стабильность.
Конечно, производительность в таком кластере будет очень низкой, потому что если OSD «залипает» и не может ответить на heart beat, какая бы причина у неё не была, запросы пользователей будут страдать.
Запомните: nodown не поможет выровнять производительность кластера, не спасёт ситуацию и не сделает всех счастливыми, но по крайней мере кластер не будет закапывать сам себя.
В следующей статье поговорим о глобальных флагах для управления Ceph: nobackfill, norecover, norebalance и pause.
Просто так делать nodown нет смысла. Если вы выключаете сервер на обслуживание, то правильно разрешать сервисам OSD переходить в down, потому что это их естественное состояние. Поэтому для обслуживания этот флаг практически не применим, хотя его нередко прописывают в регламентных операциях (обоснование для этого найти сложно).
Но есть одна ситуация, когда использование флага nodown оправдано. Она называется «флаппинг OSD» (flapping OSD's).
Прежде чем перейти к описанию флаппинга, надо сказать, как OSD переходит в down. Есть два варианта: OSD сама сообщает о переходе в down или другие участники кластера говорят, что какая-то OSD долго не отвечает, а значит, перешла в down.
В первом случае при выключении OSD вы можете увидеть в логе монитора, как он пишет, что OSD сама себя пометила как down. Это нормальный процесс завершения, монитор помечает OSD как down и всем рассылает эту информацию с помощью апдейта карты OSD.
Во втором случае о недоступности процессов OSD сообщают другие OSD. Надо понимать, что все OSD мониторят друг друга. Каждая OSD условно пингует другую и тем самым мониторит её доступность. Когда монитор получает два репорта (или больше — параметр настраивается) о том, что некая OSD недоступна, он помечает её как down. После этого все участники сети считают, что OSD down, и кластер начинает перестраиваться.
Здесь и кроется проблема.
Из-за архитектурных особенностей Ceph одна OSD может получить большую нагрузку, чем соседняя. Поэтому возможны ситуации, когда одна или несколько OSD не успевают ответить тем OSD, которые её пингуют. Это может быть из-за высокой нагрузки, из-за того, что OSD ротирует свою RocksDB большого размера, из-за то, что прилетело много реквестов или на ответ банально не хватает CPU.
Монитор получает сообщения, что OSD недоступна, и помечает её как недоступную — можно сказать, помечает ложно, ведь по сути OSD работает. После этого кластер начинает перестраиваться, нагрузка перераспределяются на другие OSD, выбирается другая primary OSD.
На выбранной взамен ложно упавшей OSD начинается похожий процесс: она тоже не отвечает, тоже помечается как down — и так далее. В случае высокой нагрузки или больших проблем с железом всё может начать рушиться как карточный домик. Одна OSD перешла в фейковый down, вторая, третья… Первая ещё не успела восстановиться, а тут ещё парочка перешла.
Этот процесс в Ceph-комьюнити и называют «флаппинг». В результате флаппинга кластер может просто развалиться. Чтобы это предотвратить, можно воспользоваться флагом down.
ceph osd set nodown
После установки флага кластер не будет перестраиваться на каждый репорт от других OSD и по идее это должно сохранить его стабильность.
Конечно, производительность в таком кластере будет очень низкой, потому что если OSD «залипает» и не может ответить на heart beat, какая бы причина у неё не была, запросы пользователей будут страдать.
Запомните: nodown не поможет выровнять производительность кластера, не спасёт ситуацию и не сделает всех счастливыми, но по крайней мере кластер не будет закапывать сам себя.
В следующей статье поговорим о глобальных флагах для управления Ceph: nobackfill, norecover, norebalance и pause.