学习 Ceph 分布式存储 | 常见OSD故障处理
进行 OSD 排障前，先检查一下 monitors 和网络。如果 ceph health 或 ceph -s 返回的是健康状态，这意味着 monitors 形成了法定人数。如果 monitor 还没达到法定人数、或者 monitor 状态错误，要先解决 monitor 的问题。核实下你的网络，确保它在正常运行，因为网络对 OSD 的运行和性能有显著影响。
1 收集 OSD 数据
开始 OSD 排障的第一步最好先收集信息，另外还有监控 OSD 时收集的，如 ceph osd tree 。
Ceph 日志
如果你没改默认路径，可以在 /var/log/ceph 下找到 Ceph 的日志：
ls /var/log/ceph
如果看到的日志还不够详细，可以增大日志级别。请参考[1.12 日志和调试]，查阅如何保证看到大量日志又不影响集群运行。
管理套接字
用管理套接字工具检索运行时信息。列出节点上所有 Ceph 套接字：
ls /var/run/ceph
然后，执行下例命令显示可用选项，把 {daemon-name} 换成实际的守护进程（如 osd.0 ）：
ceph daemon osd.0 help
或者，你也可以指定一个 {socket-file} （如 /var/run/ceph 下的文件）：
ceph daemon {socket-file} help
和其它手段相比，管理套接字允许你：
在运行时列出配置
列出历史操作
列出操作的优先队列状态
列出在进行的操作
列出性能计数器
显示可用空间
可能会引起文件系统问题。用 df 命令显示文件系统的可用空间。
df -h
其它用法见 df --help 。
I/O 统计信息
用 iostat 工具定位 I/O 相关问题。
iostat -x
诊断信息
要查看诊断信息，配合 less 、 more 、 grep 或 tail 使用 dmesg ，例如：
dmesg | grep scsi
2 停止数据向外重平衡
你得周期性地对集群的子集进行维护，或解决某个故障域的问题（如某个机架）。如果你不想在停机维护 OSD 时让 CRUSH 自动重均衡，首先设置集群的 noout 标志：
ceph osd set noout
设置了 noout 后，你就可以停机维护失败域内的 OSD 了。
stop ceph-osd id={num}
注意：在定位某故障域内的问题时，停机的 OSD 内的 PG 状态会变为 degraded 。
维护结束后，重启 OSD 。
start ceph-osd id={num}
最后，解除 noout 标志。
ceph osd unset noout
3 OSD 没运行
通常情况下，简单地重启 ceph-osd 进程就可以让它重回集群并恢复。
OSD 起不来
如果你重启了集群，但其中一个 OSD 起不来，依次检查：
配置文件： 如果你新装的 OSD 不能启动，检查下配置文件，确保它符合规定（比如 host 而非 hostname ，等等）。
检查路径： 检查配置文件的路径，以及 OSD 的数据和日志分区路径。如果你分离了 OSD 的数据和日志分区、而配置文件和实际挂载点存在出入，启动 OSD 时就可能失败。如果你想把日志存储于一个块设备，应该为日志硬盘分区并为各 OSD 分别指定一个分区。
检查最大线程数： 如果你的节点有很多 OSD ，也许就会触碰到默认的最大线程数限制（如通常是 32k 个），尤其是在恢复期间。你可以用 sysctl 增大线程数，把最大线程数更改为支持的最大值（即 4194303 ），看看是否有用。例如：
sysctl -w kernel.pid_max=4194303
如果增大最大线程数解决了这个问题，你可以把此配置 kernel.pid_max 写入配置文件 /etc/sysctl.conf，使之永久生效，例如：
kernel.pid_max = 4194303
内核版本： 确认你使用的内核版本和发布版本。 Ceph 默认依赖一些第三方工具，这些工具可能有缺陷或者与特定发布版和/或内核版本冲突（如 Google perftools ）。检查下操作系统推荐表，确保你已经解决了内核相关的问题。
段错误： 如果有了段错误，提高日志级别（如果还没提高），再试试。如果重现了，联系 ceph-devel 邮件列表并提供你的配置文件、monitor 输出和日志文件内容。
OSD 失败
当 ceph-osd 挂掉时，monitor 可通过活着的 ceph-osd 了解到此情况，并通过 ceph health 命令报告：
ceph health
HEALTH_WARN 1/3 in osds are down
特别地，有 ceph-osd 进程标记为 in 且 down 的时候，你也会得到警告。你可以用下面的命令得知哪个 ceph-osd 进程挂了：
ceph health detail
HEALTH_WARN 1/3 in osds are down
osd.0 is down since epoch 23, last address 192.168.106.220:6800/11080
如果有硬盘失败或其它错误使 ceph-osd 不能正常运行或重启，将会在日志文件 /var/log/ceph/ 里输出一条错误信息。
如果守护进程因心跳失败、或者底层核心文件系统无响应而停止，查看 dmesg 获取硬盘或者内核错误。
如果是软件错误（失败的断言或其它意外错误），应该向 ceph-devel 邮件列表报告。
硬盘没剩余空间
Ceph 不允许你向满的 OSD 写入数据，以免丢失数据。在运行着的集群中，你应该能收到集群空间将满的警告。 mon osd full ratio 默认为 0.95 ，或达到 95% 的空间使用率时它将阻止客户端写入数据。 mon osd nearfull ratio 默认为 0.85 ，也就是说达到容量的 85% 时它会产生健康警告。
满载集群问题一般产生于测试小型 Ceph 集群上如何处理 OSD 失败时。当某一节点使用率较高时，集群能够很快掩盖将满和占满率。如果你在测试小型集群上的 Ceph 如何应对 OSD 失败，应该保留足够的可用磁盘空间，然后试着临时降低 mon osd full ratio 和 mon osd nearfull ratio 值。
ceph health 会报告将满的 ceph-osds ：
ceph health
HEALTH_WARN 1 nearfull osds
osd.2 is near full at 85%
或者：
ceph health
HEALTH_ERR 1 nearfull osds, 1 full osds
osd.2 is near full at 85%
osd.3 is full at 97%
处理这种情况的最好方法就是在出现 near full 告警时尽快增加新的 ceph-osd ，这允许集群把数据重分布到新 OSD 里。
如果因满载而导致 OSD 不能启动，你可以试着删除那个 OSD 上的一些数据。但是这时有个问题，当一个 OSD 使用比例达到 95% 时，集群将不接受任何 Ceph Client 端的读写数据的请求。这时 rbd rm 删除命令将不会得到响应。
让集群能够读写是首先要做的事情。最容易想到的就是调高 mon osd full ratio 和 mon osd nearfull ratio 值，但是对于生产环境，一旦调整这个全局比例，可能会导致整个集群的数据都会动起来，引发更多的数据迁移。因此另一种折衷方法就是单独调整已满 OSD 的 near full 和 full 比例；也可以使用调低 OSD 的 crush weight 的方法，使已满 OSD 上的数据迁移一部分出去。
# 调整单个 osd 的比例
ceph tell osd.id injectargs '--mon-osd-full-ratio .98'
ceph tell osd.id injectargs '--mon-osd-full-ratio 0.98'
# 调整 osd 的 crush weight 值
ceph osd crush reweight osd.id {a-little-lower-weight-value}
4 OSD 龟速或无响应
一个反复出现的问题是 OSD 龟速或无响应。在深入性能问题前，你应该先确保不是其他故障。例如，确保你的网络运行正常、且 OSD 在运行，还要检查 OSD 是否被恢复流量拖住了。
Tip： 较新版本的 Ceph 能更好地处理恢复，可防止恢复进程耗尽系统资源而导致 up 且 in 的 OSD 不可用或响应慢。
网络问题
Ceph 是一个分布式存储系统，所以它依赖于网络来互联 OSD 们、复制对象、从错误中恢复和检查心跳。网络问题会导致 OSD 延时和震荡（反复经历 up and down，详情可参考下文中的相关小节） 。
确保 Ceph 进程和 Ceph 依赖的进程已建立连接和/或在监听。
netstat -a | grep ceph
netstat -l | grep ceph
sudo netstat -p | grep ceph
检查网络统计信息。
netstat -s
驱动器配置
一个存储驱动器应该只用于一个 OSD 。如果有其它进程共享驱动器，顺序读写吞吐量会成为瓶颈，包括日志、操作系统、monitor 、其它 OSD 和非 Ceph 进程。
Ceph 在日志记录完成之后才会确认写操作，所以使用 ext4 或 XFS 文件系统时高速的 SSD 对降低响应延时很有吸引力。与之相比， btrfs 文件系统可以同时读写日志和数据分区。
注意： 给驱动器分区并不能改变总吞吐量或顺序读写限制。把日志分离到单独的分区可能有帮助，但最好是另外一块硬盘的分区。
扇区损坏 / 碎片化硬盘
检修下硬盘是否有坏扇区和碎片。这会导致总吞吐量急剧下降。
MON 和 OSD 共存
Monitor 通常是轻量级进程，但它们会频繁调用 fsync() ，这会妨碍其它工作负载，特别是 Mon 和 OSD 共享驱动器时。另外，如果你在 OSD 主机上同时运行 Mon，遭遇的性能问题可能和这些相关：
运行较老的内核（低于 3.0 ）
Argonaut 版运行在老的 glibc 之上
运行的内核不支持 syncfs(2) 系统调用
在这些情况下，同一主机上的多个 OSD 会相互拖垮对方。它们经常导致爆炸式写入。
进程共存
共用同一套硬件、并向 Ceph 写入数据的进程（像基于云的解决方案、虚拟机和其他应用程序）会导致 OSD 延时大增。一般来说，我们建议用单独的主机跑 Ceph 、其它主机跑其它进程。实践证明把 Ceph 和其他应用程序分开可提高性能、并简化故障排除和维护。
日志记录级别
如果你为追踪某问题提高过日志级别，结束后又忘了调回去，这个 OSD 将向硬盘写入大量日志。如果你想始终保持高日志级别，可以考虑给默认日志路径（即 /var/log/ceph/$cluster-$name.log ）挂载一个单独的硬盘。
恢复限流
根据你的配置， Ceph 可以降低恢复速度来维持性能，否则它会加快恢复速度而影响 OSD 的性能。检查下 OSD 是否正在恢复。
内核版本
检查下你在用的内核版本。较老的内核也许没有反合能提高 Ceph 性能的代码。
内核与 SYNCFS 问题
试试在一个主机上只运行一个 OSD ，看看能否提升性能。老内核未必支持有 syncfs(2) 系统调用的 glibc 。
文件系统问题
当前，我们推荐基于 xfs 部署集群。 btrfs 有很多诱人的功能，但文件系统内的缺陷可能会导致性能问题。我们不推荐使用 ext4 ，因为 xattr 大小的限制破坏了对长对象名的支持（ RGW 需要）。
内存不足
我们建议为每 OSD 进程规划 1GB 内存。你也许注意到了，通常情况下 OSD 仅会使用一小部分（如 100 - 200MB ）。你也许想用这些空闲内存跑一些其他应用，如虚拟机等等。然而当 OSD 进入恢复状态时，其内存利用率将激增。如果没有足够的可用内存，此 OSD 的性能将会明显下降。
OLD REQUESTS 或 SLOW REQUESTS
如果某 ceph-osd 守护进程对一请求响应很慢，它会生成日志消息来抱怨请求耗费的时间过长。默认警告阀值是 30 秒，可以通过 osd op complaint time 选项来配置。这种情况发生时，集群日志会收到这些消息。
很老的版本抱怨 “old requests” ：
osd.0 192.168.106.220:6800/18813 312 : [WRN] old request osd_op(client.5099.0:790 fatty_26485_object789 [write 0~4096] 2.5e54f643) v4 received at 2012-03-06 15:42:56.054801 currently waiting for sub ops
较新版本的 Ceph 抱怨 “slow requests” ：
{date} {osd.num} [WRN] 1 slow requests, 1 included below; oldest blocked for > 30.005692 secs
{date} {osd.num} [WRN] slow request 30.005692 seconds old, received at {date-time}: osd_op(client.4240.0:8 benchmark_data_ceph-1_39426_object7 [write 0~4194304] 0.69848840) v4 currently waiting for subops from [610]
可能的原因有：
坏驱动器（查看 dmesg 输出）
内核文件系统缺陷（查看 dmesg 输出）
集群过载（检查系统负载、 iostat 等等）
ceph-osd 守护进程的 bug
可能的解决方法：
从 Ceph 主机分离 VM 云解决方案
升级内核
升级 Ceph
重启 OSD
5 震荡的 OSD
我们建议同时部署 public（前端）网络和 cluster（后端）网络，这样能更好地满足对象复制的网络性能需求。另一个优点是你可以运营一个不连接互联网的集群，以此避免某些拒绝服务攻击。 OSD 们互联和检查心跳时会优选 cluster（后端）网络。
然而，如果 cluster（后端）网络失败、或出现了明显的延时，同时 public（前端）网络却运行良好， OSD 目前不能很好地处理这种情况。这时 OSD 们会向 monitor 报告邻居 down 了、同时报告自己是 up 的，我们把这种情形称为震荡（ flapping ）。
如果有原因导致 OSD 震荡（反复地被标记为 down ，然后又 up ），你可以强制 monitor 停止这种震荡状态：
ceph osd set noup # prevent OSDs from getting marked up
ceph osd set nodown # prevent OSDs from getting marked down
这些标记记录在 osdmap 数据结构里：
ceph osd dump | grep flags
flags no-up,no-down
可用下列命令清除标记：
ceph osd unset noup
ceph osd unset nodown
Ceph 还支持另外两个标记 noin 和 noout ，它们可防止正在启动的 OSD 被标记为 in （可以分配数据），或被误标记为 out （不管 mon osd down out interval 的值是多少）。
注意： noup 、 noout 和 nodown 从某种意义上说是临时的，一旦标记被清除了，被它们阻塞的动作短时间内就会发生。另一方面， noin 标记阻止 OSD 启动后加入集群，但其它守护进程都维持原样。
作者：李航，多年的底层开发经验，在高性能nginx开发和分布式缓存redis cluster有着丰富的经验，目前从事Ceph工作，负责分布式Ceph集群开发及运维等工作。个人主要关注的技术领域：高性能Nginx开发、分布式缓存、分布式存储。
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