高性能分布式对象存储 MinIO 部署实战

概述

• 官方文档：https://docs.min.io/
• 中文文档：http://docs.minio.org.cn/docs/
• GitHub地址：https://github.com/minio/minio

特点

数据保护——分布式Minio采用 纠删码来防范多个节点宕机和位衰减bit rot。分布式Minio至少需要4个硬盘，使用分布式Minio自动引入了纠删码功能。

高可用——单机Minio服务存在单点故障，相反，如果是一个有N块硬盘的分布式Minio，只要有N/2硬盘在线，数据就是安全的。不过需要至少有N/2+1个硬盘来创建新的对象。

一致性——Minio在分布式和单机模式下，所有读写操作都严格遵守read-after-write一致性模型。

MinIO的优点如下

• 部署简单，一个二进制文件（minio）即是一切，还可以支持各种平台
• 支持海量存储，可以按zone扩展，支持单个对象最大5TB
• 低冗余且磁盘损坏高容忍，标准且最高的数据冗余系数为2(即存储一个1M的数据对象，实际占用磁盘空间为2M)。但在任意n/2块disk损坏的情况下依然可以读出数据(n为一个纠删码集合中的disk数量)。并且这种损坏恢复是基于单个对象的，而不是基于整个存储卷的
• 读写性能优异

MinIO 基础概念

• S3——Simple Storage Service，简单存储服务，这个概念是Amazon在2006年推出的，对象存储就是从那个时候诞生的。S3提供了一个简单Web服务接口，可用于随时在Web上的任何位置存储和检索任何数量的数据。
• Object——存储到 Minio 的基本对象，如文件、字节流，Anything…
• Bucket——用来存储 Object 的逻辑空间。每个 Bucket 之间的数据是相互隔离的。
• Drive——部署 Minio 时设置的磁盘，Minio 中所有的对象数据都会存储在 Drive 里。
• Set——一组 Drive 的集合，分布式部署根据集群规模自动划分一个或多个 Set ，每个 Set 中的 Drive 分布在不同位置。
  • 一个对象存储在一个Set上
  • 一个集群划分为多个Set
  • 一个Set包含的Drive数量是固定的，默认由系统根据集群规模自动计算得出
  • 一个SET中的Drive尽可能分布在不同的节点上

Set /Drive 的关系

• Set /Drive 这两个概念是 MINIO 里面最重要的两个概念，一个对象最终是存储在 Set 上面的。
• Set 是另外一个概念，Set 是一组 Drive 的集合，图中，所有蓝色、橙色背景的Drive（硬盘）的就组成了一个 Set。

纠删码（Erasure Code）

纠删码（Erasure Code）简称EC，是一种数据保护方法，它将数据分割成片段，把冗余数据块扩展、编码，并将其存储在不同的位置，比如磁盘、存储节点或者其它地理位置。

MinIO 架构

单主机，单硬盘模式

该模式下，Minio只在一台服务器上搭建服务，且数据都存在单块磁盘上，该模式存在单点风险，主要用作开发、测试等使用

单主机，多硬盘模式

多主机、多硬盘模式（分布式）

该模式是Minio服务最常用的架构，通过共享一个access_key和secret_key,在多台服务器上搭建服务，且数据分散在多块（大于4块，无上限）磁盘上，提供了较为强大的数据冗余机制（Reed-Solomon纠删码）。

MinIO 环境部署（分布式）

环境准备

下载

mkdir -p /opt/bigdata/minio ; cd /opt/bigdata/minio
# 下载rpm包进行部署
#wget https://dl.min.io/server/minio/release/linux-amd64/archive/minio-20220802235916.0.0.x86_64.rpm -O minio.rpm
# yum -y install minio.rpm
# 下载二进制包部署
wget https://dl.min.io/server/minio/release/linux-amd64/minio
chmod +x /opt/bigdata/minio
# 加在/etc/profile
export PATH=$PATH:/opt/bigdata/minio
minio --help

每台新加四块磁盘

# 不重启，直接刷新磁盘数据总线，获取新加的磁盘
for host in $(ls /sys/class/scsi_host) ; do echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/$host/scan; done
lsblk
# 格式化
mkfs.ext4 /dev/sdb
mkfs.ext4 /dev/sdc
mkfs.ext4 /dev/sdd
mkfs.ext4 /dev/sde
# 挂载
mount /dev/sdb /opt/bigdata/minio/data/export1
mount /dev/sdc /opt/bigdata/minio/data/export2
mount /dev/sdd /opt/bigdata/minio/data/export3
mount /dev/sde /opt/bigdata/minio/data/export4

配置

MINIO_ACCESS_KEY：#用户名，长度最小是5个字符
MINIO_SECRET_KEY：#密码，密码不能设置过于简单，不然minio会启动失败，长度最小是8个字符
–config-dir：#指定集群配置文件目录
–address： #api的端口，默认是9000
--console-address ：#web端口，默认随机

#!/bin/bash
# 创建日志存储目录
mkdir -p /opt/bigdata/minio/logs
# 分别在三个节点上创建存储目录
mkdir -p /opt/bigdata/minio/data/export{1,2,3,4}
# 创建配置目录
mkdir -p /etc/minio
export MINIO_ROOT_USER=admin
export MINIO_ROOT_PASSWORD=admin123456
# 在三台机器上都执行该文件，即以分布式的方式启动了MINIO
# --address "0.0.0.0:9000" 挂载9001端口为api端口（如Java客户端）访问的端口
# --console-address ":9000" 挂载9000端口为web端口； 
/opt/bigdata/minio/minio server --address 0.0.0.0:9000 --console-address 0.0.0.0:9001 --config-dir /etc/minio \
http://local-168-182-110/opt/bigdata/minio/data/export1 \
http://local-168-182-110/opt/bigdata/minio/data/export2 \
http://local-168-182-110/opt/bigdata/minio/data/export3 \
http://local-168-182-110/opt/bigdata/minio/data/export4 \
http://local-168-182-111/opt/bigdata/minio/data/export1 \
http://local-168-182-111/opt/bigdata/minio/data/export2 \
http://local-168-182-111/opt/bigdata/minio/data/export3 \
http://local-168-182-111/opt/bigdata/minio/data/export4 \
http://local-168-182-112/opt/bigdata/minio/data/export1 \
http://local-168-182-112/opt/bigdata/minio/data/export2 \
http://local-168-182-112/opt/bigdata/minio/data/export3 \
http://local-168-182-112/opt/bigdata/minio/data/export4 > /opt/bigdata/minio/logs/minio_server.log

启动服务

# 在三台机器上都执行该文件，即以分布式的方式启动了MINIO
sh /opt/bigdata/minio/run.sh

• WorkingDirectory：二进制文件目录
• ExecStart：指定集群启动脚本

# 如果使用rpm安装，minio.service就会自动生成，只要修改就行
cat > /usr/lib/systemd/system/minio.service <<EOF
[Unit]
Description=Minio service
Documentation=https://docs.minio.io/
[Service]
WorkingDirectory=/opt/bigdata/minio
ExecStart=/opt/bigdata/minio/run.sh
Restart=on-failure
RestartSec=5
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

修改文件权限

chmod +x /usr/lib/systemd/system/minio.service && chmod +x /opt/bigdata/minio/minio && chmod +x /opt/bigdata/minio/run.sh
# 将文件copy其它节点local-168-182-111，local-168-182-112
scp -r /usr/lib/systemd/system/minio.servicee local-168-182-111:/usr/lib/systemd/system/minio.service
scp -r /opt/bigdata/minio local-168-182-111:/opt/bigdata/
scp -r /usr/lib/systemd/system/minio.service local-168-182-112:/usr/lib/systemd/system/minio.service
scp -r /opt/bigdata/minio local-168-182-112:/opt/bigdata/

启动集群

#重新加载服务
systemctl daemon-reload
#启动服务
systemctl start minio
#加入自启动
systemctl enable minio

访问MinIO，三个节点都可以访问

• http://local-168-182-110:9001
• http://local-168-182-111:9001
• http://local-168-182-112:9001

# 安装nginx
yum install epel-release -y
yum install nginx -y
systemctl start nginx
systemctl status nginx
systemctl enable nginx

vi  /etc/nginx/conf.d/minio.conf

upstream minio_api {
  server 192.168.182.110:9000;
  server 192.168.182.111:9000;
  server 192.168.182.112:9000;
}
upstream minio_console {
  server 192.168.182.110:9001;
  server 192.168.182.111:9001;
  server 192.168.182.112:9001;
}
server{
  listen       19000;
  server_name  192.168.182.110;
  ignore_invalid_headers off;
  client_max_body_size 0;
  proxy_buffering off;
  location / {
    proxy_set_header   X-Forwarded-Proto $scheme;
    proxy_set_header   Host              $http_host;
    proxy_set_header   X-Real-IP         $remote_addr;
    proxy_connect_timeout 300;
    proxy_http_version 1.1;
    chunked_transfer_encoding off;
    proxy_ignore_client_abort on;
    proxy_pass http://minio_api;
  }
}
server{
  listen       19001;
  server_name  192.168.182.110;
  ignore_invalid_headers off;
  client_max_body_size 0;
  proxy_buffering off;
  location / {
    proxy_set_header   X-Forwarded-Proto $scheme;
    proxy_set_header   Host              $http_host;
    proxy_set_header   X-Real-IP         $remote_addr;
    proxy_connect_timeout 300;
    proxy_http_version 1.1;
    chunked_transfer_encoding off;
    proxy_ignore_client_abort on;
    proxy_pass http://minio_console;
  }
}

nginx -t
nginx -s reload
#或者 
systemctl reload nginx

MinIO 客户端 ( mc)

下载

cd /opt/bigdata/minio/
wget https://dl.min.io/client/mc/release/linux-amd64/mc
chmod +x mc
./mc --help

添加MinIO存储服务

mc config host add <ALIAS> <YOUR-MINIO-ENDPOINT> [YOUR-ACCESS-KEY] [YOUR-SECRET-KEY]

cd /opt/bigdata/minio/
# 明文输入
./mc config host add minio http://local-168-182-110:19000 admin admin123456
# 密文输入（推荐）
./mc config host add minio http://local-168-182-110:19000
Enter Access Key: admin
Enter Secret Key: admin123456

测试

cd /opt/bigdata/minio/
# 获取已配置别名“ minio”的MinIO服务器信息
./mc admin info minio
# 添加外壳别名以获取信息，以便恢复。
alias minfo='/opt/bigdata/minio/mc admin info'
alias mheal='/opt/bigdata/minio/mc admin heal'

更多示例操作，可以参考官方文档：http://docs.minio.org.cn/docs/master/minio-admin-complete-guide