基于Docker Compose部署分布式MinIO集群

一、概述

Minio 是一个基于Go语言的对象存储服务。它实现了大部分亚马逊S3云存储服务接口，可以看做是是S3的开源版本，非常适合于存储大容量非结构化的数据，例如图片、视频、日志文件、备份数据和容器/虚拟机镜像等，而一个对象文件可以是任意大小，从几kb到最大5T不等。区别于分布式存储系统，minio的特色在于简单、轻量级，对开发者友好，认为存储应该是一个开发问题而不是一个运维问题。

存储架构

Minio针对不同应用场景也设置了对应的存储架构：

1、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

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minio --config-dir ~/tenant1 server --address :9001 /disk1/data/tenant1

2、单主机，多硬盘模式

该模式下，Minio在一台服务器上搭建服务，但数据分散在多块（大于4块）磁盘上，提供了数据上的安全保障

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minio --config-dir ~/tenant1 server --address :9001 /disk1/data/tenant1 /disk2/data/tenant1 /disk3/data/tenant1 /disk4/data/enant1

3、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accesskey和secretkey,在多台（2-32）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）。

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export MINIO_ACCESS_KEY=<TENANT1_ACCESS_KEY>
export MINIO_SECRET_KEY=<TENANT1_SECRET_KEY>
minio --config-dir ~/tenant1 server --address :9001 http://192.168.10.11/data/tenant1 http://192.168.10.12/data/tenant1 http://192.168.10.13/data/tenant1 http://192.168.10.14/data/tenant1

数据安全

Minio使用了Reed-Solomon纠删码和校验和来保护数据免受硬件故障和无声数据损坏。

1、Reed-Solomon纠删码

纠删码是一种恢复丢失和损坏数据的数学算法， Minio默认采用Reed-Solomon code将数据拆分成N/2个数据块和N/2个奇偶校验块。这就意味着如果是16块盘，一个对象会被分成8个数据块、8个奇偶校验块，你可以丢失任意8块盘（不管其是存放的数据块还是校验块），你仍可以从剩下的盘中的数据进行恢复。

纠删码的工作原理和RAID或者副本不同，像RAID6可以在损失两块盘的情况下不丢数据，而Minio纠删码可以在丢失一半的盘的情况下，仍可以保证数据安全。而且Minio纠删码是作用在对象级别，可以一次恢复一个对象，而RAID是作用在卷级别，数据恢复时间很长。 Minio对每个对象单独编码，存储服务一经部署，通常情况下是不需要更换硬盘或者修复。

此外，针对不同应用所需的数据安全级别不同，Minio还提供了存储级别（Storage Class）的配置，调整数据块和校验块的比例，做到对空间的最佳使用。

比如在将比例调整为14:2后，存储100M的数据占用的空间仅为114M。

2、位衰减保护

位衰减又被称为数据腐化Data Rot、无声数据损坏Silent Data Corruption,是目前硬盘数据的一种严重数据丢失问题。硬盘上的数据可能会神不知鬼不觉就损坏了，也没有什么错误日志。针对这一问题，最新的Minio采用了HighwayHash算法计算校验和来防范位衰减，根据测试结果，其可以实现10GB/s的处理速度。

3、文件的修复

得益于Reed-Solomon纠删码，Minio可以更加灵活的对文件进行修复。目前，Minio提供了全量、bucket、文件夹、文件等各个粒度的修复操作：

相比一般的RAID方式，Minio可以在非常小的粒度下对文件进行修复操作，灵活性有了很大提高。

二、Docker Compose部署

中文文档：https://docs.min.io/cn/deploy-minio-on-docker-compose.html

Docker Compose允许定义和运行单主机，多容器Docker应用程序。

使用Compose，您可以使用Compose文件来配置MinIO服务。然后，使用单个命令，您可以通过你的配置创建并启动所有分布式MinIO实例。分布式MinIO实例将部署在同一主机上的多个容器中。这是建立基于分布式MinIO的开发，测试和分期环境的好方法。

环境说明

操作系统	ip地址	docker版本	Docker Compose版本
centos 7.6	192.168.31.34	19.03.8	1.24.1

运行分布式MinIO

在Docker Compose上部署分布式MinIO,请下载docker-compose.yaml到你的当前工作目录。Docker Compose会pull MinIO Docker Image,所以你不需要手动去下载MinIO binary。然后运行下面的命令

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docker-compose pull
docker-compose up -d

现在每个实例都可以访问，端口从9001到9004，请在浏览器中访问http://127.0.0.1:9001/

注意事项

默认情况下Docker Compose file使用的是最新版的MinIO server的Docker镜像，你可以修改image tag来拉取指定版本的MinIO Docker image.
默认情况下会创建4个minio实例，你可以添加更多的MinIO服务（最多总共16个）到你的MinIO Comose deployment。添加一个服务关于分布式MinIO的更多资料，请访问这里.
- 复制服务定义并适当地更改新服务的名称。
- 更新每个服务中的命令部分。
- 更新要为新服务公开的端口号。另外，请确保分配给新服务的端口尚未使用。
Docker compose file中的MinIO服务使用的端口是9001到9004，这允许多个服务在主机上运行。