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Installer un cluster hyperconvergé avec Proxmox, Ceph, Tinc, OpenVSwitch

2019-07-25

Introduction

Dans le monde de l'informatique, il existe des concepts afin de réduire le plus possible les coupures (appelées aussi downtime). Il s'agit de la redondance. Car oui, pour certaines entreprises, il est indispensable de ne pas avoir la moindre coupure car c'est un gros manque à gagner.

La redondance, alias le cloud pour certains commerciaux, est un mot magique qui ne doit rien coûter. Cette croyance pousse tout le monde à utiliser des clouds publiques type AWS, Azure, Google Cloud avec comme fausse croyance que les hyperviseurs ne tombent jamais en panne. (Pro tips : si vous ne cochez pas la case « Multi AZ » sur AWS vous n'avez pas de redondance et cocher cette case multiplie la facture par, au minimum, 2).

On peut effectuer cette redondance sur plusieurs niveaux :

=> Autonomous System

Vous pouvez bien entendu ne pas tout redonder, cela dépend du niveau de criticité d'une coupure ainsi que de votre porte monnaie.

Une autre solution pour réduire les pannes à moindre coût est de mettre en place un cluster hyperconvergé. Bien entendu ce genre de solution n'est pas intégralement redondant si l'AS tombe. Cependant, ça réduit drastiquement le coût de l'architecture, moyennant des coupures de 30 secondes si un des noeuds tombe en panne et que l'application derrière n'est pas redondée.

L'hyper-convergence (ou hyperconvergence) est un type d'architecture matérielle informatique qui agrège de façon étroitement liée les composants de traitement, de stockage, de réseau et de virtualisation de plusieurs serveurs physiques. (source Wikipédia (oui, j'ai copié la première ligne, mais c'était bien expliqué :p ))

=> Wikipédia

Avantages et inconvénients des deux solutions

Redondance complète

Avantages

Inconvénients

Redondance avec un cluster « hyperconvergé »

Avantages

Inconvénients

Explication des choix faits

Comme vous avez pu le voir dans le titre, l'infrastructure finale sera composée de :

Chaque choix a été constitué après mûre réflexion et de nombreux tests. Bien entendu, il est possible d'utiliser des outils similaires pour effectuer cela.

Pourquoi utiliser :

=> article wikipedia

Le gros souci que j'ai rencontré c'est qu'avec des disques qui tournent à 7200 tours minutes, Mastodon et PostgreSQL passaient leur temps à écrire sur les disques. Cela était répliqué sur les trois disques avec Ceph et je me suis retrouvé dans la même situation qui m'a poussé à séparer PostgreSQL et Mastodon (les IO étaient tous utilisés par ces deux logiciels).

Techniques !

Prérequis :

Pour cet article nous avons besoin de :

Bien entendu, si vous avez plusieurs interfaces réseaux physiques, vous pouvez retirer le VPN qui est mis en place ici uniquement dans le but d'avoir un réseau privé. Si vous avez également plus de deux disques par machine, vous pouvez dédier les autres à Ceph (dans d'autre pool par exemple). Rien ne vous l'empêche ;)

Schéma de l'infrastructure

Bah oui, on ne commence jamais sans avoir d'idée claire de ce qu'on va faire ;)

Voici à quoi va ressembler l'infrastructure après ce tuto.

=> Infra-DryCat

Installation de Proxmox

N'ayant pas la possibilité d'insérer une clé USB dans le serveur, j'ai choisi d'installer une Debian sur un disque (avec comme taille totale 128Go) puis j'ai installé Proxmox en suivant le tuto prévu pour Stretch mais en remplaçant Stretch par Buster.

=> tuto prévu pour Stretch

echo "deb http://download.proxmox.com/debian/pve buster pve-no-subscription" > /etc/apt/sources.list.d/pve-install-repo.list
gpg --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys 7BF2812E8A6E88E0
gpg --armor --export 7BF2812E8A6E88E0 | apt-key add -
apt update && apt dist-upgrade
apt install proxmox-ve postfix open-iscsi
apt remove os-prober
reboot

Configuration de vmbr0

On fait maintenant porter l'adresse IP du serveur par vmbr0 en mode bridge

source /etc/network/interfaces.d/*

auto lo
iface lo inet loopback
iface lo inet6 loopback

iface enp2s0 inet6 static
  address 2a01:4f8:161:2269::2
  netmask 64
  gateway fe80::1

auto enp2s0
iface enp2s0 inet static
    address 5.9.38.80
    netmask 255.255.255.224
    gateway 5.9.38.65
    pointopoint 5.9.38.65
    # route     148.251.14.32/27 via 148.251.14.33
    up route add -net 5.9.38.64 netmask 255.255.255.224 gw 5.9.38.65 dev enp2s0

auto vmbr0
iface vmbr0 inet static
    address 5.9.38.80
    netmask 255.255.255.255
    bridge_ports none
    bridge_stp off
    bridge_fd 0
    up ip route add 148.251.96.193/32 dev vmbr0

De ce fait, on voit la carte réseau et on peut la gérer sur Proxmox (pour, à l'avenir, installer pfSense)

Création des interfaces dummy

Afin de faire détecter les interfaces VPN par Proxmox, on va créer des bridges qui pointeront avec sur des cartes dummy. Pour cela, il faut d'abord activer le module sur Linux.

echo "options dummy numdummies=3" > /etc/modprobe.d/dummy.conf
modprobe dummy

Installation de Tinc VPN

On va maintenant s'attaquer à Tinc avec la création d'un réseau admin pour l'administration (réseau dédié à Ceph et Proxmox) et un réseau pour OpenVSwitch. Vous pouvez ne faire qu'un seul réseau, j'ai préféré faire deux réseaux juste pour séparer les flux.

Configuration du réseau admin

apt install tinc
# On crée les dossiers nécessaires
mkdir -p /etc/tinc/{admin,ovps}/hosts
# On crée les fichiers nécessaires
touch /etc/tinc/{admin,ovps}/{tinc.conf,tinc-up,tinc-down}
# On modifie ce fichier sur tous les serveurs :
vim /etc/tinc/admin/tinc.conf

Et dans ce fichier, on met :

# Interface réseau à utiliser. On utilise le protocole TAP ( https://en.wikipedia.org/wiki/TUN/TAP )
Interface = tap0
# Pour activer tap (https://www.tinc-vpn.org/documentation/tinc.conf.5)
Mode=switch
Port = 655
# Pas de caractères spéciaux
Name=proxmox3
AddressFamily=ipv4
ConnectTo=proxmox1
ConnectTo=proxmox2

Comme vous l'aurez compris, la valeur de la directive

Name

change entre chaque serveur et donc les directives

ConnectTo

aussi. On génère ensuite la clé privée et la clé publique nécessaires au bon fonctionnement de Tinc

tincd -n admin -K4096
vim /etc/tinc/admin/hosts/proxmox3

Au dessus de la ligne

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----

on ajoute

Address = 5.9.38.80
Subnet = 10.1.0.0/24
Cipher=aes-256-cbc
Port = 655

Bien entendu l'adresse change en fonction du serveur. Après avoir installé et modifié ces fichiers sur chacun des serveurs, faites en sorte que chacun possède les trois. Éditez le fichier

tinc-up
#!/bin/sh
/usr/sbin/ifconfig tincadminbr0 promisc
/usr/sbin/ifconfig $INTERFACE up promisc
/usr/sbin/brctl addif tincadminbr0 $INTERFACE
/usr/sbin/ifconfig $INTERFACE 0

Éditez le fichier

tinc-down
#!/bin/sh
ifconfig $INTERFACE down

Rendez ces fichiers exécutables. Pour le moment vous ne pourrez pas lancer Tinc, l'interface tincadminbr0 sera créée plus bas.

Configuration du réseau dédié à OVPS

On va répéter les étapes du dessus en remplaçant admin par ovps, en mettant comme valeur 10.2.0.0/24 à subnet, tap1 comme valeur à interface et 656 pour le port. Si vous souhaitez aller vite, vous pouvez directement passer à l'étape suivante.

apt install tinc
touch /etc/tinc/{admin,ovps}/{tinc.conf,tinc-up,tinc-down}
# On modifie ce fichier sur tous les serveurs :
vim /etc/tinc/ovps/tinc.conf

Et dans ce fichier, on met :

# Interface réseau à utiliser. On utilise le protocole TAP ( https://en.wikipedia.org/wiki/TUN/TAP )
Interface = tap1
# Pour activer tap (https://www.tinc-vpn.org/documentation/tinc.conf.5)
Mode=switch
Port = 656
# Pas de caractères spéciaux
Name=proxmox3
AddressFamily=ipv4
ConnectTo=proxmox1
ConnectTo=proxmox2

Comme vous l'aurez compris, la valeur de la directive

Name

change entre chaque serveur et donc les directives

ConnectTo

aussi. On génère ensuite la clé privée et la clé publique nécessaire au bon fonctionnement de Tinc

tincd -n ovps -K4096
vim /etc/tinc/ovps/hosts/proxmox3

Au dessus de la ligne

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----

on ajoute

Address = 5.9.38.80
Subnet = 10.2.0.0/24
Cipher=aes-256-cbc
Port = 656

Bien entendu l'adresse change en fonction du serveur. Après avoir installé et modifié ces fichiers sur chacun des serveurs, faites en sorte que chacuns possèdent ces trois fichiers. Éditez le fichier

tinc-up
#!/bin/sh
/usr/sbin/ifconfig tincovpsbr0 promisc
/usr/sbin/ifconfig $INTERFACE up promisc
/usr/sbin/brctl addif tincovpsbr0 $INTERFACE
/usr/sbin/ifconfig $INTERFACE 0

Éditez le fichier

tinc-down
#!/bin/sh
ifconfig $INTERFACE down

Rendez ces fichiers exécutables. Pour le moment vous ne pourrez pas lancer tinc, l'interface tincovpsbr0 sera créée plus bas.

Création des cartes réseaux tincovpsbr0 et tincadminbr0

Dans le fichier /etc/network/interfaces, ajoutez les lignes ci dessous :

auto tincadminbr0
iface tincadminbr0 inet static
    address 10.1.0.1
    netmask  255.255.255.0
    broadcast  10.1.0.255
    bridge_ports dummy1
    bridge_stp off
    bridge_fd 0

auto tincovpsbr0
iface tincovpsbr0 inet static
    address 10.2.0.1
    netmask  255.255.255.0
    broadcast  10.2.0.255
    bridge_ports dummy2
    bridge_stp off
    bridge_fd 0

Mettez en place cette configuration sur les trois noeuds en faisant en sorte que chaque IP soit unique.

Installation et configuration de OpenVSwitch

Maintenant, on va installer OpenVSwitch. L'outil n'est pas spécialement compliqué à mettre en place ou à configurer. Il faut cependant avoir quelques notions en réseau pour éviter les mauvaises surprises.

apt install openvswitch-switch

Maintenant, on modifie le fichier /etc/network/interfaces

auto vmbr1
iface vmbr1 inet manual
        ovs_type OVSBridge
    up ovs-vsctl set Bridge ${IFACE} rstp_enable=true
        up ovs-vsctl --may-exist add-port vmbr1 gre0 -- set interface gre0 type=gre options:remote_ip='10.2.0.2'
        up ovs-vsctl --may-exist add-port vmbr1 gre1 -- set interface gre1 type=gre options:remote_ip='10.2.0.3'
        down ovs-vsctl --if-exists del-port vmbr1 gre0
        down ovs-vsctl --if-exists del-port vmbr1 gre1

L'interface s'appelle vmbr1, elle est de type OVSBridge (compatible avec Proxmox). Au lancement de cette interface, on active le spanning-tree qui permet de calculer la meilleure route à prendre et ainsi couper le port du switch pour éviter les boucles réseaux. On connecte sur ce switch deux "interfaces" utilisant le protocole gre, permettant ainsi la communication des switchs entre eux au travers du réseau.

Installation et configuration de Ceph

Avec Proxmox, l'installation et la configuration de Ceph se fait très très facilement.

Sur les trois noeuds :

pveceph install
pveceph init --network 10.1.0.0/24

Puis sur le noeud 2 :

pveceph mon create --mon-address 10.1.0.2

Sur le noeud 3 :

pveceph mon create --mon-address 10.1.0.3

Puis de nouveau sur les trois noeuds :

pveceph createmgr
pveceph createosd /dev/sdb

Voilà, c'est fini :D J'installe trois managers et trois moniteurs dans le cluster Ceph afin d'éviter le split brain, parce que c'est pas cool quand ça arrive.

Installation et configuration de la première VM : pfSense

Ça je vous laisse faire, si vous partez pour faire de l'hyper convergé, je pense que vous savez installer Proxmox.

Il vous faut pour cette machine :

Le but de CARP sera de faire en sorte que les deux Proxmox partagent leurs configurations.

L'interface WAN portera l'IP failover. L'interface LAN sera la gateway de tout le réseau. Elle sera branchée sur l'OpenVswitch.

Petite spécifité Hetzner

L'IP failover chez Hetzner a pour gateway l'IP réel de votre serveur et son adresse MAC. Pour que cela fonctionne, vous devrez taper :

route add -link -net 5.9.38.64 netmask 255.255.255.255 gw

À adapter sur chacun de vos serveurs et de vos hébergeurs.


Et voilà c'est fini

C'était pas si compliqué, hein ? ;) Bien entendu, si vous avez des questions, n'hésitez pas.

Photo de couverture : Taylor Vick

=> Taylor Vick


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gemini://dryusdan.space/installer-un-cluster-proxmox-ceph-tinc-openvswitch
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