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Linux高可用性方案之Heartbeat安装

Linux操作系统 作者:笑平风 时间:2016-01-01 23:17:49 0 删除 编辑

安装Heartbeat前的准备 
Heartbeat集群必须的硬件
从下图看出,构建一个Heartbeat集群系统必须的硬件设备有:

节点服务器;
网络和网卡;
共享磁盘。
节点服务器
安装Heartbeat至少需要两台主机,并且对主机的要求不高,普通的PC服务器即可满足要求。当然,也可以在虚拟机上安装Heartbeat,现在Heartbeat可以很好地运行在Linux系统下,很多Linux发行版本都自带了Heartbeat套件,同时,还可以运行在FreeBSD和Solaris操作系统上。
网卡和网络
Heartbeat集群中的每个主机应有一块网卡和一个空闲串口。网卡用于连接公用网络,串口可以通过串口线。例如modem电线来实现连接,用于心跳监控节点间的状态。如果没有空闲串口的话,每个主机也可以通过两块网卡来实现HA,其中一块网卡用于连接公用网络,另一块网卡通过以太网交叉线与两个节点相连接。
注意 以太网交叉线和串口电线都能用于心跳监控,串口电线传输Heartbeat信号相对较好,如有条件,尽量使用串口线代替以太网交叉线作为节点间的心跳检测设备。
Heartbeat支持3种类型的网络,即公用网络(public network)、私用网络(private network)和串行网络(serial network)。
公用网络连接多个节点,并且允许客户端访问集群中的服务节点;私用网络提供两个节点之间点到点的访问,但是不允许客户端访问,可以通过以太网交叉线构建一个私用网络,以供节点间相互通信;串行网络也是一个点到点的连接,一般使用串行网络来传输控制信息和心跳监控。串行网络可以是一条RS232串口线。
共享磁盘
共享磁盘是一个数据存储设备,HA集群中的所有节点都需要连接到这个存储设备上,在这个共享的存储设备上一般放置的是公用的、关键的数据和程序,一方面可以共享数据给所有节点使用,另一方面也保证了数据的安全性。
Heartbeat支持两种对共享磁盘的访问方式:独占访问和共享访问。在独占访问方式下,保持活动的节点独立使用磁盘设备,只有当活动节点释放了磁盘设备,其他节点才能接管磁盘进行使用。在共享访问方式下,集群所有节点都可以同时使用磁盘设备。当某个节点出现故障时,其他节点无需接管磁盘。共享访问方式需要集群文件系统的支持。
2.操作系统规划
这里统一采用Red Hat Enterprise Linux Server release 5.4操作系统。每个节点服务器都有两块网卡,一块用作连接公用网络,另一块通过以太网交叉线连接两个节点,作为心跳监控。共享磁盘由一个磁盘阵列设备提供,两个节点共享一个磁盘分区。磁盘分区对应的硬件标识为/dev/sdb5,挂载点为/webdata,文件系统类型为ext3。
网络以及IP地址规划如下表所示。

节 点 类 

IP 地址规划

主 机 名

类型

主用节点

eth0 : 192.168.60.132

node1

Public IP

eth1 : 10.1.1.1

priv1

private IP

eth0:0 : 192.168.60.200

Virtual IP

备用节点

eth0 : 192.168.60.133

node2

Public IP

eth1 : 10.1.1.2

priv1

private IP


从上表可知,eth0网络设备用于连接公用网络,eth1网络设备用于连接私用网络,而eth0:0网络设备是HA集群虚拟出来的服务IP地址,用于对外提供应用程序服务。基本的拓扑结构如图


获取Heartbeat 
Heartbeat到目前为止发行了三个主版本,即Heartbeat 1.x、Heartbeat 2.x和Heartbeat 3.x。Heartbeat 1.x仅仅允许创建两个节点的集群,提供基本的高可用性failover服务。Heartbeat 2.x提供了增强的特性,允许创建多个节点的集群,又支持模块结构的配置方法-集群资源管理器(Cluster Rescource Manager-CRM),CRM可以支持最多16个节点。Heartbeat 3.x大家暂且认为是Heartbeat 2.x的修订版。这里我们选择Heartbeat 2.0.7版本进行介绍。
Heartbeat的下载地址为http://linux-ha.org/download/index.html,找到Heartbeat 2.0.7版本,下载类似heartbeat-2.0.8.tar.gz的源代码包即可。此外在安装Heartbeat时需要同时安装Libnet工具包。Libnet是一个高层次的API工具,可以从http://www.packetfactory.net/libnet/下载到,现在的稳定版本是1.1.2.1,下载后的包名为libnet.tar.gz。
安装Heartbeat 
接下来需要在两个节点安装Heartbeat,安装过程很简单,只需解压编译、安装即可,这里不再详述。在两个节点执行相同的操作,下面是在node1上的安装过程:

安装下列rpm包

#rpm -ivh pam-devel-0.99.6.2-6.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh python-devel-2.4.3-27.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh gcc-4.1.2-46.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh glibc-devel-2.5-42.x86_64.rpm
# rpm -ivh libgomp-4.4.0-6.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh glib-1.2.10-20.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh glib-devel-1.2.10-20.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh glibc-headers-2.5-42.x86_64.rpm
# rpm -ivh glibc-devel-2.5-42.x86_64.rpm
# rpm -ivh libxslt-1.1.17-2.el5_2.2.x86_64.rpm
# rpm -ivh libxslt-devel-1.1.17-2.el5_2.2.x86_64.rpm
# rpm -ivh libxslt-python-1.1.17-2.el5_2.2.x86_64.rpm
# rpm -ivh tkinter-2.4.3-27.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh elfutils-0.137-3.el5.x86_64.rpm 
# rpm -ivh lm_sensors-2.10.7-4.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh lm_sensors-devel-2.10.7-4.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh tix-8.4.0-11.fc6.x86_64.rpm
# rpm -ivh tix-devel-8.4.0-11.fc6.x86_64.rpm
# rpm -ivh tix-doc-8.4.0-11.fc6.x86_64.rpm
# rpm -ivh perl-Compress-Zlib-1.42-1.fc6.x86_64.rpm
# rpm -ivh perl-libwww-perl-5.805-1.1.1.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-HTML-Tagset-3.10-2.1.1.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-XML-NamespaceSupport-1.09-1.2.1.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-XML-SAX-0.14-5.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-Net-SSLeay-1.30-4.fc6.x86_64.rpm
# rpm -ivh perl-IO-Socket-SSL-1.01-1.fc6.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-Digest-SHA1-2.11-1.2.1.x86_64.rpm
# rpm -ivh perl-Digest-HMAC-1.01-15.noarch.rpm
# rpm -ivh glib2-2.12.3-4.el5_3.1.x86_64.rpm
# rpm -ivh glib2-devel-2.12.3-4.el5_3.1.x86_64.rpm
# rpm -ivh bzip2-1.0.3-4.el5_2.x86_64.rpm
# rpm -ivh bzip2-devel-1.0.3-4.el5_2.x86_64.rpm
# rpm -ivh ncurses-5.5-24.20060715.x86_64.rpm
# rpm -ivh ncurses-devel-5.5-24.20060715.x86_64.rpm
# rpm -ivh imake-1.0.2-3.x86_64.rpm
# rpm -ivh autoconf-2.59-12.noarch.rpm
# rpm -ivh flex-2.5.4a-41.fc6.x86_64.rpm
# rpm -ivh beecrypt-4.1.2-10.1.1.x86_64.rpm
# rpm -ivh beecrypt-devel-4.1.2-10.1.1.x86_64.rpm
# rpm -ivh --nodeps elfutils-devel-0.137-3.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh elfutils-devel-static-0.137-3.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh net-snmp-5.3.2.2-7.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh net-snmp-devel-5.3.2.2-7.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh net-snmp-perl-5.3.2.2-7.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh net-snmp-utils-5.3.2.2-7.el5.x86_64.rpm
# rpm -ivh perl-LDAP-0.33-3.fc6.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-Authen-SASL-2.15-1.el5.rf.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-Mail-IMAPClient-2.2.9-1.2.el5.rf.noarch.rpm
# rpm -ivh perl-Parse-RecDescent-1.94-1.el5.rf.noarch.rpm
# rpm -ivh libnet-1.1.2.1-2.2.el5.rf.x86_64.rpm
#rpm -ivh openssl-0.9.8e-12.el5.i686.rpm
#rpm -ivh wpa_supplicant-0.5.10-8.el5.i386.rpm

创建所需的用户和组 
# groupadd -g 90 haclient
# useradd –g haclient –u 90 –s /bin/false –M hacluster
 
进行预编译、设置编译环境
 
#cd /root/heartbeat-2.0.7
# ./ConfigureMe configure --disable-swig –disable-snmp-subagent
 
进行编译
#make 
编译安装

#make install 
#cp doc/ha.cf doc/haresources doc/authkeys /etc/ha.d/ 
#cp ldirectord/ldirectord.cf /etc/ha.d/ 
#groupadd -g 694 haclient 
#useradd -u 694 -g haclient hacluster

查看/etc/hosts文件配置

#more /etc/hosts  
192.168.60.132   node1  
192.168.60.133   node2  
10.1.1.1             priv1  
10.1.1.2             priv2

配置主节点Heartbeat

Heartbeat的主要配置文件有ha.cf、haresources和authkeys。在Heartbeat安装后,默认并没有这3个文件,可以从官方网站下载得到,也可以直接从解压的源码目录中找到。在上面的安装过程中,我们已经将这3个文件放到了/etc/ha.d目录下,下面分别详细介绍。
主配置文件(/etc/ha.d/ha.cf)
下面对ha.cf文件的每个选项进行详细介绍,其中"#"号后面的内容是对选项的注释说明。
#debugfile /var/log/ha-debug    #用于记录 heartbeat 的调试信息,这里不开启
logfile /var/log/ha-log                #指名heartbeat的日志存放位置。 

logfacility   local0                       #如果未定义上述的日志文件,那么日志信息将送往local0(对应的#/var/log/messages),如果这 3 个日志文件都未定义,那么 heartbeat 默认情况下 将在/var/log 下建立 ha-debug 和 ha-log 来记录 相应的日志信息。 
bcast eth1                                 #指明心跳使用以太网广播方式,并且是在eth1接口上 进行 广播。  
keepalive 2  
                              #发送心跳报文的间隔,默认单位为秒,如果你毫秒为单位, 
那么需要在后面跟 ms 单位,如 1500ms 即代表 1.5s 
deadtime 30 
                             #指定若备用节点在30秒内没有收到主节点的心跳信
 号,则立即接管主节点的服务资源。 

warntime 10                              #指定心跳延迟的时间为10秒。当10秒钟内备份节点不能接收到主节点的心跳信号时,就会往日志中写入一 个警告日志,但此时不会切换服务。发出最后的心跳   信息的间隔。
initdead 120                               
#在某些系统上,系统启动或重启之后需要经过一段时  网络才能正常工作,该选项用于解决这种情况产生 的时 间间隔。取值至少为deadtime的两倍。  
udpport 694                           
     #设置广播/单播通信使用的端口,694为默认使用的端口号 

#baud 19200                              #设置串行通信的波特率。这里不启用 
#serial /dev/ttyS0
                       #选择串行通信设备,用于双机使用串口线连接的情
 况。如果双机使用以太网连接,则应该关闭该选 项。  
#ucast eth0 192.168.60.132        #采用网卡eth0的udp单播来组织心跳,后面跟的
IP地址应为双机对方的IP地址。  
#mcast eth0 225.0.0.1 694 1 0
    #采用网卡eth0的Udp组播来组织心跳,如果采用组
 播通讯,在这里可以设置组播通讯所使用的接口,绑定 的组播 ip 地#址(在 224.0.0.0 - 239.255.255.255 间),通讯端口,ttl(time to live)所能经过路由的跳数,是否允许环回(也就是本地发出的数据包时候还接收) 一般在备用节点不止一台时使用。Bcast、ucast和mcast分别代表广播、单播和组播,是组织心跳的三种方式,任选其一即可。   
auto_failback off
                         #用来定义当主节点恢复后,是否将服务自动切回。如
 果不想启用,请设置为off,默认为on。heartbeat的两台主机分别为主节点和备份节点。主节点在正常情况下占用资源并运行所有的服务,遇到故障时把资源交给备份节点并由备份节点运行服务。在该选项设为on的情况下,一旦主节点恢复运行,则自动获取资源并取代备份节点;如果该选项设置为off,那么当主节点恢复后,将变为备份节点,而原来的备份节点成为主节点。  
#stonith baytech /etc/ha.d/conf/stonith.baytech   #stonith的主要作用是使出现问题的节点从集群环境中脱离,进而释放集群资源,避免两个节点争用一个资源的情形发生。保证共享数据的安全性和完整性。  
#watchdog /dev/watchdog
         #该选项是可选配置,是通过Heartbeat来监控系统的
 运行状态。使用该特性,需要在内核中载入"softdog" 内核模块,用来生成实际的设备文件,如果系统中没 有这个内核模块,就需要指定此模块,重新编译内核。编译完成输入"insmod softdog"加载该模块。 然后输入"grep misc /proc/devices"(应为10),输 入"cat /proc/misc |grep watchdog"(应为 130)。最后,生成设备文件:"mknod /dev/watchdog c 10 130" 。即可使用此功能。  
node node1                                #主节点主机名,可以通过命令"uanme -n"查看。  
node node2                                #备用节点主机名。  

ping 192.168.60.1
                       #选择ping的节点,ping节点选择的越好,HA集群就
 越强壮,可以选择固定的路由器作为ping节点,或者 应用服务器但是 最好不要选择集群中的成员作为ping 节点,ping节点 仅仅用来测试网络连接。如果指定了多个ping节点如

ping 192.168.0.1 192.168.0.2

那么只有当能ping通所有ping节点 时才认为网络是连通的,否则则认为不连通
#ping_group group1 172.16.103.254 172.16.103.212 #ping_group就是同时ping 多个ip,只有所有的ip都无法ping通时,ipfail才会执 行切换的动作,保证了不会是因为被ping的ip出了问 题而产生误切换。 注意,ping_group不能和ping 同时使用 
respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail #该选项是可选配置, 意思 是以 hacluster 这 个用户身份运行/usr/lib/heartbeat/ipfail 这个 插件 respawn列出与heartbeat一起启动和关闭的  程,该进程一般是和heartbeat集成的插件,这些 进程遇到故障可以自动重新启动。最常用的进程是 ipfail,此进程用于检测和处理网络故障,需要配合 ping或者ping_group语句,其中指定的ping node 来检测网络的连通性。在v2版本中,ipfail和crm有 冲突,不能同时使用,如果启用crm的情况下,可以 使用pingd插件代替ipfail

apiauth ipfail gid=haclient uid=hacluster   #指定对客户端 api 的访问控制,缺省为不可 访问,这里指定了 有权限访问 ipfail用户和组。 apiauth的语法如下
apiauth apigroupname [uid=uid1,uid2 ...] [gid=gid1,gid2 ...]

示例
apiauth  ping gid=haclient uid=alanr,root 

在指定api访问权限时,可以指定具有访问权限的组或者用户,也可以同时指定组和用户。当进行同时指定时,只要用户是所指定的组或者用户中的其中一员即可访问api库。

也可以配置api默认用户组,命令如下

apiauth default  gid=haclient 
当配置了默认用户组时,其他所有api授权命令失效且该用户组中的成员可以访问任何api库

如果不在ha.cf文件指定api库的访问权限,则默认的访问权限如下

service    default apiauth
ipfail uid=hacluster
ccm gid=haclient
ping gid=haclient
cl_status gid=haclient
lha-snmpagent uid=root
crm uid=hacluster

#crm respawn                           #是否开启Cluster Resource Manager(集群资源  理)功能这里不开启。 注意这里,还可以使用crm on或者 crm yes的写法,有些文档上说crm on的写 法如果cib.xml文件配置错误,会导致heartbeat重 启服务器  这点笔者没有遇到过,请读者自行尝试   意,当使用crm时,默认会自动使用下列命令

apiauth  stonithd uid=root 
apiauth  crmd  uid=hacluster
apiauth  cib  uid=hacluster        
respawn hacluster       ccm
respawn hacluster       cib
respawn root            stonithd
respawn root            lrmd
respawn hacluster    crmd

关于上述命令,和ipfail插件命令的意义相同,这里不再赘述

#autojoin   none                           #该选项作用是将知道集权节点间密钥的服务器自动加入节点。autojoin有三个选项none,other,any他们各自的意义为

none:不使用autojoin功能

other:ha.cf文件中列出来的节点应自动加入集群,没有列出来的就无法自动加入集群

any:任何节点都可以自动加入集群

#hopfudge 1                                #设置串口的心跳信息最少的被转发次数,默认值为1

#deadping 30                               #设置的用来ping的节点的死亡时间,当超过该时间时则认为该节点网络无法连通,如果该值设置太小将导致系统过快的认为节点死亡。如果设置过大,则会延误系统判定时间。
#realtime off 
                               #允许/禁止实时执行将Heartbeat设置为高优先级,缺省为 on
#msgfmt 
  classic/netstring           #网线中的信息格式,可以是 classic 或 netstring

classic:利用base64库将二进制值转换为string值在网线中传输,该选项为默认选项。

netstring:在网线中直接传输二进制值,该选项由于不需要转换效率更高。
#use_logd yes/no 
                        #是否使用记录监控和日志的功能相似。虽然官方建议开启该选项,但是处于管理习惯,笔者没有开启该选项。
#conn_logd_time 60 
                    #如果前一个连接失败了,我们再次连接到记录监控器的间隔。
#compression bz2 
                       #配置压缩模块它可以为 zlib 或 bz2,可以通过查看/usr/lib/heartbeat/plugins/HBcompress/目录下的文件以确定是否有相应的库。一般在CPU空闲且网络资源紧张的情况下启用该选项。
#compression_threshold 2             #配置压缩的限度这个值决定压缩一个信息的限度,例如:如果限度为1,那么任何大于 1KB 的消息都会被压缩,缺省为2 
(KB) 
资源文件(/etc/ha.d/haresources)
Haresources文件用于指定双机系统的主节点、集群IP、子网掩码、广播地址以及启动的服务等集群资源,文件每一行可以包含一个或多个资源脚本名,资源之间使用空格隔开,参数之间使用两个冒号隔开,在两个HA节点上该文件必须完全一致,此文件的一般格式为:
                  node-name network  <resource-group> 
node-name表示主节点的主机名,必须和ha.cf文件中指定的节点名一致。network用于设定集群的IP地址、子网掩码和网络设备标识等。需要注意的是,这里指定的IP地址就是集群对外服务的IP地址,resource-group用来指定需要Heartbeat托管的服务,也就是这些服务可以由Heartbeat来启动和关闭。如果要托管这些服务,就必须将服务写成可以通过start/stop来启动和关闭的脚步,然后放到/etc/init.d/或者/etc/ha.d/resource.d/目录下,Heartbeat会根据脚本的名称自动去/etc/init.d或者/etc/ha.d/resource.d/目录下找到相应脚步进行启动或关闭操作。
下面对配置方法进行具体说明:
node1 IPaddr::192.168.60.200/24/eth0/  Filesystem::/dev/sdb5::/webdata::ext3  httpd cp.sh db2::db2inst1
 
其中,node1是HA集群的主节点,IPaddr为heartbeat自带的一个执行脚步,Heartbeat首先将执行/etc/ha.d/resource.d/IPaddr 192.168.60.200/24 start的操作,也就是虚拟出一个子网掩码为255.255.255.0,IP为192.168.60.200的地址。此IP为Heartbeat对外提供服务的网络地址,同时指定此IP使用的网络接口为eth0。接着,Heartbeat将执行共享磁盘分区的挂载操作,"Filesystem::/dev/sdb5::/webdata::ext3"相当于在命令行下执行mount操作,即"mount -t ext3 /dev/sdb5 /webdata",然后启动httpd,接下列执行cp.sh这个脚本文件之后以db2inst1的身份启动db2。

其中cp.sh必须放置在/etc/ha.d/resource.d/或/etc/init.d/目录中,该脚本内容如下

cp /etc/ha.d/db2nodes.cfg /home/db2inst1/sqllib/db2nodes.cfg 
注意主节点和备份节点中资源文件haresources要完全一样。
认证文件(/etc/ha.d/authkeys)
authkeys文件用于设定Heartbeat的认证方式,共有3种可用的认证方式,即crc、md5和sha1。3种认证方式的安全性依次提高,但是占用的系统资源也依次增加。如果Heartbeat集群运行在安全的网络上,可以使用crc方式;如果HA每个节点的硬件配置很高,建议使用sha1,这种认证方式安全级别最高;如果是处于网络安全和系统资源之间,可以使用md5认证方式。这里我们使用crc认证方式,设置如下:
auth 1  
1 crc  
#2 sha1 sha1_any_password  
#3 md5 md5_any_password 

需要说明的一点是:无论auth后面指定的是什么数字,在下一行必须作为关键字再次出现,例如指定了"auth 6",下面一定要有一行"6 认证类型"。
最后确保这个文件的权限是600(即-rw-------)。

配置备份节点的Heartbeat 
在备份节点上也需要安装Heartbeat,安装方式与在主节点安装过程一样,这里不再重述。依次安装libnet和heartbeat源码包,安装完毕,在备份节点上使用scp命令把主节点配置文件传输到备份节点。
#scp -r node1:/etc/ha.d/*  /etc/ha.d/ 
其中,node1是主节点的主机名。
设置主节点和备份节点时间同步 
在双机高可用集群中,主节点和备份节点的系统时间也非常重要,因为节点之间的监控都是通过设定时间来实现的。主备节点之间的系统时间相差在10秒以内是正常的,如果节点之间时间相差太大,就有可能造成HA环境的故障。解决时间同步的办法有两个:一个办法是找一个时间服务器,两个节点通过ntpdate命令定时与时间服务器进行时间校准;另一个办法是让集群中的主节点作为ntp时间服务器,让备份节点定时去主节点进行时间校验。

启动Heartbeat

在主备节点上执行

#/etc/init.d/heartbeat start

如果需要设置开机启动Heartbeat服务

#ln -s  /etc/init.d/heartbeat  /etc/rc.d/rc0.d/K05heartbeat  
#ln -s  /etc/init.d/heartbeat  /etc/rc.d/rc3.d/S75heartbeat  
#ln -s  /etc/init.d/heartbeat  /etc/rc.d/rc5.d/S75heartbeat  
#ln -s  /etc/init.d/heartbeat  /etc/rc.d/rc6.d/K05heartbeat

或者

#chkconfig --level 0356 heartbeat on


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