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Linux-HA 入门指南

程序员文章站 2022-07-10 19:08:08
...

引言

首先，本文中的大部分内容并非原创。撰写本文的目的只是以某种方式作出贡献。我所作的工作只是将Linux-HA的其他文档中(如Volker Wiegand的硬件安装指南)的部分编辑成一份文档，这份文档可以帮助初学者了解Linux-HA, 而不需麻烦Alan Robertson, 并且避免在邮件列表上出现重复的问题。

开始

你首先需要两台电脑，这两台电脑并不需要有相同的硬件（或者内存大小等），但如果相同的话，当某个部件出现故障时会容易处理得多。

接下来您需要决定如何部署。你的集群是通过Heartbeat 软件产生在两台电脑之间心跳信号来建立的。为了传输心跳信号，需要在节点之间存在一条或多条介质通路（串口线通过modem电线，以太网通过交叉线，等等）。

现在可以开始配置硬件了。既然想要获得高可用性（HA），那么您很可能希望避免单点失效。在本例中，可能是您的null modem线/串口，或者网卡（NIC）/ 交叉线。因此便需要决定是否希望为每个节点添加第二条串口null modem连线或者第二条NIC/交叉线连接。制作Cat-5交叉线的方法可参照附录A。我使用一个串口和一块额外的网卡来作为heartbeat的通路，这是因为我只有一条null modem线和一块多余的网卡，并且认为有两种介质类型传输heartbeat信号比较好。

硬件配置完成之后，便需要安装操作系统以及配置网络（我在本文中使用的是RedHat）。假设您有两块网卡，那么有一块应该配置用于常规网络用途，另一块作为集群节点之间的专用网络连接（通过交叉线）。例如，假设集群有如下的IP地址：

节点 1 (linuxha1)

192.168.85.1 (常规的 192x 网络)
 

10.0.0.1 (heartbeat 专用的 10x 网络)

节点 2 (linuxha2)

192.168.85.2 (192x)
 

10.0.0.2 (10x)

注意：以上地址都不能是您的“集群地址”－即节点间由heartbeat和Failed over控制的地址。

在大多数*nix系统中，以上步骤在安装过程中都比较容易完成。然而，如果您遇到了任何问题，可以参照Ethernet HOWTO，或者您的发行版的相关文档。输入如下命令检查您的配置：

ifconfig

这将显示您的网卡及其配置。也可以使用命令“netstat –nr”来获得网络路由信息。

如果一切正常，接下来要确定可以来两个节点之间通过所有接口ping通对方。

如果使用了串口，便需要检测其连接情况。把一个节点作为接收者，输入命令：

cat </dev/ttyS0

在另一个节点上，输入：

echo hello >/dev/ttyS0

应该可以在接收节点上看到该文本。如果正常的话交换这两个节点的角色再作一次，否则有可能是使用了错误的设备文件。关于解决串口连接问题的两个比较好的参考文献是Volker的HA Hardware Guide和Serial HOWTO。

安装Heartbeat

接下来便可以安装Heartbeat软件。当你阅读本文档的时候可能已经有了这个软件，如果没有的话可以从如下位置得到： http://linux-ha.org/download

在网站上也有RPM安装包，您也可以选择从源代码编译。取得源代码tar文件或者安装source RPM包，将其解包到某个文件夹。在源代码树的顶端，输入"./ConfigureMe configure", 之后输入"make"和"make install"。如果您在安装网站上发布的RPM包时遇到了问题，并想要创建自己的RPM包，FAQ中的信息会对您有所帮助。

配置Heartbeat

配置ha.cf

在启用Heartbeat之前，需要配置三个文件。第一个是ha.cf，该文件位于在安装后创建的/etc/ha.d目录中。该文件中包括为Heartbeat使用何种介质通路和如何配置他们的信息。在源代码目录中的ha.cf文件包含了您可以使用的全部选项，详述如下：

serial /dev/ttyS0

使用串口heartbeat－如果不使用串口heartbeat，则必须使用其他的介质，如bcast（以太网）heartbeat。用适当的设备文件代替/dev/ttyS0。

watchdog /dev/watchdog

可选。通过Watchdog 功能可以获得提供最少功能的系统，该系统不提供heartbeat，可以在持续一份钟的不正常状态后重新启动。该功能有助于避免一台机器在被认定已经死亡之后恢复heartbeat的情况。如果这种情况发生并且磁盘挂载因故障而迁移（fail over），便有可能有两个节点同时挂载一块磁盘。如果要使用这项功能，则除了这行之外，也需要加载“softdog”内核模块，并创建相应的设备文件。方法是使用命令“insmod softdog”加载模块。然后输入“grep misc /proc/devices”并记住得到的数字（应该是10）。然后输入”cat /proc/misc | grep watchdog”并记住输出的数字（应该是130）。根据以上得到的信息可以创建设备文件，“mknod /dev/watchdog c 10 130”。

bcast eth1

表示在eth1接口上使用广播heartbeat（将eth1替换为eth0，eth2，或者您使用的任何接口）。

keepalive 2

设定heartbeat之间的时间间隔为2秒。

warntime 10

在日志中发出“late heartbeat“警告之前等待的时间，单位为秒。

deadtime 30

在30秒后宣布节点死亡。

initdead 120

在某些配置下，重启后网络需要一些时间才能正常工作。这个单独的”deadtime”选项可以处理这种情况。它的取值至少应该为通常deadtime的两倍。

baud 19200

波特率，串口通信的速度。

udpport 694

使用端口694进行bcast和ucast通信。这是默认的，并且在IANA官方注册的端口号。

auto_failback on

必须的。对于那些熟悉Tru64 Unix的人来说，heartbeat的工作方式类似于“favored member“模式。在failover之前，haresources文件中列出的主节点掌握所有的资源，之后从节点接管这些资源。当auto_failback设置为on时，一旦主节点重新恢复联机，将从从节点取回所有资源。若该选项设置为off，主节点便不能重新获得资源。该选项与废弃的nice_failback选项类似。如果要从一个nice_failback设置为off的集群升级到这个或更新的版本，需要特别注意一些事项以防止flash cut。请参阅FAQ中关于如何处理这类情况的章节。

node linuxha1.linux-ha.org

必须的。集群中机器的主机名，与“uname –n”的输出相同。

node linuxha2.linux-ha.org

必须的。同上。

respawn <userid> <cmd>

可选的：列出将要执行和监控的命令。例如：要执行ccm守护进程，则要添加如下的内容：

respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ccm

使得Heartbeat以userid（在本例中为hacluster）的身份来执行该进程并监视该进程的执行情况，如果其死亡便重启之。对于ipfail，则应该是：

respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail

注意：如果结束进程的退出代码为100，则不会重启该进程。

ping ping1.linux-ha.org ping2.linux-ha.org ....

可选：列出ping节点。这些节点不是集群节点。他们是用来为ipfail等模块检查网络连接情况的。

ping_group <name> ping1.linux-ha.org ping2.linux-ha.org ....

可选：指定一个ping节点组。与ping节点类似，但只要节点组中的任何一个节点可用，便认为该节点组可用。组的名字可以是任意字符串，用来唯一标识该组。每个组必须出现在单独的行上。与ping节点类似，节点组也不是集群节点。他们与ping节点的功能相同，也是用来检查网络连接情况的。

配置haresources

配置好ha.cf文件之后，便是haresources文件。该文件列出集群所提供的服务以及服务的默认所有者。 注意：两个集群节点上的该文件必须相同，否则BadThingsWillHappen。

在本文中我们假设要配置的HA服务为Apache和Samba。集群的IP地址是必须的，并一定不能在haresources文件以外配置该地址！在haresources文件中需要如下内容：

linuxha1.linux-ha.org 192.168.85.3 httpd smb

该行指定在启动时，节点linuxha1得到IP地址192.168.85.3，并启动Apache和Samba。在停止时，Heartbeat将首先停止smb，然后停止Apache，最后释放IP地址192.168.85.3。这里假设命令“uname –n”的输出为“linuxha1.linux-ha.org”－如果输出为“linuxha1”，便应使用“linuxha1”。

注意：httpd和smb分别是Apache和Samba的启动脚本。Heartbeat会在以下路径中寻找有相同名字的启动脚本：

/etc/ha.d/resource.d  
/etc/init.d

这些脚本必须通过<scriptname> start来启动服务，以及<scriptname> stop来停止服务。您可以使用任何符合这个标准的脚本来作为服务。

若要向教本传递参数，则格式应该为： <scriptname>::<argument> 因此若我们添加了一个服务“maid”，他需要参数“vacuum”，则haresources文件中的该行需要修改为：

linuxha1 192.168.85.3 httpd smb maid::vacuum

这种方式为我们将IP地址作为服务提供了灵活性。在上面我们用的其实是简化的符号。该行实际应该是（省略了maid服务）：

linuxha1 IPaddr::192.168.85.3 httpd smb

这里IPaddr是服务脚本的名字，其参数为192.168.85.3。当然，您可以在目录/etc/ha.d/resource.d中找到名为IPaddr的脚本。该脚本也允许您操作IP服务的子网掩码，广播地址和基本接口等参数。要指定有32个地址的子网，您可以定义该服务为（不显式指定IPaddr因为这样不会有问题）：

linuxha1 192.168.85.3/27 httpd smb

这里指定IP地址为192.168.85.3，子网掩码为255.255.255.224，广播地址将取默认值为192.168.85.31（即该子网上的最高地址）。您可以指定的最后一个参数为广播地址。若要以192.168.85.16覆盖默认的广播地址，可以这样写：

linuxha1 192.168.85.3/27/192.168.85.16 httpd smb

您可能想要知道是否需要指定上面的某个参数，这要视情况而定。如果您已经为服务的IP地址建立了一条合适的路由（独立于Heartbeat），并设置了正确的子网掩码和广播地址，那么您便不需要。然而情况并不总是这样的，这便是这些选项存在的原因。另外，您可能有不止一个网络接口用于IP服务。下面将会讲述Heartbeat如何处理这种情况…

正确配置好haresources文件之后，将ha.cf和haresource拷贝到/etc/ha.d目录，接下来便可以启动heartbeat了！

配置ipfail

ipfail插件的用途是检测网络故障，并作出合理的反应，如果需要的话使集群资源failover。为了实现这样的功能ipfail使用ping节点或者ping节点组，这些节点在集群中作为“哑”节点出现。如果HA节点间可以相互通信ipfail便可以可靠地检测到其中一个网络连接失效的情况，并作出补救。

配置ipfail的步骤如下：

  • 1.选择好的候选ping节点。

    • 这步很重要。你的选择越好，则得到的HA集群便越强壮。选择固定的交换机路由器等是一个好主意。不要选择HA集群中的任一个成员，也不要选择其他人的工作站。选择能反映您HA节点的连接状况的ping节点也很重要。如果您要监视两个接口的连接情况，明智的做法是为每个接口选择一个只对该接口可用的ping节点。ipfail-diagram.pdf文件中有对这个思想图形化的描述。

    2.设置auto_failback为on或者off。

    • 只有当Heartbeat被配置为非legacy时ipfail才会起作用。在ha.cf文件中，如下将auto_failback设置为on或者off：

      • auto_failback on
      或者 
      • auto_failback off

    3．配置ha.cf使之启动ipfail。

    • 向ha.cf中增加如下一行（假设您在编译时的PREFIX为/usr）：

      • respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail

    4．向ha.cf中加入ping节点：

    • ping pnode1 pnode2 pnodeN
      将pnode1，pnode2，…pnodeN等替换为您ping节点的IP地址。

确保向集群中各个成员的ha.cf中加入以上相同的配置指令。

注意：在使用ping节点之前，最好检查他们的可用性。如果不能从所有的HA节点上ping通该ping节点，便不能使用它。

选择一个接口

为有多个网卡的机器配置haresources文件时，重要的一点是要知道Heartbeat选择网络接口的方式是如何影响对于IP服务地址的支持的。毕竟在haresource文件中没有指定所用的接口。

通过查看路由表，Heartbeat决定使用哪个接口。他尝试选择对于该IP地址代价最低的路由。如果发现了多于一条代价最低的路由，选择发现的第一个路由。对于大多数配置来说，这便意味着默认路由是最后的选择。

配置Authkeys

需要配置的第三个文件authkeys决定了您的认证密钥。共有三种认证方式：crc，md5，和sha1。您可能会问：“我应该用哪个方法呢？”简而言之：

如果您的Heartbeat运行于安全网络之上，如本例中的交叉线，可以使用crc，从资源的角度来看，这是代价最低的方法。如果网络并不安全，但您也希望降低CPU使用，则使用md5。最后，如果您想得到最好的认证，而不考虑CPU使用情况，则使用sha1，它在三者之中最难破解。

文件格式如下：

auth <number>  
<number> <authmethod> [<authkey>]

因此，对于sha1，示例的/etc/ha.d/authkeys可能是

auth 1  
1 sha1 key-for-sha1-any-text-you-want

对于md5，只要将上面内容中的sha1换成md5就可以了。 对于crc，可作如下配置：

auth 2  
2 crc

不论您在关键字auth后面指定的是什么索引值，在后面必须要作为键值再次出现。如果您指定“auth 4”，则在后面一定要有一行的内容为“4 <signaturetype>”。

确保该文件的访问权限是安全的，如600。其实也并不是“any text you want” 都可以，可以使用的字母个数是有限制的。

启动并测试Heartbeat

在RedHat系统上，或者其他使用/etc/init.d启动脚本文件的系统，在每个节点上执行/etc/init.d/heartbeat会在所有的节点上启动heartbeat。建议您首先在系统主节点（在本例中是linuxha1）上启动。

如果希望在系统启动时运行heartbeat，根据你所用的发行版，需要作不同的配置。您需要在恰当的启动级别目录中建立启动脚本的链接，不过RPM版本的软件会自动完成这些配置。在我的系统上，Heartbeat以默认的优先级（75，即在服务00－74之后，在服务76－99之前）启动，以默认的优先级（05）停止，并只对运行级 0（停机），6（重启），3（多用户－文本界面），5（多用户－图形界面）起作用。

可以通过如下命令序列完成以上配置（以root身份）：

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

根据我使用Slackware的经验，Slackware系统上并没有/etc/rc.d/init.d目录（也许现在有了），为了实现如上相同的功能，可在/etc/rc.d/rc.local中加入：

/etc/ha.d/heartbeat start

***这里假设您将ha.rc拷贝至/etc/ha.d/heartbeat。如果在您的系统上没有/etc/rc.d/init.d目录，并且您也不确定进程如何启动，便可以使用刚刚提到的rc.local方法。但使用这种方法时您需要自己处理关闭的情况，但笔者不记得如何去做了…

注意：如果您使用了watchdog功能，也需要在启动时加载其module。可以把以下命令加到/etc/rc.d/rc.sysinit的结尾：

/sbin/insmod softdog

如果使用的是rc.local，需要把这一行放到启动Heartbeat命令的前面。

在您启动了Heartbeat之后，在测试之前查看您的日志文件（默认位置为/var/log/ha-log）。如果一切正常，服务持有者（本例中的linuxha1）的日志应该有类似如下所列内容：

heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: Neither logfile nor logfacility found. 
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: Logging defaulting to /var/log/ha-log
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: **************************
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: Configuration validated. Starting heartbeat 0.4.9f
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: nice_failback is in effect.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: heartbeat: version 0.4.9f
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: Heartbeat generation: 17
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: Starting serial heartbeat on tty /dev/ttyS0 (19200 baud)
heartbeat: 2003/02/10_13:52:22 info: UDP Broadcast heartbeat started on port 694 (694) interface eth1
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: pid 28140 locked in memory.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: pid 28137 locked in memory.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: pid 28139 locked in memory.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 notice: Using watchdog device: /dev/watchdog
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: pid 28141 locked in memory.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: Local status now set to: 'up'
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: pid 28138 locked in memory.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:23 info: pid 28134 locked in memory.
heartbeat: 2003/02/10_13:52:25 info: Link linuxha1.linux-ha.org:eth1 up.
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 WARN: node linuxha2.linux-ha.org: is dead
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Dead node linuxha2.linux-ha.org held no resources.
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Resources being acquired from linuxha2.linux-ha.org.
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Local status now set to: 'active'
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Running /etc/ha.d/rc.d/status status
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: /usr/lib/heartbeat/mach_down: nice_failback: acquiring foreign resources
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: mach_down takeover complete.
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: mach_down takeover complete for node linuxha2.linux-ha.org.
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Acquiring resource group: linuxha1.linux-ha.org 192.168.85.3 datadisk::drbd0 datadisk::drbd1 mirror
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Running /etc/ha.d/resource.d/IPaddr 192.168.85.3 start
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: /sbin/ifconfig eth0:0 192.168.85.3 netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.85.255
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 info: Sending Gratuitous Arp for 192.168.85.3 on eth0:0 [eth0]
heartbeat: 2003/02/10_13:53:23 /usr/lib/heartbeat/send_arp eth0 192.168.85.3 00304823BD48 192.168.85.3 ffffffffffff
heartbeat: 2003/02/10_13:53:24 info: Running /etc/ha.d/resource.d/datadisk drbd0 start
heartbeat: 2003/02/10_13:53:24 info: Running /etc/ha.d/resource.d/datadisk drbd1 start
heartbeat: 2003/02/10_13:53:25 info: Running /etc/ha.d/resource.d/mirror  start
heartbeat: 2003/02/10_13:53:25 /usr/lib/heartbeat/send_arp eth0 192.168.85.3 00304823BD48 192.168.85.3 ffffffffffff
heartbeat: 2003/02/10_13:53:26 info: Resource acquisition completed.
heartbeat: 2003/02/10_13:53:28 /usr/lib/heartbeat/send_arp eth0 192.168.85.3 00304823BD48 192.168.85.3 ffffffffffff
heartbeat: 2003/02/10_13:53:30 /usr/lib/heartbeat/send_arp eth0 192.168.85.3 00304823BD48 192.168.85.3 ffffffffffff
heartbeat: 2003/02/10_13:53:32 /usr/lib/heartbeat/send_arp eth0 192.168.85.3 00304823BD48 192.168.85.3 ffffffffffff
heartbeat: 2003/02/10_13:53:33 info: Local Resource acquisition completed. (none)
heartbeat: 2003/02/10_13:53:33 info: local resource transition completed.
heartbeat: 2003/02/10_13:56:30 info: Link linuxha2.linux-ha.org:eth1 up.
heartbeat: 2003/02/10_13:56:30 info: Status update for node linuxha2.linux-ha.org: status up
heartbeat: 2003/02/10_13:56:30 info: Running /etc/ha.d/rc.d/status status
heartbeat: 2003/02/10_13:56:30 info: Status update for node linuxha2.linux-ha.org: status active
heartbeat: 2003/02/10_13:56:30 info: remote resource transition completed.
heartbeat: 2003/02/10_13:56:30 info: Running /etc/ha.d/rc.d/status status
heartbeat: 2003/02/10_13:56:31 info: Link linuxha2.linux-ha.org:/dev/ttyS0 up.

注意：你的日志可能根据您何时在linuxha2上启动Heartbeat而有所不同！！！笔者在linuxha2上启动Heartbeat的时间为13:56:30。

现在ping您的集群IP地址（本例中的192.168.85.3）。如果正常，使用ssh登陆到上面并验证您在linuxha1上。接下来确定指定的服务已经绑定在.3的地址上。将您的网页浏览器指向192.168.85.3来测试Apache。对于Samba，假设您已经配置了名为“test“的一个share，则映射驱动器”\\192.168.85.3\test“来测试Samba，具体的步骤可参照Samba的文档。然而，您也可以使用netbios 名参数使得您的Samba share列在集群名字下面而不是集群成员的主机名下面！

注意：如果您不能启用服务的IP地址，并且在ha-log中有类似如下的内容：

SIOCSIFADDR: No such device 
SIOCSIFFLAGS: No such device
SIOCSIFNETMASK: No such device
SIOCSIFBRDADDR: No such device
SIOCSIFFLAGS: No such device
SIOCADDRT: No such device

这意味着您需要在内核中编入IP aliasing支持。在/usr/src/linux/.config文件中查找“CONFIG_IP_ALIAS=y”,如果不存在这项内容将会是“CONFIG_IP_ALIAS is not set”，在这种情况下需要加入IP aliasing支持并重新编译内核。

如果这些都能正常工作，您便得到了可用性（availability）。现在检查是否有高可用性（High Availability）。

使linuxha1离线。切断电源，结束Heartbeat，任何您能想到的方式，但不要将串口和eth1 heartbeat信号线都切断。如果你那样做了，则在两个节点上都会启动服务，当你重新建立heartbeat连接时会产生混乱。现在ping集群IP，大概5－10秒钟之后会再次开始响应。再次远程登陆并验证登陆到了linuxha2上。如果这个过程花费了超过30秒，可能是哪里出了问题。

如果您到了这里，则可能已经正常工作，但也应该检查所有的heartbeat。首先检查串口heartbeat。从用于bcast heartbeat的eth1上拔出交叉线，等待大概10秒钟，然后查看linuxha2的/var/log/ha-log文件，确保没有类似这样的内容：

1999/08/16_12:40:58 node linuxha1.linux-ha.org: is dead

如果出现了这样的内容，则您的串口heartbeat没有正常工作，而从节点已经进行了接管。为了避免问题出现，在主节点上停止Heartbeat，然后再次运行上面的测试。如果您的日志正常那么很好，重新连接交叉线。之后断开串口连接，等待10秒钟，再次检查linuxha2的日志。如果日志不正常，可以检查/var/log/ha-log和/var/log/ha-debug以获得更多线索。

 

附录A－制作以太网交叉线

线路图如下所示

连接器A引脚#

连接器B引脚#

1

3

2

6

3

1

4

2

5

7

6

8

7

4

8

5
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