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随着人们对网络应用需求越来越多，对网络服务的可靠性、稳定性和持久性的需求越来越高，大部分网络应用需要提供每天24小时，每星期7天的连续服务。任何服务的中断和数据的丢失都会造成商业上的损失，如何构建高可用的网络应用成为一个迫在眉睫的话题。本章讲述开源高可用软件heartbeat的应用。 Heartbeat的概念 Linux-HA的全称是High-Availability Linux，它是一个开源项目。这个开源项目的目标是：通过社区开发者的共同努力，提供一个增强Linux可靠性（reliability）、可用性（availability）和可服务性（serviceability）（RAS）的群集解决方案。其中Heartbeat就是Linux-HA项目中的一个组件，也是目前开源HA项目中最成功的一个例子，它提供了所有HA软件所需要的基本功能，比如心跳检测和资源接管、监测群集中的系统服务、在群集中的节点间转移共享IP地址的所有者等。自1999年开始到现在，Heartbeat在行业内得到了广泛的应用，也发行了很多的版本，可以从Linux-HA的官方网站http://www.下载到Heartbeat的最新版本。 HA集群中的相关术语 1．节点（node） 运行Heartbeat进程的一个独立主机，称为节点，节点是HA的核心组成部分，每个节点上运行着操作系统和Heartbeat软件服务。在Heartbeat集群中，节点有主次之分，分别称为主节点和备用/备份节点，每个节点拥有惟一的主机名，并且拥有属于自己的一组资源，例如磁盘、文件系统、网络地址和应用服务等。主节点上一般运行着一个或多个应用服务，而备用节点一般处于监控状态。 2．资源（resource） 资源是一个节点可以控制的实体，并且当节点发生故障时，这些资源能够被其他节点接管。Heartbeat中，可以当做资源的实体有： 磁盘分区、文件系统； IP地址； 应用程序服务； NFS文件系统。 3．事件（event） 也就是集群中可能发生的事情，例如节点系统故障、网络连通故障、网卡故障和应用程序故障等。这些事件都会导致节点的资源发生转移，HA的测试也是基于这些事件来进行的。 4．动作（act 事件发生时HA的响应方式、动作是由shell脚步控制的，例如，当某个节点发生故障后，备份节点将通过事先设定好的执行脚本进行服务的关闭或启动，进而接管故障节点的资源。 Heartbeat的组成与原理 1．Heartbeat的组成 Heartbeat提供了高可用集群最基本的功能，例如，节点间的内部通信方式、集群合作管理机制、监控工具和失效切换功能等。目前的最新版本是Heartbeat 2.x，这里的讲述也是以Heartbeat 2.x为主。下面介绍Heartbeat 2.0的内部组成，主要分为以下几大部分。 heartbeat：节点间通信检测模块。 ha-logd：集群事件日志服务。 CCM（Consensus Cluster Membership）：集群成员一致性管理模块。 LRM（Local Resource Manager）：本地资源管理模块。 Stonith Daemon：使出现问题的节点从集群环境中脱离。 CRM（Cluster Resource Management）：集群资源管理模块。 Cluster policy engine：集群策略引擎。 Cluster transition engine：集群转移引擎。 图18.1显示了Heartbeat 2.0内部结构组成。
Heartbeat仅仅是个HA软件，它仅能完成心跳监控和资源接管，不会监视它控制的资源或应用程序。要监控资源和应用程序是否运行正常，必须使用第三方的插件，例如ipfail、Mon和Ldirector等。Heartbeat自身包含了几个插件，分别是ipfail、Stonith和Ldirectord，介绍如下。 ipfail的功能直接包含在Heartbeat里面，主要用于检测网络故障，并做出合理的反应。为了实现这个功能，ipfail使用ping节点或者ping节点组来检测网络连接是否出现故障，从而及时做出转移措施。 Stonith插件可以在一个没有响应的节点恢复后，合理接管集群服务资源，防止数据冲突。当一个节点失效后，会从集群中删除。如果不使用Stonith插件，那么失效的节点可能会导致集群服务在多于一个节点运行，从而造成数据冲突甚至是系统崩溃。因此，使用Stonith插件可以保证共享存储环境中的数据完整性。 Ldirector是一个监控集群服务节点运行状态的插件。Ldirector如果监控到集群节点中某个服务出现故障，就屏蔽此节点的对外连接功能，同时将后续请求转移到正常的节点提供服务。这个插件经常用在LVS负载均衡集群中。关于Ldirector插件的使用，将在后续章节详细讲述。 同样，对于操作系统自身出现的问题，Heartbeat也无法监控。如果主节点操作系统挂起，一方面可能导致服务中断，另一方面由于主节点资源无法释放，而备份节点却接管了主节点的资源，此时就发生了两个节点同时争用一个资源的状况。 针对这个问题，就需要在Linux内核中启用一个叫watchdog的模块。watchdog是一个Linux内核模块，它通过定时向/dev/watchdog设备文件执行写操作，从而确定系统是否正常运行。如果watchdog认为内核挂起，就会重新启动系统，进而释放节点资源。 在Linux中完成watchdog功能的软件叫softdog。softdog维护一个内部计时器，此计时器在一个进程写入/dev/watchdog设备文件时更新。如果softdog没有看到进程写入/dev/watchdog文件，就认为内核可能出了故障。watchdog超时周期默认是一分钟，可以通过将watchdog集成到Heartbeat中，从而通过Heartbeat来监控系统是否正常运行。 2．Heartbeat的工作原理 从图18.1中可以看出，Heartbeat内部结构由三大部分组成。 （1）集群成员一致性管理模块（CCM） CCM用于管理集群节点成员，同时管理成员之间的关系和节点间资源的分配。Heartbeat模块负责检测主次节点的运行状态，以决定节点是否失效。ha-logd模块用于记录集群中所有模块和服务的运行信息。 （2）本地资源管理器（LRM） LRM负责本地资源的启动、停止和监控，一般由LRM守护进程lrmd和节点监控进程Stonith Daemon组成。lrmd守护进程负责节点间的通信；Stonith Daemon通常是一个Fence设备，主要用于监控节点状态，当一个节点出现问题时处于正常状态的节点会通过Fence设备将其重启或关机以释放IP、磁盘等资源，始终保持资源被一个节点拥有，防止资源争用的发生。 （3）集群资源管理模块（CRM） CRM用于处理节点和资源之间的依赖关系，同时，管理节点对资源的使用，一般由CRM守护进程crmd、集群策略引擎和集群转移引擎3个部分组成。集群策略引擎（Cluster policy engine）具体实施这些管理和依赖；集群转移引擎（Cluster transition engine）监控CRM模块的状态，当一个节点出现故障时，负责协调另一个节点上的进程进行合理的资源接管。 在Heartbeat集群中，最核心的是Heartbeat模块的心跳监测部分和集群资源管理模块的资源接管部分。心跳监测一般由串行接口通过串口线来实现，两个节点之间通过串口线相互发送报文来告诉对方自己当前的状态。如果在指定的时间内未受到对方发送的报文，就认为对方失效，这时资源接管模块将启动，用来接管运行在对方主机上的资源或者服务。 图18.2是一个Heartbeat集群的一般拓扑图。在实际应用中，由于节点的数目、网络结构和磁盘类型配置的不同，拓扑结构可能会有不同。
安装Heartbeat前的准备 1．Heartbeat集群必须的硬件 从图18.2可以看出，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。 （1）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。 （2）网卡和网络 Heartbeat集群中的每个主机必须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。 （3）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，这一点将在下个章节讲述。 2．操作系统规划 这里统一采用Red Hat Enterprise Linux Server release 5.1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地址规划如表18.1所示。 表18.1 网络以及IP地址规划
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18.3所示。
接着配置每个节点的/etc/hosts文件，保证两个节点内容一致。/etc/hosts文件内容如下： 1. [root@node1 ~]#more /etc/hosts 2. 192.168.60.132 3. node1 4. 192.168.60.133 5. node2 6. 10.1.1.1 7. priv1 8. 10.1.1.2 9. priv1 一切准备就绪，接下来开始安装Heartbeat。 安装Heartbeat 1．获取Heartbeat Heartbeat到目前为止发行了两个主版本，即Heartbeat 1.x和Heartbeat 2.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。这里我们选择Heartbeat 2.0.8版本进行介绍。 Heartbeat的下载地址为http:///download/index.html，找到Heartbeat 2.0.8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./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。 注：在安装Heartbeat包时有以下报错，是libnet的版本不对（在AS4上安装没有报错） 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： 1. [root@node1 ~]#tar -zxvf libnet.tar.gz 2. [root@node1 ~]#cd libnet 3. [root@node1 ~/libnet]#./configure 4. [root@node1 ~/libnet]#make 5. [root@node1 ~/libnet]#make install 6. [root@node1 ~]#tar zxf heartbeat-2.0.8.tar.gz 7. [root@node1 ~]#cd heartbeat-2.0.8 8. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#./ConfigureMe configure \ 9. > --disable-swig --disable-snmp-subagent 10. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#make 11. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#make install 12. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#cp doc/ha.cf doc/haresources doc/authkeys /etc/ha.d/ 13. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#cp ldirectord/ldirectord.cf /etc/ha.d/ 14. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#groupadd -g 694 haclient 15. [root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#useradd -u 694 -g haclient hacluster 配置Heartbeat 配置主节点的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。 1．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。 1. #debugfile /var/log/ha-debug 2. logfile /var/log/ha-log #指名heartbeat的日志存放位置。 3. #crm yes #是否开启Cluster Resource Manager（集群资源管理）功能。 4. 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。 5. keepalive 2 #指定心跳间隔时间为2秒（即每2秒钟在eth1上发送一次广播）。 6. 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。 7. 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。 8. initdead 120 #在某些系统上，系统启动或重启之后需要经过一段时间网络才 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。 9. udpport 694 #设置广播通信使用的端口，694为默认使用的端口号。 10. baud 19200 #设置串行通信的波特率。 11. #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。 12. #ucast eth0 192.168.1.2 #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。 13. #mcast eth0 225.0.0.1 694 1 0 #采用网卡eth0的Udp多播来组织心跳， 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 和多播，是组织心跳的三种方式，任选其一即可。 14. auto_failback on #用来定义当主节点恢复后，是否将服务自动切回。 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。 15. #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。 16. #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。 17. node node1 #主节点主机名，可以通过命令"uanme -n"查看。 18. node node2 #备用节点主机名。 19. 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，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。 20. respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail #该选项是可选配置，列出与 heartbeat一起启动和关闭的进程，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语句指定的ping node来检测网络的连通性。其中hacluster表示启动ipfail进程的身份。 2．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： 1. 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： 1. node1 IPaddr::192.168.60.200/24/eth0/ Filesystem:: /dev/sdb5::/webdata::ext3 httpd tomcat 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"，最后依次启动httpd和Tomcat服务。 注意 主节点和备份节点中资源文件haresources要完全一样。 3．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： 1. auth 1 2. 1 crc 3. #2 sha1 sha1_any_password 4. #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。 1. [root@node2 ~]#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 1．启动主节点的Heartbeat Heartbeat安装完成后，自动在/etc/init.d目录下生成了启动脚步文件Heartbeat，直接输入/etc/init.d/heartbeat可以看到Heartbeat脚本的用法，如下所示： 1. [root@node1 ~]# /etc/init.d/heartbeat 2. Usage: /etc/init.d/heartbeat {start|stop|status|restart|reload|force-reload} 因而启动Heartbeat可以通过如下命令进行： 1. [root@node1 ~]#service heartbeat start 或者通过： 1. [root@node1 ~]#/etc/init.d/heartbeat start 这样就启动了主节点的Heartbeat服务，为了让Heartbeat能在开机自动运行以及关机自动关闭，可以手动创建以下软连接： 1. [root@node1 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc0.d/K05heartbeat 2. [root@node1 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc3.d/S75heartbeat 3. [root@node1 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc5.d/S75heartbeat 4. [root@node1 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc6.d/K05heartbeat Heartbeat启动时，通过"tail -f /var/log/ messages"查看主节点系统日志信息，输出如下： 1. [root@node1 ~]# tail -f /var/log/messages 2. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3688]: info: Configuration validated. Starting heartbeat 2.0.8 3. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: heartbeat: version 2.0.8 4. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: Heartbeat generation: 3 5. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: G_main_add_TriggerHandler: Added signal manual handler 6. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: G_main_add_TriggerHandler: Added signal manual handler 7. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: glib: UDP Broadcast heartbeat started on port 694 (694) interface eth1 8. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: glib: UDP Broadcast heartbeat closed on port 694 interface eth1 - Status: 1 9. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: glib: ping heartbeat started. 10. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: G_main_add_SignalHandler: Added signal handler for signal 17 11. Nov 26 07:52:21 node1 heartbeat: [3689]: info: Local status now set to: 'up' 12. Nov 26 07:52:22 node1 heartbeat: [3689]: info: Link node1:eth1 up. 13. Nov 26 07:52:23 node1 heartbeat: [3689]: info: Link 192.168.60.1:192.168.60.1 up. 14. Nov 26 07:52:23 node1 heartbeat: [3689]: info: Status update for node 192.168.60.1: status ping 此段日志是Heartbeat在进行初始化配置，例如，Heartbeat的心跳时间间隔、UDP广播端口和ping节点的运行状态等，日志信息到这里会暂停，等待120秒之后，Heartbeat会继续输出日志，而这个120秒刚好是ha.cf中"initdead"选项的设定时间。此时Heartbeat的输出信息如下： 1. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: WARN: node node2: is dead 2. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: info: Comm_now_up(): updating status to active 3. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: info: Local status now set to: 'active' 4. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: info: Starting child client "/usr/lib/heartbeat/ipfail" (694,694) 5. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: WARN: No STONITH device configured. 6. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: WARN: Shared disks are not protected. 7. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3689]: info: Resources being acquired from node2. 8. Nov 26 07:54:22 node1 heartbeat: [3712]: info: Starting "/usr/lib/heartbeat/ipfail" as uid 694 gid 694 (pid 3712) 在上面这段日志中，由于node2还没有启动，因此会给出"node2: is dead"的警告信息，接下来启动了Heartbeat插件ipfail。由于我们在ha.cf文件中没有配置STONITH，因此日志里也给出了"No STONITH device configured"的警告提示。 继续看下面的日志： 1. Nov 26 07:54:23 node1 harc[3713]: info: Running /etc/ha.d/rc.d/status status 2. Nov 26 07:54:23 node1 mach_down[3735]: info: /usr/lib/ heartbeat/mach_down: nice_failback: foreign resources acquired 3. Nov 26 07:54:23 node1 mach_down[3735]: info: mach_down takeover complete for node node2. 4. Nov 26 07:54:23 node1 heartbeat: [3689]: info: mach_down takeover complete. 5. Nov 26 07:54:23 node1 heartbeat: [3689]: info: Initial resource acquisition complete (mach_down) 6. Nov 26 07:54:24 node1 IPaddr[3768]: INFO: Resource is stopped 7. Nov 26 07:54:24 node1 heartbeat: [3714]: info: Local Resource acquisition completed. 8. Nov 26 07:54:24 node1 harc[3815]: info: Running /etc/ha. d/rc.d/ip-request-resp ip-request-resp 9. Nov 26 07:54:24 node1 ip-request-resp[3815]: received ip- request-resp 192.168.60.200/24/eth0 OK yes 10. Nov 26 07:54:24 node1 ResourceManager[3830]: info: Acquiring resource group: node1 192.168.60.200/24/eth0 Filesystem: :/dev/sdb5::/webdata::ext3 11. Nov 26 07:54:24 node1 IPaddr[3854]: INFO: Resource is stopped 12. Nov 26 07:54:25 node1 ResourceManager[3830]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/IPaddr 192.168.60.200/24/eth0 start 13. Nov 26 07:54:25 node1 IPaddr[3932]: INFO: Using calculated netmask for 192.168.60.200: 255.255.255.0 14. Nov 26 07:54:25 node1 IPaddr[3932]: DEBUG: Using calculated broadcast for 192.168.60.200: 192.168.60.255 15. Nov 26 07:54:25 node1 IPaddr[3932]: INFO: ev eth0:0 192.168.60.200 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.60.255 16. Nov 26 07:54:25 node1 avahi-daemon[1854]: Registering new address record for 192.168.60.200 on eth0. 17. Nov 26 07:54:25 node1 IPaddr[3932]: DEBUG: Sending Gratuitous Arp for 192.168.60.200 on eth0:0 [eth0] 18. Nov 26 07:54:26 node1 IPaddr[3911]: INFO: Success 19. Nov 26 07:54:26 node1 Filesystem[4021]: INFO: Resource is stopped 20. Nov 26 07:54:26 node1 ResourceManager[3830]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/ Filesystem/dev/sdb5 /webdata ext3 start 21. Nov 26 07:54:26 node1 Filesystem[4062]: INFO: Running start for /dev/sdb5 on /webdata 22. Nov 26 07:54:26 node1 kernel: kjournald starting. Commit interval 5 seconds 23. Nov 26 07:54:26 node1 kernel: EXT3 FS on sdb5, internal journal 24. Nov 26 07:54:26 node1 kernel: EXT3-fs: mounted filesystem with ordered da 25. Nov 26 07:54:26 node1 Filesystem[4059]: INFO: Success 26. Nov 26 07:54:33 node1 heartbeat: [3689]: info: Local Resource acquisition completed. (none) 27. Nov 26 07:54:33 node1 heartbeat: [3689]: info: local resource transition completed 上面这段日志是进行资源的监控和接管，主要完成haresources文件中的设置，在这里是启用集群虚拟IP和挂载磁盘分区。 此时，通过ifconfig命令查看主节点的网络配置，可以看到，主节点已经自动绑定集群IP地址，在HA集群之外的主机上通过ping命令检测集群IP地址192.168.60.200，已经处于可通状态，也就是该地址变得可用。 同时查看磁盘分区的挂载情况，共享磁盘分区/dev/sdb5已经被自动挂载。 2．启动备份节点的Heartbeat 启动备份节点的Heartbeat，与主节点方法一样，使用如下命令： 1. [root@node2 ~]#/etc/init.d/heartbeat start 或者执行： 1. [root@node2 ~]#service heartbeat start 这样就启动了备用节点的Heartbeat服务。为了让Heartbeat能在开机自动运行以及关机自动关闭，创建以下软连接： 1. [root@node2 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc0.d/K05heartbeat 2. [root@node2 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc3.d/S75heartbeat 3. [root@node2 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc5.d/S75heartbeat 4. [root@node2 ~]#ln -s /etc/init.d/heartbeat /etc/rc.d/rc6.d/K05heartbeat 备用节点的Heartbeat日志输出信息与主节点相对应，通过"tail -f /var/log/messages"可以看到如下输出： 1. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: info: Link node1:eth1 up. 2. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: info: Status update for node node1: status active 3. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: info: Link node1:eth0 up. 4. Nov 26 07:57:15 node2 harc[2123]: info: Running /etc/ha.d/rc.d/status status 5. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: info: Comm_now_up(): updating status to active 6. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: info: Local status now set to: 'active' 7. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: info: Starting child client "/usr/lib/heartbeat/ipfail" (694,694) 8. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2110]: WARN: G _CH_dispatch_int: Dispatch function for read child took too long to execute: 70 ms (> 50 ms) (GSource: 0x8f62080) 9. Nov 26 07:57:15 node2 heartbeat: [2134]: info: Starting "/usr/lib/heartbeat/ipfail" as uid 694 gid 694 (pid 2134) 备份节点检测到node1处于活动状态，没有可以接管的资源，因此仅仅启动了网络监听插件ipfail，监控主节点的心跳。 测试Heartbeat 如何才能得知HA集群是否正常工作，模拟环境测试是个不错的方法。在把Heartbeat高可用性集群放到生产环境中之前，需要做如下5个步骤的测试，从而确定HA是否正常工作。 1．正常关闭和重启主节点的Heartbeat 首先在主节点node1上执行"service heartbeat stop"正常关闭主节点的Heartbeat进程，此时通过ifconfig命令查看主节点网卡信息。正常情况下，应该可以看到主节点已经释放了集群的服务IP地址，同时也释放了挂载的共享磁盘分区。然后查看备份节点，现在备份节点已经接管了集群的服务IP，同时也自动挂载上了共享的磁盘分区。 在这个过程中，使用ping命令对集群服务IP进行测试。可以看到，集群IP一致处于可通状态，并没有任何延时和阻塞现象，也就是说在正常关闭主节点的情况下，主备节点的切换是无缝的，HA对外提供的服务也可以不间断运行。 接着，将主节点Heartbeat正常启动。Heartbeat启动后，备份节点将自动释放集群服务IP，同时卸载共享磁盘分区，而主节点将再次接管集群服务IP和挂载共享磁盘分区。其实备份节点释放资源与主节点绑定资源是同步进行的，因而，这个过程也是一个无缝切换。 2．在主节点上拔去网线 拔去主节点连接公共网络的网线后，Heartbeat插件ipfail通过ping测试可以立刻检测到网络连接失败，接着自动释放资源。而就在此时，备用节点的ipfail插件也会检测到主节点出现网络故障，在等待主节点释放资源完毕后，备用节点马上接管了集群资源，从而保证了网络服务不间断持续运行。 同理，当主节点网络恢复正常时，由于设置了"auto_failback on"选项，集群资源将自动从备用节点切会主节点。 在主节点拔去网线后日志信息如下，注意日志中的斜体部分： 1. Nov 26 09:04:09 node1 heartbeat: [3689]: info: Link node2:eth0 dead. 2. Nov 26 09:04:09 node1 heartbeat: [3689]: info: Link 192.168.60.1:192.168.60.1 dead. 3. Nov 26 09:04:09 node1 ipfail: [3712]: info: Status update: Node 192.168.60.1 now has status dead 4. Nov 26 09:04:09 node1 harc[4279]: info: Running /etc/ha.d/rc.d/status status 5. Nov 26 09:04:10 node1 ipfail: [3712]: info: NS: We are dead. :< 6. Nov 26 09:04:10 node1 ipfail: [3712]: info: Link Status update: Link node2/eth0 now has status dead 7. …… 中间部分省略 …… 8. Nov 26 09:04:20 node1 heartbeat: [3689]: info: node1 wants to go standby [all] 9. Nov 26 09:04:20 node1 heartbeat: [3689]: info: standby: node2 can take our all resources 10. Nov 26 09:04:20 node1 heartbeat: [4295]: info: give up all HA resources (standby). 11. Nov 26 09:04:21 node1 ResourceManager[4305]: info: Releasing resource group: node1 192.168.60.200/24/eth0 Filesystem::/dev/sdb5::/webdata::ext3 12. Nov 26 09:04:21 node1 ResourceManager[4305]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/ Filesystem/dev/sdb5 /webdata ext3 stop 13. Nov 26 09:04:21 node1 Filesystem[4343]: INFO: Running stop for /dev/sdb5 on /webdata 14. Nov 26 09:04:21 node1 Filesystem[4343]: INFO: Trying to unmount /webdata 15. Nov 26 09:04:21 node1 Filesystem[4343]: INFO: unmounted /webdata successfully 16. Nov 26 09:04:21 node1 Filesystem[4340]: INFO: Success 17. Nov 26 09:04:22 node1 ResourceManager[4305]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/IPaddr 192.168.60.200/24/eth0 stop 18. Nov 26 09:04:22 node1 IPaddr[4428]: INFO: /sbin/ifconfig eth0:0 192.168.60.200 down 19. Nov 26 09:04:22 node1 avahi-daemon[1854]: Withdrawing address record for 192.168.60.200 on eth0. 20. Nov 26 09:04:22 node1 IPaddr[4407]: INFO: Success 备用节点在接管主节点资源时的日志信息如下： 1. Nov 26 09:02:58 node2 heartbeat: [2110]: info: Link node1:eth0 dead. 2. Nov 26 09:02:58 node2 ipfail: [2134]: info: Link Status update: Link node1/eth0 now has status dead 3. Nov 26 09:02:59 node2 ipfail: [2134]: info: Asking other side for ping node count. 4. Nov 26 09:02:59 node2 ipfail: [2134]: info: Checking remote count of ping nodes. 5. Nov 26 09:03:02 node2 ipfail: [2134]: info: Telling other node that we have more visible ping nodes. 6. Nov 26 09:03:09 node2 heartbeat: [2110]: info: node1 wants to go standby [all] 7. Nov 26 09:03:10 node2 heartbeat: [2110]: info: standby: acquire [all] resources from node1 8. Nov 26 09:03:10 node2 heartbeat: [2281]: info: acquire all HA resources (standby). 9. Nov 26 09:03:10 node2 ResourceManager[2291]: info: Acquiring resource group: node1 192.168.60.200/24/eth0 Filesystem::/dev/sdb5::/webdata::ext3 10. Nov 26 09:03:10 node2 IPaddr[2315]: INFO: Resource is stopped 11. Nov 26 09:03:11 node2 ResourceManager[2291]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/IPaddr 192.168.60.200/24/eth0 start 12. Nov 26 09:03:11 node2 IPaddr[2393]: INFO: Using calculated netmask for 192.168.60.200: 255.255.255.0 13. Nov 26 09:03:11 node2 IPaddr[2393]: DEBUG: Using calculated broadcast for 192.168.60.200: 192.168.60.255 14. Nov 26 09:03:11 node2 IPaddr[2393]: INFO: ev eth0:0 192.168.60.200 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.60.255 15. Nov 26 09:03:12 node2 avahi-daemon[1844]: Registering new address record for 192.168.60.200 on eth0. 16. Nov 26 09:03:12 node2 IPaddr[2393]: DEBUG: Sending Gratuitous Arp for 192.168.60.200 on eth0:0 [eth0] 17. Nov 26 09:03:12 node2 IPaddr[2372]: INFO: Success 18. Nov 26 09:03:12 node2 Filesystem[2482]: INFO: Resource is stopped 19. Nov 26 09:03:12 node2 ResourceManager[2291]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/ Filesystem/dev/sdb5 /webdata ext3 start 20. Nov 26 09:03:13 node2 Filesystem[2523]: INFO: Running start for /dev/sdb5 on /webdata 21. Nov 26 09:03:13 node2 kernel: kjournald starting. Commit interval 5 seconds 22. Nov 26 09:03:13 node2 kernel: EXT3 FS on sdb5, internal journal 23. Nov 26 09:03:13 node2 kernel: EXT3-fs: mounted filesystem with ordered da 24. Nov 26 09:03:13 node2 Filesystem[2520]: INFO: Success 3．在主节点上拔去电源线 在主节点拔去电源后，备用节点的Heartbeat进程会立刻收到主节点已经shutdown的消息。如果在集群上配置了Stonith设备，那么备用节点将会把电源关闭或者复位到主节点。当Stonith设备完成所有操作时，备份节点才能拿到接管主节点资源的所有权，从而接管主节点的资源。 在主节点拔去电源后，备份节点有类似如下的日志输出： 1. Nov 26 09:24:54 node2 heartbeat: [2110]: info: Received shutdown notice from 'node1'. 2. Nov 26 09:24:54 node2 heartbeat: [2110]: info: Resources being acquired from node1. 3. Nov 26 09:24:54 node2 heartbeat: [2712]: info: acquire local HA resources (standby). 4. Nov 26 09:24:55 node2 ResourceManager[2762]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/IPaddr 192.168.60.200/24/eth0 start 5. Nov 26 09:24:57 node2 ResourceManager[2762]: info: Running /etc/ha.d/resource.d/ Filesystem /dev/sdb5 /webdata ext3 start 4．切断主节点的所有网络连接 在主节点上断开心跳线后，主备节点都会在日志中输出"eth1 dead"的信息，但是不会引起节点间的资源切换。如果再次拔掉主节点连接公共网络的网线，就会发生主备节点资源切换，资源从主节点转移到备用节点。此时，连上主节点的心跳线，观察系统日志，可以看到，备用节点的Heartbeat进程将会重新启动，进而再次控制集群资源。最后，连上主节点的对外网线，集群资源再次从备用节点转移到主节点。这就是整个切换过程。 5．在主节点上非正常关闭Heartbeat守护进程 在主节点上可通过"killall -9 heartbeat"命令关闭Heartbeat进程。由于是非法关闭Heartbeat进程，因此Heartbeat所控制的资源并没有释放。备份节点在很短一段时间没有收到主节点的响应后，就会认为主节点出现故障，进而接管主节点资源。在这种情况下，就出现了资源争用情况，两个节点都占用一个资源，造成数据冲突。针对这个情况，可以通过Linux提供的内核监控模块watchdog来解决这个问题，将watchdog集成到Heartbeat中。如果Heartbeat异常终止，或者系统出现故障，watchdog都会自动重启系统，从而释放集群资源，避免了数据冲突的发生。 本章节我们没有配置watchdog到集群中，如果配置了watchdog，在执行"killall -9 heartbeat"时，会在/var/log/messages中看到如下信息： 1. Softdog: WDT device closed unexpectedly. WDT will not stop! 这个错误告诉我们，系统出现问题，将重新启动。 配置watchdog, Red Hat提供的标准模块内核（或如果你刚刚编译完你自己的内核，并启用了software watchdog支持），输入lsmod命令确定该模块是否载入了当前运行的内核,如果没有加载可执行如下命令：根据filename提示的路径加载softdog.ko模块
你应该看到列出了softdog，正常情况下，如果你在/etc/ha.d/ha.cf中启用了watchdog支持，Heartbeat开关（init）脚本将为你插入这个模块,开启watchdog如下：
取消下面这一行的注释符号：
再次执行"killall -9 heartbeat"时，会在/var/log/messages中看到如下信息： 2. Softdog: WDT device closed unexpectedly. WDT will not stop! 这个错误告诉我们，系统出现问题，将重新启动。默认时间1分钟
本章小结 本章主要讲述了Linux-HA开源项目中Heartbeat的详细使用流程，通过概念与实例相结合的方式，对Heartbeat的原理、组成、安装和配置进行了完整阐述。熟练运用Heartbeat构建HA集群的难点在于对Heartbeat的运行原理、心跳监控方式、资源接管的深刻了解，这些都可以通过测试HA集群而得到。本章最后一节特意讲述了对Heartbeat集群的测试方式和测试流程，读者可以根据这个测试方式来测试自己构建的Heartbeat集群是否正常。 构建HA集群的软件还有很多，例如商业HA软件ROSE，IBM的HACMP，等等，这些集群软件的运行原理与Heartbeat基本相同，在安装配置方面可能略有不同，读者可以根据对Heartbeat运行方式的理解去学习其他HA集群软件。 2．本章练习 （1）简述Heartbeat集群内部几个关键的构成模块，并说明每个模块的作用。 （2）监控节点间心跳的方式有几种，每种都可以通过什么方式实现，它们之间的优劣是什么？ （3）Watchdog和Stonith应该怎么理解，它们在构建HA集群中的作用是什么？ |
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