Heartbeat实现web服务器高可用

一、Heartbeat概述:

　　Heartbeat的工作原理：heartbeat最核心的包括两个部分，心跳监测部分和资源接管部分，心跳监测可以通过网络链路和串口进行，而且支持冗余链路，它们之间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收到对方发送的报文，那么就认为对方失效，这时需启动资源接管模块来接管运行在对方主机上的资源或者服务。

Heartbeat-3.X版本以后被分为了4个模块，这些安装包都可以从官网：
　　http://www.linux-ha.org/wiki/Downloads下载得到：
目前的这些版本是：
　　ClusterLabs-resource-agents-v3.9.2-0-ge261943.tar.gz #集群实验资源代理
　　Heartbeat-3-0-7e3a82377fa8.tar.bz2 # 心跳主程序包
　　pacemaker-1.1.9-1512.el6.src.rpm # 起搏器
　　Reusable-Cluster-Components-glue--glue-1.0.9.tar.bz2 #可重复使用的群集组件

端口号：694
[root@xuegod62 ~]# cat /etc/services | grep 694
ha-cluster 694/tcp # Heartbeat HA-cluster
ha-cluster 694/udp # Heartbeat HA-cluster

扩展： 谁管理着TCP/UDP公共服务的端口定义
　　IANA 就是指(Internet Assigned Numbers Authority) ，Internet号分配的机构。负责对IP地址分配规划以及对TCP/UDP公共服务的端口定义。
　　IANA的所有任务可以大致分为三个类型：
　　　　一、域名。IANA管理DNS域名根和.int，.arpa域名以及IDN（国际化域名）资源。
　　　　二、数字资源。IANA协调全球IP和AS（自治系统）号并将它们提供给各区域Internet注册机构。
　　　　　　注： AS自治系统号，是BGP路由协议中的号。
　　　　三、协议分配。IANA与各标准化组织一同管理协议编号系统。
　　官网：http://www.iana.org/

二、实战:使用Heartbeat实现web服务器高可用

1.Heartbeat 拓扑图

 

　　xuegod63 　　主web
　　xuegod64 　　 从web
　　xuegod62 　　 NFS

 2.准备工作：xuegod63，xuegod64

1. 修改主机名，永久生效 
# vim /etc/sysconfig/network
HOSTNAME=xuegod63.cn
2. 解析  
# vim /etc/hosts
192.168.1.63   xuegod63.cn
192.168.1.64   xuegod64.cn

3. 关防火墙,关掉selinux
# iptables -F
# getenforce 

3.配置xuegod62为NFS服务器，提供存储资源　　

[root@xuegod62 ~]# yum -y install nfs-utils 
[root@xuegod62 ~]# mkdir /wwwdir
[root@xuegod62 ~]# echo 'Heartbeat web test'> /wwwdir/index.html
[root@xuegod62 ~]# cat !$
cat /wwwdir/index.html
Heartbeat web test
[root@xuegod62 ~]# vim /etc/exports
[root@xuegod62 ~]# cat !$
cat /etc/exports
/wwwdir	192.168.1.0/24(rw)
[root@xuegod62 ~]# chmod 777 -R /wwwdir/
[root@xuegod62 ~]# ll -d /wwwdir/
drwxrwxrwx 2 root root 24 Jul  3 15:19 /wwwdir/
[root@xuegod62 ~]# systemctl start nfs
[root@xuegod62 ~]# systemctl enable nfs
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service to /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
[root@xuegod62 ~]# showmount -e
Export list for xuegod70.cn:
/wwwdir 192.168.1.0/24

4.xuegod63,64测试nfs 存储挂载并安装httpd web服务器(基本操作是一致)

[root@xuegod63 ~]# yum install nfs-utils httpd -y
[root@xuegod63 ~]# systemctl start nfs
[root@xuegod63 ~]# showmount -e 192.168.1.62
Export list for 192.168.1.62:
/wwwdir 192.168.1.0/24
[root@xuegod63 ~]# mount -t nfs 192.168.1.62
mount: 在 /etc/fstab 中找不到 192.168.1.62
[root@xuegod63 ~]# mount -t nfs 192.168.1.62:/wwwdir /var/www/html/
[root@xuegod63 ~]# df -h
文件系统               容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3               19G  1.9G   17G   11% /
devtmpfs               479M     0  479M    0% /dev
tmpfs                  489M     0  489M    0% /dev/shm
tmpfs                  489M  6.7M  482M    2% /run
tmpfs                  489M     0  489M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0               4.3G  4.3G     0  10% /mnt
/dev/sda1              497M  113M  385M   23% /boot
tmpfs                   98M     0   98M    0% /run/user/0
192.168.1.62:/wwwdir   19G  1.5G   18G    8% /var/www/html
[root@xuegod63 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf 
[root@xuegod63 ~]# systemctl restart httpd
[root@xuegod63 ~]# systemctl enable httpd
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@xuegod63 ~]# elinks --dump 192.168.1.62   #测试挂载情况
   Heartbeat web test
#卸载资源：后期这些资源通过heartbeat直接加载
[root@xuegod63 ~]# umount /var/www/html/
[root@xuegod63 ~]# systemctl stop httpd
[root@xuegod63 ~]# systemctl disable httpd

5.xuegod63安装heartbeat

heartbeat在Ceontos7下编译步骤

下载：http://www.linux-ha.org/wiki/Downloads，从官方下载最新的HeartBeat版本：
　　Heartbeat 3.0.6
　　Cluster Glue 1.0.12
　　Resource Agents 3.9.6

1.配置基础环境（配置好网络yum源）
安装依赖包
#yum install -y bzip2 bzip2-devel gcc gcc-c++ autoconf automake libtool e2fsprogs-devel glib2-devel libxml2 libxml2-devel libtool-ltdl-devel asciidoc libuuid-devel docbook
如果LTDL包安装不成功，下载rpm包安装：
#rpm -ivh libtool-ltdl-devel-2.4.2-22.el7_3.x86_64.rpm

2.编译Cluster Glue
# tar jxf Reusable-Cluster-Components-glue.tar.bz2
# cd Reusable-Cluster-Components-glue--0a7add1d9996/
# groupadd haclient  创建用户组
# useradd -g haclient hacluster   创建用户
# ./autogen.sh 
# ./configure --prefix=/usr/local/heartbeat/
# make && make install

3.编译Resource Agents
# tar -zxf resource-agents-3.9.6.tar.gz
# cd resource-agents-3.9.6
# ./autogen.sh
# ./configure --prefix=/usr/local/heartbeat --with-daemon-user=hacluster --with-daemon-group=haclient --enable-fatal-warnings=no LIBS='/lib64/libuuid.so.1'
# make
# make install

4.编译Heartbeat
# tar -jxvf Heartbeat-3.0.6.tar.bz2
# cd Heartbeat-3-0-958e11be8686/
# ./bootstrap
# export CFLAGS="$CFLAGS -I/usr/local/heartbeat/include -L/usr/local/heartbeat/lib"
# ./configure --prefix=/usr/local/heartbeat --with-daemon-user=hacluster --with-daemon-group=haclient --enable-fatal-warnings=no LIBS='/lib64/libuuid.so.1'
# make 
# make install

5.生成配置文件:

# cd /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/
# cp /root/Heartbeat-3-0-958e11be8686/doc/{ha.cf,haresources,authkeys} .
# chkconfig --add heartbeat
# chkconfig heartbeat on
# chmod 600 /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/authkeys
# mkdir -pv /usr/local/heartbeat/usr/lib/ocf/lib/heartbeat/
# cp /usr/lib/ocf/lib/heartbeat/ocf-* /usr/local/heartbeat/usr/lib/ocf/lib/heartbeat/
#
# ln -sv /usr/local/heartbeat/lib64/heartbeat/plugins/* /usr/local/heartbeat/lib/heartbeat/plugins/

6、Heartbeat配置
Heartbeat的配置主要涉及到ha.cf、haresources、authkeys这三个文件。
    ha.cf:  主配置文件，
    haresource:  用来配置要让Heartbeat托管的服务，
    authkey:  是用来指定Heartbeat的认证方式。
    (1) 配置ha.cf----主配置文件
# vim /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/ha.cf (注：前面数字是行号)
24 debugfile /var/log/ha-debug           ##用于记录heartbeat的调试信息
29 logfile/var/log/ha-log                ##用于记录heartbeat的日志信息
34 logfacilitylocal0                    ##设置heartbeat的日志,这里用的是系统日志
48 keepalive 2                              ##设定心跳(监测)时间时间为2秒
56 deadtime 30         ##指定若备用节点在30秒内未收到主节点心跳信号,则接管主服务器资源
61 warntime 10           ##指定心跳延迟的时间为10秒,10秒内备节点不能接收主节点心跳信号，
                                  即往日志写入警告日志，但不会切换服务
71 initdead 60         ##系统启动或重启后预留的忽略时间段，取值至少为deadtime的两倍
76 udpport  694                         ##广播/单播通讯使用的Udp端口
91 #bcast ens32   # Linux             ##使用网卡eno32发送心跳检测
113 #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
Bcast、ucast和mcast分别代表广播、单播和多播，是组织心跳的的方式，任选其一
121 ucast ens32 192.168.1.64   ##采用网卡eth32的udp单播来组织心跳，后面跟的IP地址为双机对方IP地址
157 auto_failback on                 ##定义当主节点恢复后，是否将服务自动切回
211 node xuegod63.cn                     ##主节点名称
212 node xuegod64.cn                     ##备用节点名称
220 ping 192.168.1.1                ##通过ping网关检测心跳是否正常，仅用来测试网络
253 respawn hacluster /usr/local/heartbeat/libexec/heartbeat/ipfail   ##指定和heartbeat一起启动、关闭的进程
259 apiauth ipfail gid=haclient uid=hacluster     ##设置启动IPfail的用户和组

    (2) 配置haresources-----资源文件
Haresources文件用于指定双机系统的主节点、集群IP、子网掩码、广播地址及启动服务集群资源，文件每一行可包含一个或多个资源脚本名，资源间使用空格隔开，
参数间使用两个冒号隔开，主节点和备份节点中资源文件haresources要完全一样

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。resource-group用于指定需Heartbeat托管的服务(即这些
服务可由Heartbeat来启动和关闭)。
注意:这里指定的IP地址就是集群对外服务的IP地址
   如要托管这些服务，必须将服务写成可通过start/stop来启动或关闭的脚本，放到/etc/init.d/
   或/etc/ha.d/resource.d/目录下，Heartbeat会根据脚本名称自动去/etc/init.d或者
   /etc/ha.d/resource.d目录下找到相应脚本进行启动或关闭操作。
例：
# vim /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/haresources (注：前面数字为行号)
44 xuegod63.cn IPaddr::192.168.2.111/24/ens32 Filesystem::192.168.2.62:/wwwdir::/va
r/www/html::nfs  httpd
xuegod71.cn IPaddr::192.168.10.111/24/ens33 Filesystem::192.168.10.70:/wwwdir::/var/www/html::nfs  httpd
注：xuegod63.cn是主服务器的主机名, xuegod64上不需要修改。这样资源默认会加一这个主机上。当xuegod63坏了，xuegod64会再接管。
IPaddr::192.168.1.111/24/eth32  #指定VIP及绑定到哪个网卡上
Filesystem::192.168.1.62:/wwwdir::/var/www/html::nfs   #指定要挂载的存储
httpd  #指定要启动的服务。这个服务必须是在/etc/init.d下或者/usr/local/heartbeat/etc/ha.d/resource.d目录下
    (3) 配置authkeys-----心跳密im钥验证文件
#vim /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/authkeys 
auth 3
3 md5 Hello!
注:auth后填序号，可任意填写，但第二行开头必须为序号名，然后为验证方式，支持三种( crc md5 sha1 )方式验证，最后面是自定义密钥。我应该选哪种验证？
如果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，但也希望降低CPU使用，则使用md5。
最后，如果想得到最好的认证，而不考虑CPU使用情况，则使用sha1，它在三者之中最难破解。

    (4) 编写httpd启动脚本
# vim /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/resource.d/httpd 
#!/bin/bash
/bin/systemctl $1 httpd     
# chmod 755 !$

    ⑸ 复制配置文件至备机
# scp -rp /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/* root@192.168.2.64:/usr/local/heartbeat/etc/ha.d/　　

三、测试

1.手动加载VIP 192.168.1.111到ens32上

[root@xuegod63 ~]# cd /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/resource.d
[root@xuegod63 resource.d]# ./IPaddr 192.168.1.111/24/ens32 start
IPaddr[7116]: INFO:  Success
INFO:  Success
查看 VIP：
[root@xuegod63 ~]# ifconfig    #可以看到 ens32:1  的IP为：192.168.1.111

2.手动加载NFS存储资源到/var/www/html (加载需要fuser支持，yum install psmisc -y)

[root@xuegod63 resource.d]# ./Filesystem 192.168.1.62:/wwwdir /var/www/html/ nfs start 
Filesystem[23567]: INFO:  Success
INFO:  Success 
[root@xuegod63 ~]# ls /var/www/html/index.html 
/var/www/html/index.html
[root@xuegod63 ~]# df  -h
………
192.168.2.62:/wwwdir    18G  1.1G   17G    6% /var/www/html

手动启动httpd服务
[root@xuegod63 ~]# systemctl start httpd

测试打开主服务页面http://192.168.1.63

3.xuegod64上配置heartbeat

修改文件权限：
[root@xuegod64 ~]# chmod 600 /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/authkeys  #此文件必须是600权限 否则heartbeat启动不成功
修改单播地址：
[root@xuegod64 ~]# vim /usr/local/heartbeat/etc/ha.d/ha.cf
改：
ucast ens32 192.168.1.64
为：
ucast ens32 192.168.1.63

挂载需要fuser支持，yum install psmisc -y

4.两机器启动heartbeat服务

[root@xuegod63 ~]# /etc/init.d/heartbeat restart
[root@xuegod64 ~]# /etc/init.d/heartbeat restart

查看端口号：
[root@xuegod63 ~]# netstat -antup | grep 694
udp        0      0 0.0.0.0:694        0.0.0.0:*           6895/heartbeat: wr
查看端口号：
[root@xuegod64 ~]# netstat -antup | grep 694
udp        0      0 0.0.0.0:694        0.0.0.0:*           6895/heartbeat: wri

5.查看集群　　

在xuegod63查看集群资源：
[root@xuegod63 ~]# ifconfig  #查看VIP加载
ens32:1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.111  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        ether 00:0c:29:f0:fc:2c  txqueuelen 1000  (Ethernet) [root@xuegod63 ~]# df -h

[root@xuegod63 ~]# df  -h #查看挂载
………
192.168.2.62:/wwwdir    18G  1.1G   17G    6% /var/www/html

[root@xuegod63 ~]# netstat -anput | grep httpd   #查看httpd

xuegod64上查看，没有任务资源：
[root@xuegod64 ~]# ifconfig
[root@xuegod64 ~]# df -h
[root@xuegod64 ~]# netstat -anput | grep httpd

通过VIP测试：
两台主机都开启时，所有请求到转到了xuegod63上。访问：http://192.168.1.111/ 正常

6.故障设定　　

当掉xuegod63，关闭网卡，等30秒钟，所有请求都转到xuegod64上了
[root@xuegod63 ha.d]# ifdown ens32
[root@xuegod64 ~]# ifconfig 
...
eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:48:80:95  
          inet addr:192.168.1.111  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
[root@xuegod64 ~]# df -h
...
192.168.1.62:/wwwdir  9.7G  3.4G  5.8G  37% /var/www/html
[root@xuegod64 ~]#systemctl status httpd
httpd (pid  6375) is running...


xuegod63上把ens32网卡再次开启：
[root@xuegod63 ~]# ifup ens32
等30秒后，查看：
[root@xuegod63 ~]# df -h
...
192.168.1.62:/wwwdir  9.7G  3.4G  5.8G  37% /var/www/html    #已经加载了httpd资源
[root@xuegod63 ~]# systemctl status httpd
httpd (pid  27097) is running...
[root@xuegod63 ~]# ifconfig 
。。。
eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:12:EC:1E  
          inet addr:192.168.1.111  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
资源已经回切过来。
在xuegod64上查看释放资料：
[root@xuegod64 ~]# ifconfig   #查看不到ens32：0  192.168.1.111这个IP地址
[root@xuegod64 ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2             9.7G  3.7G  5.5G  41% /
tmpfs                 569M     0  569M   0% /dev/shm
/dev/sda1             194M   28M  157M  15% /boot
/dev/sr0              3.4G  3.4G     0 100% /mnt
[root@xuegod64 ~]# service httpd status
httpd is stopped

扩展：
heartbeat自带的断网切换的工具-ipfail
　　ipfail断网切换的原理

　　关于ipfail这个断网切换的原理很简单,首先heartbeat要判断自己的网络是否正常其实就是通过ping某个ip，如果可以ping的通,说明网络是通的,如果ping不通了,说明是网络断了,或者是主服务器的网卡坏了,然后执行切换的动作。

ping一个group的ipfail配置:

ping_group group1 172.16.103.254 172.16.103.212