在Linux系統(tǒng)上雙機功能的實現(xiàn)，對雙機軟件High-Availability Linux Project的安裝、配置、運行以及測試進行說明。
1. 軟件及安裝說明
本文檔描述的Linux-HA軟件以及參考的文檔均來自網(wǎng)站：
通過安裝該Linux-HA軟件，可以實現(xiàn)Linux雙機系統(tǒng)的高可用性解決方案，實現(xiàn)雙機系統(tǒng)的熱備份，并能夠做到雙機之間的無縫切換，從而對外提供穩(wěn)定可靠的服務(wù)，最終實現(xiàn)系統(tǒng)高性能RAS（reliability, availability, and serviceability）。
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實現(xiàn)雙機系統(tǒng)的兩臺主機不要求完全一致，但應(yīng)該盡量做到硬件匹配。雙機的連接可以使用串口線，也可以通過以太網(wǎng)ethernet進行連接，還可以采用并存的多種連接方式實現(xiàn)兩臺主機的多重互連。兩臺主機應(yīng)該安裝相同的操作系統(tǒng)，推薦使用RedHat Linux。進行網(wǎng)絡(luò)配置，為每一臺主機分配一個固定IP地址，另外需要選擇一個IP地址作為集群IP（cluster IP），該IP是集群系統(tǒng)對外提供服務(wù)的接口。
注意：主機IP地址與集群IP地址一定不能重復(fù)。
1.2 軟件的安裝
首先選擇與系統(tǒng)匹配的安裝文件。本文檔測試所用的系統(tǒng)是CENTOS4.4，所用的安裝文件是heartbeat-2.0.8.tar.gz,用戶可以自行到網(wǎng)站
Linux-HA軟件的安裝需要大量支持性的rpm軟件包，根據(jù)用戶系統(tǒng)及配置的不同，安裝過程中會提出不同的rpm需求。如果有未獲得的rpm包，可以到網(wǎng)站
1.2.2 編譯安裝
如安裝文件所示，heartbeat-2.0.8.tar.gz是heartbeat的源代碼軟件包。該文件需要重新編譯，但是首先應(yīng)該依次安裝支持heartbeat的一些rpm package，這些軟件包對heartbeat提供必要的支持，然后再安裝heartbeat軟件包。注意由于軟件包之間有相互依賴關(guān)系，因而需要遵循一定的安裝順序，可以根據(jù)安裝過程中的提示自行協(xié)調(diào)安裝順序。
一些依賴的rpm包如下:
#rpm –ivh perl-Digest-SHA1-2.01-6.i386.rpm
#rpm –ivh perl-Digest-HMAC-1.01-8.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-Authen-SASL-2.03-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-ldap-0.2701-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-Convert-ASN1-0.16-2.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-Net-SSLeay-1.22-1.rh.8.0.um.1.i386.rpm
#rpm –ivh perl-IO-Socket-SSL-0.92-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-Parse-RecDescent-1.80-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-Mail-IMAPClient-2.2.7-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-XML-NamespaceSupport-1.08-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
#rpm –ivh perl-XML-SAX-0.12-1.rh.8.0.um.1.noarch.rpm
下面開始編譯安裝libnet和heartbeat
tar -zxvf libnet.tar.gz
cd libnet
./configure
make
make install
tar zxf heartbeat-2.0.8.tar.gz
cd heartbeat-2.0.8
./ConfigureMe configure --disable-swig --disable-snmp-subagent
make
make install
cp doc/ha.cf doc/haresources doc/authkeys /etc/ha.d/
cp ldirectord/ldirectord.cf /etc/ha.d/
1.3 軟件的配置
Heartbeat軟件的安裝目錄為/etc/ha.d，其中的README.config對配置文件進行了說明，共有三個主要的配置文件：ha.cf，haresources，authkeys。
下面依次對三個配置文件進行說明，此外用戶還可以參考Linux-HA附帶的安裝文檔以及配置文件自身的注釋。
1.3.1 配置ha.cf文件
ha.cf是heartbeat的主要配置文件，可以對heartbeat的多數(shù)性能和狀態(tài)進行配置。大部分選項的取值可以采用默認(rèn)值，其中的主要選項及配置方法說明如下：
debugfile /var/log/ha-debug：該文件保存heartbeat的調(diào)試信息
logfile /var/log/ha-log：heartbeat的日志文件
keepalive 2：心跳的時間間隔，默認(rèn)時間單位為秒
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deadtime 30：超出該時間間隔未收到對方節(jié)點的心跳，則認(rèn)為對方已經(jīng)死亡。
warntime 10：超出該時間間隔未收到對方節(jié)點的心跳，則發(fā)出警告并記錄到日志中。
initdead 120：在某些系統(tǒng)上，系統(tǒng)啟動或重啟之后需要經(jīng)過一段時間網(wǎng)絡(luò)才能正常工作，該選項用于解決這種情況產(chǎn)生的時間間隔。取值至少為deadtime的兩倍。
udpport 694：設(shè)置廣播通信使用的端口，694為默認(rèn)使用的端口號。
baud 19200：設(shè)置串行通信的波特率。
serial /dev/ttyS0：選擇串行通信設(shè)備，用于雙機使用串口線連接的情況。如果雙機使用以太網(wǎng)連接，則應(yīng)該關(guān)閉該選項。
bcast eth0：設(shè)置廣播通信所使用的網(wǎng)絡(luò)接口卡。
auto_failback on：heartbeat的兩臺主機分別為主節(jié)點和從節(jié)點。主節(jié)點在正常情況下占用資源并運行所有的服務(wù)，遇到故障時把資源交給從節(jié)點并由從節(jié)點運行服務(wù)。在該選項設(shè)為on的情況下，一旦主節(jié)點恢復(fù)運行，則自動獲取資源并取代從節(jié)點，否則不取代從節(jié)點。
ping ping-node1 ping-node2：指定ping node，ping node并不構(gòu)成雙機節(jié)點，它們僅僅用來測試網(wǎng)絡(luò)連接。
respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail：指定與heartbeat一同啟動和關(guān)閉的進程，該進程被自動監(jiān)視，遇到故障則重新啟動。最常用的進程是ipfail，該進程用于檢測和處理網(wǎng)絡(luò)故障，需要配合ping語句指定的ping node來檢測網(wǎng)絡(luò)連接。
1.3.2 配置haresources文件
haresources文件用于指定雙機系統(tǒng)的主節(jié)點、集群IP、子網(wǎng)掩碼、廣播地址以及啟動的服務(wù)等。其配置語句格式如下：
node-name network-config <resource-group>
其中node-name指定雙機系統(tǒng)的主節(jié)點，取值必須匹配ha.cf文件中node選項設(shè)置的主機名中的一個，node選項設(shè)置的另一個主機名成為從節(jié)點。
network-config用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，包括指定集群IP、子網(wǎng)掩碼、廣播地址等。resource-group用于設(shè)置heartbeat啟動的服務(wù)，該服務(wù)最終由雙機系統(tǒng)通過集群IP對外提供。
下面舉例對配置方法進行說明:
# hello 192.168.8.240 httpd tomcat
假設(shè)ha.cf文件中node選項設(shè)置的兩個主機名分別為hello和web，則根據(jù)上述配置，雙機系統(tǒng)的主節(jié)點為hello，從節(jié)點為web。
heartbeat啟動時獲取集群IP（cluster IP）為192.168.8.240，該IP成為heartbeat對外提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地址。此外heartbeat依次啟動服務(wù)httpd和tomcat（從左向右的順序）。heartbeat關(guān)閉時將依次關(guān)閉tomcat和httpd（從右向左的順序），并釋放cluster IP。
httpd和tomcat分別是apache和tomcat的啟動腳本，heartbeat將從下面目錄中尋找這些啟動腳本：
/etc/ha.d/resource.d
/etc/rc.d/init.d
# hello 192.168.8.240/19 httpd tomcat
指定cluster IP為192.168.8.240，并且指定子網(wǎng)掩碼為255.255.224.0，每個網(wǎng)段內(nèi)有213個可用IP，默認(rèn)廣播地址取該網(wǎng)段內(nèi)的最大可用IP，取值為192.168.31.255。
此外，還可以向啟動腳本傳遞argument，語法為：scriptname::argument # hello 192.168.8.240/19/eth0/192.168.31.251 httpd tomcat
指定cluster IP為192.168.8.240，子網(wǎng)掩碼為255.255.224.0，使用的網(wǎng)絡(luò)接口卡為eth0，并強制設(shè)定廣播地址為192.168.31.251。
注意：兩臺主機的haresources文件設(shè)置必須完全一致。
1.3.3 配置authkeys文件
authkeys文件用于heartbeat的鑒權(quán)設(shè)置，共有三種可用的鑒權(quán)方式：crc、md5和sha1。三種方式安全性依次提高，但同時占用的系統(tǒng)資源也依次擴大。crc安全性最低，適用于物理上比較安全的網(wǎng)絡(luò)，sha1提供最為有效的鑒權(quán)方式，占用的系統(tǒng)資源也最多。
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其配置語句格式如下：
auth <number>
<number> <authmethod> [<authkey>]
舉例說明：
auth 1
1 sha1 key-for-sha1
其中鍵值key-for-sha1可以任意指定，number設(shè)置必須保證上下一致。
auth 2
2 crc
crc方式不需要指定鍵值。
最后，該authkeys文件的文件許可權(quán)應(yīng)該設(shè)為600（即-rw-------），命令為：
chmod 600 authkeys
注意：上述三個配置文件設(shè)置完畢后，應(yīng)該復(fù)制到/etc/ha.d目錄下。
1.4 運行與測試
1.4.1 啟動heartbeat
heartbeat安裝完成后，自動在/etc/rc.d/init.d/目錄下生成啟動腳本heartbeat，啟動heartbeat可以使用命令 /etc/rc.d/init.d/heartbeat start
此外還可以使用stop、restart、reload、status等控制參數(shù)。
heartbeat在生成啟動腳本的同時也為不同的runlevel創(chuàng)建了啟動腳本的符號連接，從而在切換runlevel的時候自動啟動或關(guān)閉heartbeat。
例如，在/etc/rc.d/rc3.d/目錄下創(chuàng)建了符號連接S75heartbeat，從而在系統(tǒng)進入字符模式（runlevel 3）時自動啟動heartbeat。在/etc/rc.d/rc6.d/目錄下創(chuàng)建了符號連接K05heartbeat，從而在系統(tǒng)重啟（runlevel 6）時自動關(guān)閉heartbeat。
默認(rèn)情況下，heartbeat的啟動優(yōu)先級是75，關(guān)閉優(yōu)先級是5。
可以手動來創(chuàng)建。命令如下：
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
1.4.2 測試方案
下面描述一個簡單的測試方案。系統(tǒng)環(huán)境和軟件配置如下：
兩臺主機的主機名和IP地址分別為：
hello(192.168.6.7)
web(192.168.6.33)
則ha.cf文件中的node語句定義如下：
node hello
node web
haresources文件定義如下：
hello 192.168.8.240/19/192.168.31.255
該語句指定雙機系統(tǒng)的主節(jié)點為hello，從節(jié)點為web，集群IP（cluster IP）為192.168.8.240，子網(wǎng)掩碼為255.255.224.0，廣播地址為192.168.31.255。本測試方案沒有指定heartbeat啟動的服務(wù)，僅通過ping命令和telnet命令來檢測雙機系統(tǒng)的可用性。
任何一臺主機在啟動heartbeat后，可以使用命令 ps aux | grep heartbeat 來查看heartbeat的進程狀態(tài)，可以使用ifconfig命令確認(rèn)當(dāng)前主機是否已經(jīng)綁定了cluster IP，此外還可以在/var/log/目錄下查看heartbeat的日志文件ha-debug、ha-log。如果運行過程中產(chǎn)生了任何異?；蝈e誤消息，則應(yīng)該根據(jù)上述信息進行檢查和調(diào)試。
測試步驟如下：
1. 主節(jié)點啟動heartbeat
在主節(jié)點hello上調(diào)用命令 /etc/rc.d/init.d/heartbeat start 啟動heartbeat。該主機將會自動綁定集群IP地址，在雙機系統(tǒng)之外的第三臺主機上使用ping命令檢測集群IP地址192.168.8.240，直至該地址變?yōu)榭捎茫ǜ鶕?jù)硬件和網(wǎng)絡(luò)性能的差異，主機綁定集群IP地址需要等待不同的時間）。
在主節(jié)點hello上使用ifconfig命令查看該主機的網(wǎng)絡(luò)配置，顯示主節(jié)點已經(jīng)綁定了集群IP地址192.168.8.240。
在第三臺主機上使用telnet命令登錄集群IP地址192.168.8.240，輸入主節(jié)點hello的用戶名和口令，可以成功登錄hello主機。
2.
使用相同的命令啟動從節(jié)點web的heartbeat。由于在兩臺主機同時啟動heartbeat的情況下，應(yīng)該由主節(jié)點來獲取IP地址并對外提供服務(wù)，因而從節(jié)點heartbeat的啟動并不對主節(jié)點產(chǎn)生影響。最終仍然由主節(jié)點hello綁定集群IP地址，使用telnet命令登錄的也是主節(jié)點hello。
3. 主節(jié)點關(guān)閉heartbeat
在主節(jié)點hello上調(diào)用命令 /etc/rc.d/init.d/heartbeat stop 關(guān)閉heartbeat。
使用ifconfig命令可以發(fā)現(xiàn)，主節(jié)點hello已經(jīng)釋放了集群IP地址192.168.8.240，并由從節(jié)點web綁定該IP地址。使用telnet命令登錄的是從節(jié)點web。
在這個過程中，使用ping命令進行不間斷監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)集群IP地址192.168.8.240一直處于可通狀態(tài)，并沒有產(chǎn)生任何阻塞或延遲，所以，在關(guān)閉處于激活狀態(tài)的heartbeat的情況下，雙機系統(tǒng)可以實現(xiàn)無縫切換。但是在另外一些情況下，比如網(wǎng)絡(luò)故障、主機關(guān)機或重啟等，如果該主機的heartbeat處于激活狀態(tài)，則不能實現(xiàn)雙機的無縫切換，切換過程需要有一定的延遲，使用ping命令可以發(fā)現(xiàn)集群IP地址暫時無法使用。
3. 主節(jié)點再次啟動heartbeat
在這種情況下，主節(jié)點hello將重新綁定集群IP地址，從節(jié)點web釋放該IP地址，并由主節(jié)點對外提供服務(wù)。在主節(jié)點啟動heartbeat之后，集群IP地址的釋放和綁定有一定的延遲。雖然有一定的延遲，但是集群IP地址的釋放和綁定是同步進行的，使用ping命令可以發(fā)現(xiàn)集群IP地址一直處于可通狀態(tài)，該過程并不影響雙機系統(tǒng)的可用性。所以該過程仍然是一個無縫切換。
