<b>——基于</b><b>heartbeat</b><b>方式</b><b></b>
HeartBeat
运行于备用主机上的Heartbeat可以通过以太网连接检测主服务器的运行状态，一旦其无法检测到主服务器的“心跳”则自动接管主服务器的资源。通常情况下，主、备服务器间的心跳连接是一个独立的物理连接，这个连接可以是串行线缆、一个由“交叉线”实现的以太网连接。Heartbeat甚至可同时通过多个物理连接检测主服务器的工作状态，而其只要能通过其中一个连接收到主服务器处于活动状态的信息，就会认为主服务器处于正常状态。从实践经验的角度来说，建议为Heartbeat配置多条独立的物理连接，以避免Heartbeat通信线路本身存在单点故障。
1、串行电缆：被认为是比以太网连接安全性稍好些的连接方式，因为hacker无法通过串行连接运行诸如telnet、ssh或rsh类的程序，从而可以降低其通过已劫持的服务器再次侵入备份服务器的几率。但串行线缆受限于可用长度，因此主、备服务器的距离必须非常短。
2、以太网连接：使用此方式可以消除串行线缆的在长度方面限制，并且可以通过此连接在主备服务器间同步文件系统，从而减少了从正常通信连接带宽的占用。
基于冗余的角度考虑，应该在主、备服务器使用两个物理连接传输heartbeat的控制信息；这样可以避免在一个网络或线缆故障时导致两个节点同时认为自已是唯一处于活动状态的服务器从而出现争用资源的情况，这种争用资源的场景即是所谓的“脑裂”（split-brain）或“partitioned cluster”。在两个节点共享同一个物理设备资源的情况下，脑裂会产生相当可怕的后果。
为了避免出现脑裂，可采用下面的预防措施：
1、如前所述，在主、备节点间建立一个冗余的、可靠的物理连接来同时传送控制信息；
2、一旦发生脑裂时，借助额外设备强制性地关闭其中一个节点；
第二种方式即是俗称的“将其它节点‘爆头’（shoot the other node in the head）”，简称为STONITH。基于能够通过软件指令关闭某节点特殊的硬件设备，Heartbeat即可实现可配置的Stonith。但当主、备服务器是基于WAN进行通信时，则很难避免“脑裂”情景的出现。因此，当构建异地“容灾”的应用时，应尽量避免主、备节点共享物理资源。
Heartbeat的控制信息：
“心跳”信息: （也称为状态信息）仅150 bytes大小的广播、组播或多播数据包。可为以每个节点配置其向其它节点通报“心跳”信息的频率，以及其它节点上的heartbeat进程为了确认主节点出节点出现了运行等错误之前的等待时间。
集群变动事务（transition）信息：ip-request和ip-request-rest是相对较常见的两种集群变动信息，它们在节点间需要进行资源迁移时为不同节点上heartbeat进程间会话传递信息。比如，当修复了主节点并且使其重新“上线”后，主节点会使用ip-request要求备用节点释放其此前从因主节点故障而从主节点那里接管的资源。此时，备用节点则关闭服务并使用ip-request-resp通知主节点其已经不再占用此前接管的资源。主接点收到ip-request-resp后就会重新启动服务。
重传请求：在某集群节点发现其从其它节点接收到的heartbeat控制信息“失序”（heartbeat进程使用序列号来确保数据包在传输过程中没有被丢弃或出现错误）时，会要求对方重新传送此控制信息。 Heartbeat一般每一秒发送一次重传请求，以避免洪泛。
上面三种控制信息均基于UDP协议进行传送，可以在/etc/ha.d/ha.cf中指定其使用的UDP端口或者多播地址（使用以太网连接的情况下）。
此外，除了使用“序列号/确认”机制来确保控制信息的可靠传输外，Heartbeat还会使用MD5或SHA1为每个数据包进行签名以确保传输中的控制信息的安全性。
资源脚本：
资源脚本（resource scripts）即Heartbeat控制下的脚本。这些脚本可以添加或移除IP别名（IP alias)或从属IP地址（secondary IP address），或者包含了可以启动/停止服务能力之外数据包的处理功能等。通常，Heartbeat会到/etc/init.d/或/etc/ha.d/resource.d/目录中读取脚本文件。Heartbeat需要一直明确了解“资源”归哪个节点拥有或由哪个节点提供。在编写一个脚本来启动或停止某个资源时，一定在要脚本中明确判断出相关服务是否由当前系统所提供。
Heartbeat的配置文件：
/etc/ha.d/ha.cf
定义位于不同节点上的heartbeat进程间如何进行通信；
1.3.1 配置ha.cf文件
ha.cf是heartbeat的主要配置文件，可以对heartbeat的多数性能和状态进行配置。大部分选项的取值可以采用默认值，其中的主要选项及配置方法说明如下：
debugfile /var/log/ha-debug：该文件保存heartbeat的调试信息
logfile /var/log/ha-log：heartbeat的日志文件
keepalive 2：心跳的时间间隔，默认时间单位为秒
deadtime 30：超出该时间间隔未收到对方节点的心跳，则认为对方已经死亡。
warntime 10：超出该时间间隔未收到对方节点的心跳，则发出警告并记录到日志中。
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。
udpport 694：设置广播通信使用的端口，694为默认使用的端口号。
baud 19200：设置串行通信的波特率。
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。
bcast eth0：设置广播通信所使用的网络接口卡。
auto_failback on：heartbeat的两台主机分别为主节点和从节点。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从节点并由从节点运行服务。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从节点，否则不取代从节点。
ping ping-node1 ping-node2：指定ping node，ping node并不构成双机节点，它们仅仅用来测试网络连接。
respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail：指定与heartbeat一同启动和关闭的进程，该进程被自动监视，遇到故障则重新启动。最常用的进程是ipfail，该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来检测网络连接。
/etc/ha.d/haresources
定义对某个资源来说哪个服务器是主节点，以及哪个节点应该拥有客户端访问资源时的目标IP地址。
authkeys文件用于heartbeat的鉴权设置，共有三种可用的鉴权方式：crc、md5和sha1。三种方式安全性依次提高，但同时占用的系统资源也依次扩大。crc安全性最低，适用于物理上比较安全的网络，sha1提供最为有效的鉴权方式，占用的系统资源也最多。
其配置语句格式如下：
auth <number>
<number> <authmethod> [<authkey>]
举例说明：
auth 1
1 sha1 key-for-sha1
其中键值key-for-sha1可以任意指定，number设置必须保证上下一致。
auth 2
2 crc
crc方式不需要指定键值。
/etc/ha.d/authkeys
定义Heartbeat包在通信过程中如何进行加密。
当ha.cf或authkeys文件发生改变时，需要重新加载它们就可以使用之生效；而如果haresource文件发生了改变，则只能重启heartbeat服务方可使之生效。
尽管Heartbeat并不要求主从节点间进行时钟同步，但它们彼此间的时间差距不能超过1分钟，否则一些配置为高可用的服务可能会出异常。
Heartbeat当前也不监控其所控制的资源的状态，比如它们是否正在运行，是否运行良好以及是否可供客户端访问等。要想监控这些资源，冉要使用额外的Mon软件包来实现。
haresources配置文件介绍：
主从节点上的/etc/ra.d/raresource文件必须完全相同。文件每行通常包含以下组成部分：
1、服务器名字：指正常情况下资源运行的那个节点（即主节点），后跟一个空格或tab；这里指定的名字必须跟某个节点上的命令"uname -n"的返回值相同；
2、IP别名（即额外的IP地址，可选）：在启动资源之前添加至系统的附加IP地址，后跟空格或tab；IP地址后面通常会跟一个子网掩码和广播地址，彼此间用“/”隔开；
3、资源脚本：即用来启动或停止资源的脚本，位于/etc/init.d/或/etc/ha.d/resourcd.d目录中；如果需要传递参数给资源脚本，脚本和参数之间需要用两个冒号分隔，多个参数时彼此间也需要用两个冒号分隔；如果有多个资源脚本，彼此间也需要使用空格隔开；
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。其配置语句格式如下：
node-name network-config <resource-group>
其中node-name指定双机系统的主节点，取值必须匹配ha.cf文件中node选项设置的主机名中的一个，node选项设置的另一个主机名成为从节点。
network-config用于网络设置，包括指定集群IP、子网掩码、广播地址等。resource-group用于设置heartbeat启动的服务，该服务最终由双机系统通过集群IP对外提供。
格式如下：
primary-server [IPaddress[/mask/interface/broadcast]] resource1[::arg1::arg2] resource2[::arg1::arg2]
例如：
primary-server 221.67.132.195 sendmail httpd
HA的LVS集群有两台Director，在启动时，主节点占有集群负载均衡资源（VIP和LVS的转发及高度规则），备用节点监听主节点的“心跳”信息并在主节点出现异常时进行“故障转移”而取得资源使用权，这包括如下步骤：
1、添加VIP至其网络接口；
2、广播GARP信息，通知网络内的其它主机目前本Director其占有VIP；
3、创建IPVS表以实现入站请求连接的负载均衡；
4、Stonith；
弃用resource脚本，改用ldirecotord来控制LVS：
ldirectord用来实现LVS负载均衡资源的在主、备节点间的故障转移。在首次启动时，ldirectord可以自动创建IPVS表。此外，它还可以监控各Realserver的运行状态，一旦发现某Realserver运行异常时，还可以将其从IPVS表中移除。
ldirectord进程通过向Realserver的RIP发送资源访问请求并通过由Realserver返回的响应信息来确定Realserver的运行状态。在Director上，每一个VIP需要一个单独的ldirector进程。如果Realserver不能正常响应Directord上ldirectord的请求，ldirectord进程将通过ipvsadm命令将此Realserver从IPVS表中移除。而一旦Realserver再次上线，ldirectord会使用正确的ipvsadm命令将其信息重新添加至IPVS表中。
例如，为了监控一组提供web服务的Realserver，ldirectord进程使用HTTP协议请求访问每台Realserver上的某个特定网页。ldirectord进程根据自己的配置文件中事先定义了的Realserver的正常响应结果来判断当前的返回结果是否正常。比如，在每台web服务器的网站目录中存放一个页面".ldirector.html"，其内容为"GOOD"，ldirectord进程每隔一段时间就访问一次此网页，并根据获取到的响应信息来判断Realserver的运行状态是否正常。如果其返回的信息不是"GOOD"，则表明服务不正常。
ldirectord需要从/etc/ha.d/目录中读取配置文件，文件名可以任意，但建议最好见名知义。
实现过程：
创建/etc/ha.d/ldirectord-192.168.0.219.cf，添加如下内容：
# Global Directives
checktimeout=20
# ldirectord等待Realserver健康检查完成的时间，单位为秒；
# 任何原因的检查错误或超过此时间限制，ldirector将会将此Realserver从IPVS表中移除；
checkinterval=5
# 每次检查的时间间隔，即检查的频率；
autoreload=yes
# 此项用来定义ldirectord是否定期每隔一段时间检查此配置文件是否发生改变并自动重新加载此文件；
logfile="/var/log/ldirectord.log"
# 定义日志文件存放位置；
quiescent=yes
# 当某台Realserver出现异常，此项可将其设置为静默状态（即其权重为“0”）从而不再响应客户端的访问请求；
# For an http virtual service
virtual=192.168.0.219:80
# 此项用来定义LVS服务及其使用的VIP和PORT
real=192.168.0.221:80 gate 100
# 定义Realserver，语法：real=RIP:port gate|masq|ipip [weight]
real=192.168.0.223:80 gate 300
fallback=127.0.0.1:80 gate
# 当IPVS表没有任何可用的Realserver时，此“地址：端口”作为最后响应的服务；
# 一般指向127.0.0.1，并可以通过一个包含错误信息的页面通知用户服务发生了异常；
service=http
# 定义基于什么服务来测试Realserver；
request=".ldirectord.html"
receive="GOOD"
scheduler=wlc
#persistent=600
#netmask=255.255.255.255
protocol=tcp
# 定义此虚拟服务用到的协议；
checktype=negotiate
# ldirectord进程用于监控Realserver的方法；{negotiate|connect|A number|off}
checkport=80
在/etc/hd.d/haresources中添加类似如下行：
node1.example.com 192.168.0.219 ldirectord::ldirectord-192.168.0.219.cf
本文转自 linuxtro 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/linuxtro/287651，如需转载请自行联系原作者
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