RHCS練習1--網絡規劃和集羣介紹

一 網絡規劃

拓撲圖就不上了,直接上IP劃分

主機1

public    eth0    rhcs1.public.example.com    192.168.0.1

private    eth1    rhcs1.private.example.com    10.10.10.1

storage    eth2    rhcs1.storage.example.com    192.168.1.101


主機2

public    eth0    rhcs2.public.example.com    192.168.0.2

private    eth1    rhcs2.private.example.com    10.10.10.2

storage    eth2    rhcs2.storage.example.com    192.168.1.102


存儲服務器

192.168.1.254



二 集羣

1 什麼是集羣 

    集羣是一組相互獨立的、通過高速網絡互聯的計算機,它們構成了一個組,並以單一系統的模式加以管理。一個客戶與集羣相互作用時,集羣像是一個獨立的服務器。


2 集羣的分類

負載均衡集羣(Load-Balancing clusters)

    負載均衡集羣爲企業需求提供了更實用的系統。負載均衡集羣使負載可以在計算機集羣中儘可能平均地分攤處理。負載通常包括應用程序處理負載和網絡流量負載。這樣的系統非常適合向使用同一組應用程序的大量用戶提供服務。每個節點都可以承擔一定的處理負載,並且可以實現處理負載在節點之間的動態分配,以實現負載均衡。對於網絡流量負載,當網絡服務程序接受了高入網流量,以致無法迅速處理,這時,網絡流量就會發送給在其它節點上運行的網絡服務程序。同時,還可以根據每個節點上不同的可用資源或網絡的特殊環境來進行優化。

    與科學計算集羣一樣,負載均衡集羣也在多節點之間分發計算處理負載。它們之間的最大區別在於缺少跨節點運行的單並行程序。大多數情況下,負載均衡集羣中的每個節點都是運行單獨軟件的獨立系統。

    如piranha、Add-on、roand-robin DNS、Keepalived、LVS、heartbeat,有的既可以實現負載均衡又可以實現高可用功能。


高可用集羣(High-Availability clusters)

    當集羣中的一個系統發生故障時,集羣軟件迅速做出反應,將該系統的任務分配到集羣中其它正在工作的系統上執行。考慮到計算機硬件和軟件的易錯性,高可用性集羣的主要目的是爲了使集羣的整體服務儘可能可用。如果高可用性集羣中的主節點發生了故障,那麼這段時間內將由次節點代替它。次節點通常是主節點的鏡像。當它代替主節點時,它可以完全接管其身份,因此使系統環境對於用戶是一致的。

    高可用性集羣使服務器系統的運行速度和響應速度儘可能快。它們經常利用在多臺機器上運行的冗餘節點和服務,用來相互跟蹤。如果某個節點失敗,它的替補者將在幾秒鐘或更短時間內接管它的職責。因此,對於用戶而言,集羣永遠不會停機。


高性能計算集羣(Compute clusters)

    科學集羣是並行計算的基礎。通常,科學集羣涉及爲集羣開發的並行應用程序,以解決複雜的科學問題。科學集羣對外就好像一個超級計算機,這種超級計算機內部由十至上萬個獨立處理器組成,並且在公共消息傳遞層上進行通信以運行並行應用程序。


3 雙機熱備

3.1 概念    

    從廣義上講,就是對於重要的服務,使用兩臺服務器,互相備份,共同執行同一服務。當一臺服務器出現故障時,可以由另一臺服務器承擔服務任務,從而在不需要人工干預的情況下,自動保證系統能持續提供服務。

   雙機熱備由備用的服務器解決了在主服務器故障時服務不中斷的問題。但在實際應用中,可能會出現多臺服務器的情況,即服務器集羣。雙機熱備一般情況下需要有共享的存儲設備。但某些情況下也可以使用兩臺獨立的服務器。

  從狹義上講,雙機熱備特指基於active/standby方式的服務器熱備。服務器數據包括數據庫數據同時往兩臺或多臺服務器寫,或者使用一個共享的存儲設備。在同一時間內只有一臺服務器運行。當其中運行着的一臺服務器出現故障無法啓動時,另一臺備份服務器會通過軟件診測(一般是通過心跳診斷)將standby機器激活,保證應用在短時間內完全恢復正常使用。


3.2 雙機熱備作用

    服務器的故障可能由各種原因引起,如設備故障、操作系統故障、軟件系統故障等等。一般地講,在技術人員在現場的情況下,恢復服務器正常可能需要10分鐘、幾小時甚至幾天。從實際經驗上看,除非是簡單地重啓服務器(可能隱患仍然存在),否則往往需要幾個小時以上。而如果技術人員不在現場,則恢復服務的時間就更長了。
   而對於一些重要系統而言,用戶是很難忍受這樣長時間的服務中斷的。因此,就需要通過雙機熱備,來避免長時間的服務中斷,保證系統長期、可靠的服務。
   決定是否使用雙機熱備,正確的方法是要分析一下系統的重要性以及對服務中斷的容忍程度,以此決定是否使用雙機熱備。即,你的用戶能容忍多長時間恢復服務,如果服務不能恢復會造成多大的影響。
   在考慮雙機熱備時,需要注意,一般意義上的雙機熱備都會有一個切換過程,這個切換過程可能是一分鐘左右。在切換過程中,服務是有可能短時間中斷的。但是,當切換完成後,服務將正常恢復。因此,雙機熱備不是無縫、不中斷的,但它能夠保證在出現系統故障時,能夠很快恢復正常的服務,業務不致受到影響。而如果沒有雙機熱備,則一旦出現服務器故障,可能會出現幾個小時的服務中斷,對業務的影響就可能會很嚴重。
   另有一點需要強調,即服務器的故障與交換機、存儲設備的故障不同,其概念要高得多。原因在於服務器是比交換機、存儲設備複雜得多的設備,同時也是既包括硬件、也包括操作系統、應用軟件系統的複雜系統。不僅設備故障可能引起服務中斷,而且軟件方面的問題也可能導致服務器不能正常工作。


3.3 常見產品

PCL HA集羣軟件:Linux和Solaris平臺下集羣的可靠選擇,支持多點集羣及雙機;遠程監控
PrimeCluster_HA特點及優勢
HA 服務器——應用與服務隨時可用
PRIMECLUSTER擁有近20年的歷史,它隨着富士通西門子計算機公司在全球的業務開展,遍佈各個行業和領域,在歐洲、中東、非洲和亞洲有着大量的成功案例。
支持多平臺――PRIMECLUSTER支持Linux/Intel和Solaris/Sparc平臺。它在用戶層面保持界面、操作方法、管理命令的統一,和OS,硬件平臺無關。
高效、冗餘的集羣心跳協議――PRIMECLUSTER可擁有多達8條心跳線路;採用自有的ICF(Internode Communication Facility)協議取代低效的IP協議
保護數據完整性――獨有的Shutdown Facility機制,確保在集羣腦裂(Brain-Split)的情況下用戶數據的完整性,最完美的解決方案。嚴謹的Online、Offline檢查機制,確保應用只可能在一個節點上啓動。
靈活的配置方案――HA模式最大支持8個節點,支持1:1、N+1、N:M配置模式,多節點多應用可在集羣內靈活配置。
單一管理圖形界面――PRIMECLUSTER採用基於瀏覽器的Java管理界面,可在單一節點上遠程管理集羣內所有節點。
嚮導化的配置工具――PCS配置工具能夠自動生成資源樹,簡化配置步驟,自動檢查配置的一致性和生成配置文件信息。能夠自動識別某些資源,如卷管理器、SAN網絡和NAS。對於Oracle、DB2、WebServer、SAP等應用擁有Turn Key解決方案
滾動升級――PRIMECLUSTER支持版本異構(甚至OS異構),從而支持滾動升級,最小限度減少停機時間。
動態配置――HA和負載均衡模式均支持動態配置,可以在不停止應用的情況下對配置進行修改並生效。


LanderCluster集羣軟件:支持多點集羣及雙機;遠程監控;支持SCO Unix
LanderCluster產品概述
LanderCluster For Windows2000 是一個高可用集羣軟件包,目前支持的操作系統爲Windows2000、Windows2003、Linux、SCO OpenServer/UnixWare7 等環境。
在該系統中,每臺主機運行各自的應用系統,用戶數據存放在共享存儲子系統上。LanderCluster 的守護進程通過 EtherNet 監測整個集羣的運行狀態。由 PC 服務器、共享磁盤陣列子系統和LanderCluster集羣軟件包組成一個有效的高可用集羣系統。
LanderCluster系列產品分爲LanderCluster-DN和LanderCluster-MN:

    * LanderCluster-DN雙機高可用產品:是LanderCluster集羣產品系列中的主流產品。支持Windows/Linux/SCO Unix等操作系統平臺,具有穩定可靠、易於管理、開放性強、性價比高的特點,同時支持多語種、支持遠程管理等功能,是您構建高可用環境的必要選擇。

    * LanderCluster-MN多節點集羣產品:是LanderCluster集羣產品系列中的旗艦產品。支持兩個以上節點的集羣環境,支持Windows Server/Linux/SCO Unix等操作系統平臺,具有穩定可靠、易於管理、備援方式靈活多樣、節點和任務的伸縮性強、保護用戶投資、整合和優化用戶系統環境、支持包括ISCSI存儲環境等特點。該產品能夠支持八個以上節點的集羣環境。


LifeKeeper集羣軟件:支持多點集羣及雙機
LifeKeeper軟件介紹
美國SteelEye公司的LifeKeeper 是一種支持多種軟(WindowNT, Windows2000, 多種Linux等)、硬件平臺的高性能容錯軟件,最多可支持16臺服務器集羣。Lifekeeper軟件源於美國NCR公司及著名的AT&T貝爾實驗室。爲企業、銀行、政府等的信息服務,商務服務,政務服務等提供高可用性解決方案。

 LifeKeeper屬於高可用容錯集羣軟件,運行於NT、Windows 2000、Linux和NCR Unix平臺。同時支持純軟件鏡像方式和共享磁盤陣列櫃方式,並支持遠程災難實時複製備份恢復系統。使用戶的服務器、操作系統、數據庫系統以及關鍵的數據及應用程序保持7天×24小時連續不間斷,提供99.99%的高可用性。軟件包括核心部分和一些針對不同應用的ARK。
LifeKeeper的關鍵特點

 1.不用增加任何額外硬件投資,純軟件方式實現雙機容錯,且對備機無硬件配置要求。
 2.可支持Notes、Exchange、SQL Server、Sybase、Informix、Oracle 、SAP等多種系統的應用層熱恢復。
 3.是全球第一套基於NT操作系統的容錯軟件並同時支持LINUX平臺。支持遠程災難備份。
 4.支持共享磁盤陣列櫃和擴展鏡像兩種方式,給用戶提供了選擇上的靈活性,同時也能適應各種機型、網絡結構、軟件平臺及應用系統。
 5.LifeKeeper在擴展鏡像或共享磁盤陣列任意方式下,均能實現兩臺服務器各自運行不同應用且相互熱備份,即實現雙Active運轉模式。
 6.使用共享磁盤陣列櫃方式時,最多可以支持16個節點,遠遠大於其它類似系統所支持的2個節點數。
 7.最大限度地保護用戶端的應用連續性。用戶的硬件資源(如網卡),軟件資源(如NT操作系統、數據庫管理系統、數據庫應用系統、電子郵件系統等)均能處於LifeKeeper的保護之下,當這些被保護資源出現技術故障時,LifeKeeper可隨時實施系統資源切換。如此,LifeKeeper真正實現了用戶硬件或是軟件資源發生故障時系統及應用層上的在線熱切換。
 8.LifeKeeper佔用系統資源極少,不增加網絡負荷,且不打擾任何具體應用系統的任何操作。
 9.LifeKeeper真正實現無人值守,全自動地實現應用資源切換,且圖形界面操作,簡單方便。
 10.自投入使用以來,已經歷了大量交易高峯的實際考驗,其執行效率很高且運行十分穩定可靠,全球市場佔有率第一。


RoseHA雙機軟件:雙機熱備、互備
RoseHA雙機熱備軟件概述
在雙機熱備的架構中,除了要考慮切換時間外,要根據每個系統的作業環境,包括網路系統是單網或是雙網,數據庫的安裝和作業內容及用戶端的設備是經由廣域網路、區域網路接入不同用戶有不同的需求,而要求有不同的切換模式,所以選擇不同的切換模式,可以使用戶端的改變達到最少的程度。
  ROSEHA根據不同的行業及各行業不同的需求設計多種備援模式以彈性的調適用戶的最佳組合及選擇。

    * ROSEHA系統運作方式

  在正常的運作情形之下,主機之間透過冗餘偵測線路互相偵測,當任一主機有錯誤產生時,ROSE HA提供嚴謹的判斷與分析,確認主機出錯之後,才完全啓動備援接管動作。
支持各種操作系統平臺,包括Windows NT/2000/2003、SCO Openserver/Unixware、Linux、Solaris等。
  RoseHA支持各種數據庫:MS-SQL、Oracle 、Informix、Sybase、Lotus/Nose、DB2等
接管動作包括

    * 文件系統( File System)
    * 數據庫( Database)
    * 網絡地址( IP Address)
    * 應用程序(AP)
    * 系統環境(OS)

4 雙機互備

    是在雙機熱備基礎上,兩個相對獨立的應用在兩臺機器同時運行,但彼此均設爲備機,當某一臺服務器出現故障時,另一臺服務器可以在短時間內將故障服務器的應用接管過來,從而保證了應用的持續性。也就是主機和備機運行於不同的應用,主機與備機互爲備份。

    雙機互備實際上是雙機熱備的一種應用,它避免了兩個應用使用四臺服務器分別實現雙機熱備。但對服務器的性能要求比較高,配置相對要好。但雙機互備存在着性能瓶頸,即如果進行切換後,在一臺服務器上就有同時運行兩個應用,有可能負載過大。並且,有些情況下會有不止兩臺服務器對外提供服務。



RHCS(紅帽高可用集羣套件) 

    RHCS是Red Hat Cluster Suite的縮寫,也就是紅帽子集羣套件,RHCS是一個能夠提供高可用性、高可靠性、負載均衡、存儲共享且經濟廉價的集羣工具集合,它將集羣系統中三大集羣架構融合一體,可以給web應用、數據庫應用等提供安全、穩定的運行環境。
    更確切的說,RHCS是一個功能完備的集羣應用解決方案,它從應用的前端訪問到後端的數據存儲都提供了一個行之有效的集羣架構實現,通過RHCS提供的這種解決方案,不但能保證前端應用持久、穩定的提供服務,同時也保證了後端數據存儲的安全。
    在後文會有RHCS的詳細配置和介紹以及應用

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