mysql+drbd+heartbeat实现高可用性

1，什么是DRBD

DRBD(Distributed Replicated Block Device)，DRBD 号称是 "网络 RAID"，开源软件，由 LINBIT 公司开发。

2，DRBD的主要功能

DRBD实际上是一种块设备的实现,主要被用于Linux平台下的高可用(HA)方案之中。他是有内核模块和相关程序而组成，通过网络通信来同步镜像整个设备，有点类似于一个网络RAID的功能。也就是说当你将数据写入本地的DRBD设备上的文件系统时,数据会同时被发送到网络中的另外一台主机之上，并以完全相同的形式记录在一个文件系统中（实际上文件系统的创建也是由DRBD的同步来实现的）。本地节点（主机）与远程节点（主机）的数据可以保证实时的同步，并保证IO的一致性。所以当本地节点的主机出现故障时,远程节点的主机上还会保留有一份完全相同的数据,可以继续使用，以达到高可用的目的。

3，DRBD的主要应用

如果主服务器宕机，造成的损失是不可估量的。要保证主服务器不间断服务，就需要对服务器实现冗余。在众多的实现服务器冗余的解决方案中，heartbeat为我们提供了廉价的、可伸缩的高可用集群方案。我们通过heartbeat + drbd在Linux下创建一个高可用(HA)的集群服务器，在高可用(HA)解决方案中使用DRBD的功能,可以代替使用一个共享盘阵存储设备。因为数据同时存在于本地主机和远程主机上,在遇到需要切换的时候,远程主机只需要使用它上面的那份备份数据,就可以继续提供服务了。

4，DRBD于mysql的关系

MySQL 与 LINBIT 达成了合作关系，大张旗鼓的搞了这个 "12 天 Scale-Out" 活动，也是这个商业合作驱动的吧。DRBD 助力 MySQL, 号称可以得到四个 9 的可靠性，这不低于任何一款商业数据库软件了。

DRBD 的出现的确对 MySQL 集群的可用性有很大提高。而且，有独到的特点，非常适合面向互联网的应用。因为是在存储层的数据块同步，很容易的做到应用层的 IO 负载均衡(备机承担一定的读压力)，不但支持数据库失败接管，还能做到 IP 失败接管，接管时间小于 30 秒，真是穷人的绝佳集群解决方案。





本文所提到试验环境为：

操作系统：
Red Hat Enterprise Linux AS release 4 (Nahant Update 4)

软件：
drbd-8.2.6.tar.gz

heartbeat-2.1.3-3.el4.centos
heartbeat-pils-2.1.3-3.el4.centos
heartbeat-stonith-2.1.3-3.el4.centos

mysql-5.1.26-rc-linux-i686-icc-glibc23.tar.gz

主机环境：

drbd 主机列表         IP 地址     主机名
主机1(primary)         192.168.1.241     drbd-1
主机2(secondary)     192.168.1.242    drbd-2    

另外，2个主机都预留一个空白的分区：/dev/sdb1，不需要创建任何文件系统。


1，编译与安装DRBD,heartbeat

在2台主从机器上都要安装DRBD

[root@drbd-1 ~] tar -xvzf drbd-8.2.6.tar.gz
[root@drbd-1 ~] cd drbd-8.2.6 && make && make rpm
[root@drbd-1 ~] cd dist/RPMS/i386                     
[root@drbd-1 ~] ls

drbd-8.2.6-3.i386.rpm
drbd-debuginfo-8.2.6-3.i386.rpm
drbd-km-2.6.9_42.EL-8.2.6-3.i386.rpm

[root@drbd-1 ~] rpm -ivh drbd-8.2.6-3.i386.rpm
[root@drbd-1 ~] rpm -ivh drbd-debuginfo-8.2.6-3.i386.rpm
[root@drbd-1 ~] rpm -ivh drbd-km-2.6.9_42.EL-8.2.6-3.i386.rpm

[root@drbd-1 ~] yum install heartbeat

yum升级安装的软件包下载保存在：/var/cache/yum/extras/packages

安装mysql就太简单了，这里就不废话了！


2，加载DRBD模块

[root@drbd-1 ~] modprobe drbd
[root@drbd-1 ~] lsmod |grep drbd
drbd                  242924  2

如果有，则表示成功了！！！


3，配置/etc/drbd.conf

编辑配置文件，2个主机上的内容一样,内容如下：

#让linbit公司收集目前drbd的使用情况，yes为参加。

global {
  usage-count yes;
}

#drbd所管理的多个资源之间的common,主要是配置drbd的所有resource可以设置为相同的参数项，比如protocol，syncer等等.

common {
  syncer { rate 100M; }
}

#创建一个资源，名字叫”db”


resource db {

#使用协议C.表示收到远程主机的写入确认后,则认为写入完成。

  protocol C;


startup {
  wfc-timeout 0;
  degr-wfc-timeout 120;
}

#由于实验环境下两台服务器硬盘大小可能不同，所以需要设置drbd的大小。

disk {
  on-io-error detach;
  size 6G;
}

net {
  max-buffers 2048;
  ko-count 4;
}

syncer {
  rate 100M;
}

#设定一个节点，分别以各自的主机名命名

on drbd-1 {

#设定资源设备/dev/drbd0 指向实际的物理分区 /dev/sdb1

  device /dev/drbd0;
  disk /dev/sdb1;  

#设定监听地址以及端口
 
  address 192.168.1.241:8888;

#设定元数据保存方式：可以用 internal(即保存在同一个物理分区下)
#也可以保存在其他分区上

  meta-disk internal;
}


on drbd-2 {
  device /dev/drbd0;
  disk /dev/sdb1;   
  address 192.168.1.242:8888;
  meta-disk internal;
}
}


4，启动drbd

准备启动之前，需要分别在2个主机上的 /dev/sdb1 分区上创建相应的元数据保存的数据块：

[root@drbd-1 ~] drbdadm create-md db
[root@drbd-2 ~] drbdadm create-md db

2次输入“yes”，如果出现下面的提示信息，表示成功
[root@drbd-1 /]# drbdadm create-md db
md_offset 8587153408
al_offset 8587120640
bm_offset 8586858496

Found ext3 filesystem which uses 6291456 kB
current configuration leaves usable 8385604 kB

 ==> This might destroy existing data! <==

Do you want to proceed?
[need to type 'yes' to confirm] yes

v07 Magic number not found
v07 Magic number not found
You want me to create a v08 style flexible-size internal meta data block.
There apears to be a v08 flexible-size internal meta data block
already in place on /dev/sdb1 at byte offset 8587153408
Do you really want to overwrite the existing v08 meta-data?
[need to type 'yes' to confirm] yes

Writing meta data...
initialising activity log
NOT initialized bitmap
New drbd meta data block sucessfully created.



接下来就可以启动drbd进程了：

[root@drbd-1 ~] /etc/init.d/drbd start
[root@drbd-2 ~] /etc/init.d/drbd start

在启动第一个节点上的DRBD服务的时候，他会等待第2个节点的DRBD服务的启动，此时启动第2个节点上的DRBD服务即可。

[root@drbd-1 /]# /etc/init.d/drbd start
Starting DRBD resources:    [ d(db) s(db) n(db) ].
..........
***************************************************************
 DRBD's startup script waits for the peer node(s) to appear.
 - In case this node was already a degraded cluster before the
   reboot the timeout is 120 seconds. [degr-wfc-timeout]
 - If the peer was available before the reboot the timeout will
   expire after 0 seconds. [wfc-timeout]
   (These values are for resource 'db'; 0 sec -> wait forever)
 To abort waiting enter 'yes' [  47]:



此时，2台机器的DRBD服务都起来了，检查进程是否存在：

[root@drbd-1 /]# ps aux | grep drbd
root      3758 14.5  0.0     0    0 ?        S    15:56   0:20 [drbd0_worker]
root      3762  9.6  0.0     0    0 ?        S    15:56   0:13 [drbd0_receiver]
root      3787  2.4  0.0     0    0 ?        S    15:56   0:03 [drbd0_asender]
root      3794  0.0  0.2   644  128 pts/0    R+   15:58   0:00 grep drbd

可以看到两个节点的进程都起来了，每个drbd设备会有三个进程：drbd0_worker是drbd0的主要进城，drbd0_asender是primary上drbd0的数据发送进程，drbd0_receiver是secondary上drbd0的数据接收进程。



看看刚启动后的drbd状态：

[root@drbd-1 /]# cat /proc/drbd
version: 8.2.6 (api:88/proto:86-88)
GIT-hash: 3e69822d3bb4920a8c1bfdf7d647169eba7d2eb4 build by root@drbd-1, 2008-09-17 17:46:45
 0: cs:Connected st:Secondary/Secondary ds:Inconsistent/Inconsistent C r---
    ns:0 nr:0 dw:0 dr:0 al:0 bm:0 lo:0 pe:0 ua:0 ap:0 oos:6291456


[root@drbd-2 /]# cat /proc/drbd
version: 8.2.6 (api:88/proto:86-88)
GIT-hash: 3e69822d3bb4920a8c1bfdf7d647169eba7d2eb4 build by root@drbd-2, 2008-09-17 17:51:50
 0: cs:Connected st:Secondary/Secondary ds:Inconsistent/Inconsistent C r---
    ns:0 nr:0 dw:0 dr:0 al:0 bm:0 lo:0 pe:0 ua:0 ap:0 oos:6291456

注意：这个时候，2台服务器都为从节点状态（st:Secondary/Secondary），因为还没有指定哪一台为主节点。



然后，设置启动的一个节点为主节点，我们设置drbd-1为主节点：

[root@drbd-1 /]#  drbdadm primary db
State change failed: (-2) Refusing to be Primary without at least one UpToDate disk
Command 'drbdsetup /dev/drbd0 primary' terminated with exit code 11

[root@drbd-1 /]# drbdsetup /dev/drbd0 primary -o

可以看到，第一次设置主节点时用 drbdadm 命令会失败，所以先用drbdsetup 来做，以后就可以用 drbdadm 了。



再次查看2台服务器的drbd状态：

[root@drbd-1 /]# cat /proc/drbd
version: 8.2.6 (api:88/proto:86-88)
GIT-hash: 3e69822d3bb4920a8c1bfdf7d647169eba7d2eb4 build by root@drbd-1, 2008-09-17 17:46:45
 0: cs:SyncSource st:Primary/Secondary ds:UpToDate/Inconsistent C r---
    ns:3483280 nr:0 dw:0 dr:3491456 al:0 bm:212 lo:1 pe:8 ua:256 ap:0 oos:2808416
        [==========>.........] sync'ed: 55.5% (2742/6144)M
        finish: 0:11:24 speed: 4,084 (4,648) K/sec


[root@drbd-2 /]# cat /proc/drbd
version: 8.2.6 (api:88/proto:86-88)
GIT-hash: 3e69822d3bb4920a8c1bfdf7d647169eba7d2eb4 build by root@drbd-2, 2008-09-17 17:51:50
 0: cs:SyncTarget st:Secondary/Primary ds:Inconsistent/UpToDate C r---
    ns:0 nr:3556832 dw:3556832 dr:0 al:0 bm:217 lo:1 pe:2464 ua:0 ap:0 oos:2734624
        [==========>.........] sync'ed: 56.7% (2670/6144)M
        finish: 0:07:35 speed: 5,856 (4,128) K/sec

此时可以看到，已经开始同步数据了。设置完之后的第一次同步耗时比较长，因为需要把整个分区的数据全部同步一遍。



第一次同步完成之后，就可以对drbd的设备创建文件系统了：

[root@drbd-1 /]# mkfs.ext3 /dev/drbd0

将文件系统mount上：

[root@drbd-1 /]# mount /dev/drbd0 /drbddata



在主节点上测试数据写入：

[root@drbd-1 drbddata]# ll
total 4
drwx------  4 mysql root 4096 Oct 13 16:29 mysql

然后，我们把primary降级成secondary，把secondary提升成primary：

[root@drbd-1 /]# umount /drbddata/
[root@drbd-1 /]# drbdadm secondary db

把primary降级前，一定要先umount设备才行。然后提升secondary：

[root@drbd-2 /]# drbdadm primary db
[root@drbd-2 /]# mount /dev/drbd0 /drbddata/
[root@drbd-2 drbddata]# ll
total 4
drwx------  4 mysql root 4096 Oct 13 16:29 mysql


可以看到，数据已经完全同步过去了。




下面就要开始和heartbeat的整合了，前面heartbeat已经安装过，只需要修改下配置文件就可以了，

cp /usr/share/doc/heartbeat-2.1.3/ha.cf .
cp /usr/share/doc/heartbeat-2.1.3/authkeys .
cp /usr/share/doc/heartbeat-2.1.3/haresources .

配置ha.cf（ha主要配置文件）：

[root@drbd-1 ha.d]# more ha.cf
logfile /var/log/ha-log
logfacility     local0
keepalive       2
deadtime        30
warntime        10
initdead        120
udpport         694
bcast           eth0
auto_failback   off
node            drbd-1
node            drbd-2
ping_group group1 192.168.1.1 192.168.1.254
respawn root /usr/lib/heartbeat/ipfail
apiauth ipfail gid=root uid=root

配置authkeys认证：

[root@drbd-1 ha.d]# more authkeys
auth 1
1 crc

配置haresources资源文件：

drbd-1 drbddisk Filesystem::/dev/drbd0::/drbddata::ext3 mysql 192.168.1.243


注意：

    资源组配置文件主要是配置切换过程需要管理的各种资源的，有一个很关键的点，那就是一个资源组中的各个资源的排列顺序是需要注意的，在hearbeat管理资源组的时候，获取资源的过程是从左往右依次处理，释放资源的时候是从右往左依次处理。

    资源组的第一列是我们在ha.cf配置文件中的node之一，而且应该是当前准备作为primary节点的那一个node。
    上面资源组中的各项含义如下：

        drbd-1            当前primary节点名（uname -n）
       
        drbddisk          告诉heartbeat要管理drbd的资源
        Filesystem        这里是告诉heartbeat需要管理文件系统资源，其实实际上就是执行mount/umount命令，后面的“::”符号之后是跟的Filesystem的参数                         设备名和mount点）
        mysql             告诉需要管理mysql

    192.168.1.243   这里是让heartbeat帮你管理一个service ip，会跟着主节点一起漂移
       




测试切换：

    1) 手工调用heartbeat的节点切换脚本：
    执行/usr/lib/heartbeat/hb_standby 脚本，让heartbeat通知对方节点自己请求变成standby节点，请求对方成为primary节点，切换工作在10s左右即完成.

    2) 拔掉网线，测试在primary节点的网络断开后的切换情况
    通过测试，在拔掉网线后，当主节点发现无法和standby节点无法通信后，会在log中记录warn信息，如果延续时间达到在ha.cf中设定的时长后，会开始释放资     源，standby节点发现无法和主节点通信一段时间（ha.cf设定）后，开始尝试启动资源并将自己active成primary节点。切换过程除开ha.cf中设定的时长之外      的时间段同样非常短。

    3) shutdown primary主机，测试是否能够正常切换，基本上和上面测试2差不多。

    4) primary node 掉电测试，这里还没有到机房实际操作过，后面会继续测试这个操作。




测试结果：
    1，正常切换，数据完整。
    2，正常切换，但是主从数据相差一条。
    3，正常切换，数据完整。
    4，正常切换，数据完整。