磁盘镜像配置

#By Yzjboy 2005.06.10

     最近在搞一个HA项目，在查找资料的过程中，无意中找到一个可以制作网络磁盘镜像的工具：DRBD。它应用于HA项目，受到其启发，我想到可以利用这个软件来做数据的实时同步，相关测试我还没有做。现介绍一下这个软件。这篇文章摘自于TurbolinuxHA用户向导。
介绍
• 什么是DRBD？
DRBD 是由内核模块和相关脚本而构成，用以构建高可用性的集群。其实现方式是通过网络来镜像整个设备。您可以把它看作是一种网络RAID。
• drbd 的应用范围是什么？除此之外，创建高可用性集群还需要什么？
Drbd 负责接收数据，把数据写到本地磁盘，然后发送给另一个主机。另一个主机再将数据存到自己的磁盘中。其他所需的组件有集群成员服务，如TurboHA 或心跳连接，以及一些能在块设备上运行的应用程序。
例如：
o 裸I/O
o 文件系统及fsck
o 具有恢复能力的数据库。
•它是如何工作的？
每个设备（drbd 提供了不止一个设备）都有一个状态，可能是‘主’状态或‘辅助’状态。在带有主要设备的节点上，应用程序应能运行和访问设备（/dev/nbX）。每次写入都会发往本地低层设备和带有‘辅助’状态设备的节点中。次要设备只能简单地把数据写入它的低层块设备上。读取数据通常在本地进行。
如果主要节点发生故障，心跳将会把辅助设备转换到主状态，并启动其上的应用程序。（如果您将它和无日志FS 一起使用，则需要运行fsck）。
如果发生故障的节点恢复工作，它就会成为新的辅助节点，而且必须使自己的内容与主节点的内容保持同步。当然，这些操作不会干扰到后台的服务。
• drbd 同现在的HA 集群有什么关系？
大部分现行高可用性集群（如：惠普、康柏等等）使用的是共享存储器，因此存储器连接多个节点（用共享的SCSI 总线或光纤通道就可以做到）。
Drbd 也可以作为一个共享的设备，但是它并不需要任何不常见的硬件。它在IP 网络中运行，而且在价格上IP 网络要比专用的存储网络经济的多。
目前，drbd 每次只允许对一个节点进行读写访问，这对于通常的故障切换高可用性集群来讲已经足够用了。以后的版本将支持两个节点进行读写存取。这很有用，比如对GFS 来讲就是如此。兼容性
Drbd 可以在ide、SCSI 分区和整个驱动器之上运行，但不能在回路模块设备上运行。（如果您硬要这样做，它就会发生死锁）。
Drbd 也不能在回送网络设备中运行。（因为它同样会发生死锁：所有请求都会被发送设备占用，发送流程也会阻塞在sock_sendmsg（）中。有时，接收线程正从网络中提取数据块，并试图把它放在高速缓存器中；但系统却要把一些数据块从高速缓存器中取到磁盘中。这种情况往往会在接收器的环境下发生，因为所有的请求都已经被接收器块占用了。
安装
下载软件
最新的稳定版本为0.6.11，您可从http：// 下载它。
您可以从CVS 中得到最新的源文件。注意，有时代码不能进行编译。您可以通过cvs 或命令行界面得到它：
[philipp@alf drbd]$ export CVSROOT= ： pserver ： [e-mail] ：
/var/lib/cvs/drbd
[philipp@alf drbd]$ cvs login
（Logging in to [e-mail]）
CVS password：[Press the return key]
[philipp@alf drbd]$ cvs -z9 checkout drbd
要获取当前的开发分支，可以使用如下命令：
[philipp@alf drbd]$ cvs -z9 checkout -r rel-0_7-branch
编译包
直接编译即可。只需如下操作：
$ make
$make install
如果您想为drbd 编译不同版本的内核，您需要定义KERNVER（包括路径）同
时您也要定义drbd 的安装路径。
make KERNVER=2.4.22-7 KDIR=/usr/src/linux-2.4.22-7-include
make KERNVER=2.4.22-7 PREFIX=/local/lib/module/path/ install
测试加载drbd 模块
如果这些都已经创建和安装妥当，您就可以测试加载模块了。
$ /sbin/insmod drbd
如果一切正常，您不会看见任何ERROR（错误）信息，用Ismod 程序可以验证模块是否已被加载。
dev2-98：~/rpm/SPECS # lsmod
Module Size Used by Tainted：PF
drbd 40140 0 （unused）
...
$ dmesg
...
drbd：initialised.Version：0.6.8（api：63/proto：62）
如果您看到了drbd，就表示一切正常。就可以继续执行rmmod，并转到举例配置部分。
$ /sbin/rmmod drbd
问题未解决符号
如果在加载模块时，出现了如下信息：
drbd.o：unresolved symbol sock_alloc
drbd.o：unresolved symbol proc_register
drbd.o：unresolved symbol schedule_timeout
...
这就表示您在内核中编译了CONFIG_MODVERSIONS，而DRBD 模块中没有编译MODVERSIONS，或者正好相反。这里给出两种解决方案：
• 用不带MODVERSIONS 的系统： 更改您的内核配置， 删掉CONFIG_MODVERSIONS 选项。（参见~linux/.config。）重建内核。
• 使用带MODVERSIONS 模块的系统：编辑~drbd/Makefile.vars，并将-DMODVERSIONS -DCONFIG_MODVERSIONS 添加到KERNFLAGS，最后重建DRBD。
命令的使用
drbdsetup
drbsetup 是drbd 程序套件中的底层配置工具。您可以使用该工具把低层模块设备和drbd 设备联系起来、安装drbd 设备对，以便镜像它们的低层模块设备和检查运行drbd 设备的配置。
使用drbdsetup 的例子
假设您的两台机器分别命名为节点1（10.0.0.10）和节点2（10.0.0.20），您想在这两台机器上使用/dev/hdc6 作为它们的低层设备。那么在节点2 上，您可以发出以下命令：
$ insmod drbd.o
$ drbdsetup /dev/nb0 disk /dev/hdc6
$ drbdsetup /dev/nb0 net 10.0.0.20 10.0.0.10 B
在节点1 上，您可以发出以下命令：
$ insmod drbd.o
$ drbdsetup /dev/nb0 disk /dev/hdc6
$ drbdsetup /dev/nb0 net 10.0.0.10 10.0.0.20 B
$ drbdsetup /dev/nb0 primary
此时，您就可以像在其他设备一样使用/dev/nb0 了。
$ mkfs -b 4096 /dev/nb0
$ mount /dev/nb0 /mnt/mountpoint
上例中使用了“B”协议。drbd 允许您选择所需的协议，以控制如何将数据写入辅助设备。
表3. DRBD 协议
协议说明
A 数据一旦写入磁盘并发送到网络中就认为完成了写入操作。
B 收到接收确认就认为完成了写入操作。
C 收到写入确认就认为完成了写入操作。
您还可以选择其它参数来将数据传输给磁盘和网络选项。更多详情，请参见drbdsetup 手册页。
Config 和脚本的使用
drbd.conf 和脚本
在上面，我们介绍了drbdsteup 的使用。drbd 也允许您直接在drbd.conf 文件中进行设置。通过正确地设置该文件和使用init.d/drbd 脚本，您能够轻松让drbd在机器启动后正常运行起来。
drbd.conf 设置举例
在本配置中，两台机器分别命名为thost1 和thost2。thost1 的IP 地址是10.1.1.31，thost2 的IP 地址是10.1.1.32。我们要在thost1 的/dev/hda7 和thost2的/dev/hda7 之间创建镜像。下面是一个完成该操作的/etc/drbd.conf 文件范例：
resource drbd0 {
protocol=B
fsck-cmd=fsck.ext2 -p -y
on thost1 {
device=/dev/nb0
disk=/dev/hda7
address=10.1.1.31
port=7789
}
on thost2 {
device=/dev/nb0
disk=/dev/hda7
address=10.1.1.32
port=7789
}
}
脚本的使用
创建了drbd.conf 文件之后，在thost1 上运行如下命令：
$ /etc/rc.d/init.d/drbd start
在thost2 进行同样的操作，
$ /etc/rc.d/init.d/drbd start
此时，两台设备之间就建立起一个镜像，您可以查看/proc/drbd 进行核实。
$ cat /proc/drbd
现在您可以在设备上创建一个文件系统，然后把它加载到thost1 上。
$ mkfs /dev/nb0
$ mount /dev/nb0 /mnt/disk
恭喜您，现在您已经使用drbd 创建了一个镜像。要进一步创建高可用性的故障切换系统，请查看脚本子目录，并可结合使用linux-ha.org 上提供的心跳软件。
其它
• 超时限制的工作原理是怎样的呢？
主节点在发出数据块之后，会等待另一个节点在某一时间范围内做出响应（该时间范围可以通过drbdsetup 中的超时限制选项进行设置）。一旦另一个节点超过该时限仍未做出响应，主节点就会断开连接并尝试着重新再建立一个连接。
• 为什么超时限制短点好呢？
如果另一个节点停机，主节点会就地等待，阻断所有正在向DRBD 设备写入数据的应用。这样一来，一直要等到超时限制过后它才会判断出另一个节点已经停机，而您的应用就会停滞这么长时间。
• 为什么短的超时限制会导致timeout/resync/connect 的情况发生呢？
如果次节点的IO 子系统较慢，就会发生这种情况。
• 什么是“延迟数据包”？
为改进这种状况，我产生了“延迟期限”数据包的设想。当次节点意识到它将超时的时候，它就会发送这种数据包。
• 如果看到出现了timeout/resync/connect 情况时，您会怎么办？
延长超时限制。（因为connect-int 和pint-int 需要比超时限制更长，所以也要相应地延长它们）
• tl-size
对于syslog 中出现“transfer log too small”（传输日志太小）这样的信息，该采取的措施需要很大篇幅来描述。
• SyncAll 只运行了一半，但我觉得它实在太慢了！
您可以在运行时使用drbdsetup 工具里的syncer 子命令来重新配置同步参数。请参见drbdsetup man page（手册页）了解更多信息。
一般问题
• 问：首先，什么是DRBD？
DRBD 是Linux 操作系统的一个分布式远程块设备。它允许您在远程机器上建立一个本地块设备的实时镜像。与心跳连接结合使用，它可打造出高可用性的Linux 集群。
• 问：哪里可以下载DRBD？
答：最新版本的DRBD 可以从LinBit Information Technologies GmbH 获得。此外，DRBDD 还包括在许多Linux 发行版中， 例如DebianGNU/Linux 和其它程序。
• 问：DRBD 适用于哪种许可情形？
答： DRBD 是依照General Public License Version 2 vom Juni 1991（GPL）发行的。因此在这种许可条件下，它可以自由分发和修改。
编译问题
• 问：在编译drbd_syncer.c 时出现“structure has no member named `nice'”信息，这是为什么？
答：如果您指的是：
drbd_syncer.c：In function `drbd_syncer'：
drbd_syncer.c：409：structure has no member named `nice'
drbd_syncer.c：439：structure has no member named `nice'
drbd_syncer.c：452：structure has no member named `nice'
make[1]：*** [drbd_syncer.o] Error 1
make[1]：Leaving directory `/usr/local/src/drbd-0.6.3/drbd'
Make*** [all] Error 2
答：请使用下面的补丁：
--- drbd_syncer.c Wed Oct 16 06：19：17 2002
+++ drbd_syncer.c.orig Wed Oct 16 06：18：27 2002
@@ -311,7 +311,7 @@
#define SPEED_MIN（mdev-conf.sync_rate_min）
#define SYNC_MARKS 10
#define SYNC_MARK_STEP （3*HZ）
-#if defined （ MAX_RT_PRIO ） || defined
（CONFIG_MAX_RT_PRIO）
+#if 1
/* this should work for the O（1）scheduler */
#define drbd_set_user_nice （ current,x ） set_user_nice （ current,
（x））
#else
安装和设置
• 问：我能加次级设备吗（至少只读）？
答：DRBD 对此没有限制，但是您的文件系统会变得非常混乱，因为它无法了解底层设备的变化。总之，没有ext2、ext3、reiserFS、JFS 或XFS，它不能工作。如果您需要的不只是一个镜像，而是共享文件系统，那您可以使用GFS 或OpenGFS，但它们速度较慢。这也是DRBD 不允许加载次级设备的原因。因此如果您要加载次级设备，可以先把次级设置为主设备。同时加载的话，两个设备均不能工作。
• 问： DRBD 能使用两个容量大小不同的设备吗？
答： 一般情况下可以，但有些问题需要注意：
本地DRBD 使用的是配置的磁盘容量，与物理容量相等。如果没有给出，则将被设置为物理容量。连接时，设备容量将设置为两个节点中最小容量。
如果缺少常识的话，您可能会碰到一些问题：如果您先是在一个节点上使用drbd ，而且没有配置好磁盘容量，之后又连接了一个容量较小的设备。这时，drbd 设备容量在运行时就会变小。在系统记录里，您会发现一条信息提示“your size hint is bogus,please change to some value”（您的容量信息不真实，请更改）。这样一来就会让设备顶级的文件系统造成混淆。
因此，如果您的设备容量不同，请明确地为DRBD 设置所使用的容量。
• 问： XFS 能和DRBD 一起使用吗？
答：XFS 使用动态块大小，因此需要配备DRBD 0.7 或更高版本。
• 问：当我试着加载drbd 模块时，遇到了下面的问题：
compiled for kernel version 2.4.18-4GB while this kernel is version 2.4.18-64GB-SMP.
• 答：您的实际内核与要在其上构建drbd 的内核的.config 不一致。在
SuSE Linux 上，您可以使用下面的命令进行配置：
cd /usr/src/linux/
make cloneconfig
make dep
• 通常，您不必重新编译内核，只编译drbd 即可。以后的DRBD 版本将在创建过程中解决这一问题。
操作问题
• 问：为什么drbdsetup /dev/nb0 复制（（完全同步））的速度那么慢？
答：出于历史原因，复制需要回写数据。而在回写数据时，很多物理设备的速度都非常慢。在更新的DRBD 版本中可能会解决这一问题。
• 问：为什么我的“load averag”（平均负载）那么高？
答：平均负载定义为给定的时间间隔内，runqueue 里的平均进程数。如果进程具有以下特点，它就会被列入runqueue 中：
o 不是在等待外部事件（如：在某些fd 上选择）
o 不是在等待它自己的事件（不是受呼“等待”）
o 未被终止
注：所有等待磁盘io 的进程都会包括在内。所以，虽然系统实际可能近乎是空闲的，但如果有很多进程在等待磁盘io, “load average”就会很高。
例：关闭nfs 服务器，启动100
ls /path/to/noncached/dir/on/nfs/mount-point
在客户机上，虽然CPU 什么也没做，只要nfs 超时（可能是几个星期），您还是会得到一个100+的“load average”。
您可以通过其他方式（例如vmstat, sysstat/sar）来检测您的系统负载，这样可帮您找出系统的瓶颈所在。或者您还可以使用多个磁盘（不只是分区！）或配备10.000rpm SCSI 磁盘的RAID，甚至是千兆以太网。即使在快速以太网设备中，您也很少会超过每秒6Mbyte。.（（100 MBit/s 除去协议开销等最多可剩下12.5MByte/s）
• 问：
warning： Return code 255 from
/etc/ha.d/resource.d/datadisk
• 在使用带心跳的数据磁盘脚本时出现这些信息说明了什么？
• 答：退出码255 很可能产生于导致死机的脚本，它有一个详细的错误信息。捕获脚本输出，这是ha.cf 中的debugfile 指令iirc。.如果仍没有用，您可以手动操作，并查看所给出的错误信息。
• 数据磁盘会提示如“cannot promote to primary, synchronization running”
或“fsck failed”等等。
• 问：当节点从次级站点上升到主站点时，drbd 设备就不能加载到主站点
上了，但可以进行手动加载。.
答：DRBD 不会自动加载分区，脚本数据磁盘就是用来做这项工作的。
• 问：当心跳在节点1 上启动并试着运行数据磁盘脚本以成为RAID 阵列中的主节点时，出现故障，原因是它仍在同步。
答： 在ha.cf 中启用“nice_failback on“，或者您还可以阻断drbd init 脚本块直到全部同步完成，请参见drbd.conf.A。
• 问：像st、ns、nr、dw、dr 等字段在/proc/drdb 中有什么含义？
答：
表4. /proc/drbd
Field        说明                  值：
cs         连接状态               出现的值：
                    o Unconfigured：设备在等待配置。
                    o Unconnected：连接模块时的过渡状态。
                    o WFConnection：设备等待另一测的配置。
                    o WFReportParams：过渡状态，等待新TCP 连接的第一个数据包时。.
                    o SyncingAll：正将主节点的所有模块复制到次级节点上。.
                    o SyncingQuick：通过复制已被更新的模块（因为现在次级节点已经离开了集群）来更新次级节点。
                    o Connected：一切正常。
                    o Timeout：过渡状态。
st         状态（设备的作用）      可能的值为：
                    o 本地/远程一级状态
                    o 二级状态
                    o 未知（这不是一种作用）
ns    网络发送    模块号码
nr    网络接收    模块号码
dw   磁盘写入    模块号码
DR   磁盘读取    模块号码
of    运行中（过时的）模块号码
pe   待解决的    模块号码
ua    未答复的    模块号码（最好为0）