linux下磁盘镜像软件DRBD的使用

一、 什么是DRBD

DRBD的全称为：Distributed Replicated Block Device (DRBD)分布式块设备复制,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。它允许用户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，也可以把它看作是一种网络RAID。
 

二、DRBD是如何工作的
 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。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。
 

三、 drbd与现在的HA集群的关系

一个drbd系统由两个以上节点构成，与HA集群类似，也有主用节点和备用节点之分，在带有主要设备的节点上，应用程序和操作系统可以运行和访问drbd设备（/dev/nbX）。
 在主节点写入的数据通过drbd设备存储到主节点的磁盘设备中，同时，这个数据也会自动发送到备用节点相应的drbd设备，最终写入备用节点的磁盘设备中，在备用节点上，drbd只是将数据从drbd设备写入到备用节点的磁盘设备中。
 大部分现行高可用性集群都会使用共享存储，而Drbd也可以作为一个共享存储设备，使用drbd不需要任何硬件的投资。因为它在IP网络中运行，所以，利用drbd作为共享存储设备，要节约很多成本，因为在价格上IP网络要比专用的存储网络经济的多。

四、 DRBD实现原理图
DRBD是linux的内核的存储层中的一个分布式存储系统，可用使用DRBD在两台linux服务器之间共享块设备，共享文件系统和数据。类似于一个网络RAID1的功能，如下图所示：

五、DRDB的安装
从官方网站下载源码包来编译或直接使用yum源来安装，这里以CentOS为例说明安装过程，其它系统类似。
[root@drbd1 ~]# uname -a
Linux drbd1 2.6.18-194.11.1.el5 #1 SMP Tue Aug 10 19:09:06 EDT 2010 i686 i686 i386 GNU/Linux
通过yum安装DRBD服务：
[root@drbd1 ~]# yum -y install kmod-drbd83 drbd83
检查DRBD是否安装成功：
[root@drbd1 ~]# lsmod | grep -i drbd
drbd                  228528  3
[root@drbd1 ~]#  modprobe -l | grep -i drbd
/lib/modules/2.6.18-194.11.1.el5/weak-updates/drbd83/drbd.ko
安装成功之后/sbin目录下面有drbdadm，drbdmeta，drbdsetup命令，以及/etc/init.d/drbd启动脚本。

六、配置DRDB
DRBD运行需要读取/etc/drbd.conf配置文件，下面是两台主机节点配置的drbd.conf文件的简单示例：
[root@drbd1 ~]#cat /etc/drbd.conf
#
# drbd.conf
#
# create by at 2010-08-12
global {
    # minor-count 64;
    # dialog-refresh 5; # 5 seconds
    # disable-ip-verification;
usage-count no;  
#是否参加DRBD使用者统计，默认yes
}

common {
  syncer { rate 200M; }
#设置主备节点同步时的网络速率最大值，单位是字节。
}

resource r0 {
  #资源名字为r0.
  protocol      C;
# 使用drbd的第三种同步协议,表示收到远程主机的写入确认后,则认为写入完成.
  handlers {
    pri-on-incon-degr "echo o > /proc/sysrq-trigger ; halt -f";
    pri-lost-after-sb "echo o > /proc/sysrq-trigger ; halt -f";
    local-io-error "echo o > /proc/sysrq-trigger ; halt -f";
    fence-peer "/usr/lib64/heartbeat/drbd-peer-outdater -t 5";
    pri-lost "echo pri-lost. Have a look at the log files. | mail -s 'DRBD Alert' root";
    split-brain "/usr/lib/drbd/notify-split-brain.sh root";
    out-of-sync "/usr/lib/drbd/notify-out-of-sync.sh root";
  }

  net {
    # timeout           60;
    # connect-int       10;
    # ping-int          10;
    # max-buffers     2048;
    # max-epoch-size  2048;
    cram-hmac-alg "sha1";
shared-secret "MySQL-HA";
# DRBD同步时使用的验证方式和密码信息。
  }

  disk {
    on-io-error detach;
fencing resource-only;
#使用dpod功能（drbd outdate-peer daemon)保证在数据不同步时不进行切换。
  }

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

  device        /dev/drbd0;
 
  on dbm157 {
#每个主机的说明以on开头,后面是hostname（uname -n），在后面的{}中为这个主机的配置。
disk        /dev/sda2;
#/dev/drbd0使用的磁盘分区是/dev/sda2。
address     192.168.0.157:7788;
#设置DRBD的监听端口,用于与另一台主机通信。
    meta-disk   internal;
  }
  on dbm158 {
disk        /dev/sda2;
#/dev/drbd0使用的磁盘分区是/dev/sda2。
address     192.168.0.158:7788;
#设置DRBD的监听端口,用于与另一台主机通信。
    meta-disk   internal;  #drbd的元数据存放方式。
  }

}
将上面这个drbd.conf文件分别复制到两台主机的/etc目录下。drbd.conf的配置参数很多，有兴趣的话可以使用命令：man drbd.conf来查看了解更多的参数说明。

七、启动DRBD

1 在两个节点执行
在启动DRBD之前,你需要分别在两台主机的hdb1分区上,创建供DRBD记录信息的数据块.分别在两台主机上执行:
[root@drbd1 ~]# drbdadm create-md r0 或者执行drbdadm create-md all
[root@drbd2 ~]# drbdadm create-md r0

2在两个节点启动服务
[root@drbd1 ~]#/etc/init.d/drbd start
[root@drbd2 ~]#/etc/init.d/drbd start
最好同时启动

3在任意节点查看节点状态
[root@drbd1 ~]# cat /proc/drbd
 1: cs:Connected ro: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 ep:1 wo:b oos:2007644
对输出的含义解释如下：
ro表示角色信息，第一次启动drbd时，两个drbd节点默认都处于Secondary状态，
ds是磁盘状态信息，“Inconsistent/Inconsisten”，即为“不一致/不一致”状态，表示两个节点的磁盘数据处于不一致状态。
Ns表示网络发送的数据包信息。
Dw是磁盘写信息
Dr是磁盘读信息

4设置主节点
由于默认没有主次节点之分，因而需要设置两个主机的主次节点，选择需要设置为主节点的主机，然后执行如下命令：
[root@drbd1 ~]#drbdsetup /dev/drbd0 primary –o
或者执行下面命令也是可以的
[root@drbd1 ~]#drbdadm -- --overwrite-data-of-peer primary all
第一次执行完此命令后，在后面如果需要设置哪个是主节点时，就可以使用另外一个命令：
[root@drbd1 ~]#/sbin/drbdadm primary r0或者/sbin/drbdadm primary all
执行此命令后，开始同步两台机器对应磁盘的数据
[root@drbd1 ~]#cat /proc/drbd
1: cs:SyncSource ro:Primary/Secondary ds:UpToDate/Inconsistent C r----
    ns:576224 nr:0 dw:0 dr:581760 al:0 bm:34 lo:84 pe:369 ua:256 ap:0 ep:1 wo:b oos:1443196
        [====>...............] sync'ed: 28.4% (1443196/2007644)K delay_probe: 69
        finish: 0:03:56 speed: 6,024 (5,876) K/sec
从输出可知：
 “ro状态现在变为“Primary/Secondary”，“ds”状态也变为“UpToDate/Inconsistent”，也就是“实时/不一致”状态，现在数据正在主备两个主机的磁盘间进行同步，且同步进度为28.4%，同步速度每秒5.8M左右。
等待片刻，再次查看同步状态，输出如下：
[root@drbd1 ~]#cat /proc/drbd
1: cs:Connected ro:Primary/Secondary ds:UpToDate/UpToDate C r----
ns:2007644 nr:0 dw:0 dr:2007644 al:0 bm:123 lo:0 pe:0 ua:0 ap:0 ep:1 wo:b oos:0
可以看到同步完成了，并且“ds“状态也变为“UpToDate/UpToDate”了。即为“实时/实时”状态了。
如果第一次设置主备节点时使用“/sbin/drbdadm primary r0”命令，那么会提示如下错误：
0: State change failed: (-2) Need access to UpToDate data
Command '/sbin/drbdsetup 0 primary' terminated with exit code 17
只要第一次用上面命令成功后，以后就可以用“/sbin/drbdadm primary r0”命令了。
5格式化文件系统
由于mount操作只能在主节点进行，所以只有设置了主节点后才能格式化磁盘分区，然后挂载：
[root@drbd1 ~]#mkfs.ext3 /dev/drbd0
[root@drbd1 ~]#mount /dev/drbd0 /mnt

八、 DRBD主备节点切换
主备节点切换有两种方式，分别是停止drbd服务切换和正常切换，依次介绍：

1停止drbd服务切换
关闭主节点服务，此时挂载的drbd分区就自动在主节点卸载了，然后在备用节点执行切换命令：
[root@drbd2 ~]#drbdadm primary all
此时会报错：
2: State change failed: (-7) Refusing to be Primary while peer is not outdated
Command 'drbdsetup 2 primary' terminated with exit code 11
因此，必须在备用节点执行如下命令：
[root@drbd2 ~]#drbdsetup /dev/drbd0 primary –o
或者
[root@drbd2~]#drbdadm -- --overwrite-data-of-peer primary all
此时就可以正常切换了。
当在备用节点执行切换到主节点命令后，原来的主用节点自动变为备用节点。无需在主用节点再次执行切换到备用节点的命令。

2正常切换
在主节点卸载磁盘分区，然后执行
[root@drbd1 ~]#drbdadm secondary all
如果不执行这个命令，直接在备用节点执行切换到主节点的命令，会报错：
2: State change failed: (-1) Multiple primaries not allowed by config
Command 'drbdsetup 2 primary' terminated with exit code 11
接着，在备用节点执行
[root@drbd2 ~]#drbdadm primary all
最后在备用节点挂载磁盘分区即可：
[root@drbd2 ~]#mount /dev/drbd2  /mnt