高可用集群基本概念

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4-2、Active/Active：双主模型

       两个节点都是活动的，两个节点运行两个不同的服务，也互为备用节点。也可以提供同一个服务，比如ipvs，前端基于DNS轮询。这种模型可以使用比较均衡的主机配置，不会造成浪费。

4-3、N+1

      N个活动主节点N个服务，一个备用节点。这需要额外的备用节点必须能够代替任何主节点，当任何主节点故障时，备节点能够负责它的角色对外提供相应的服务。如下图，最后一个备用节点可以作为前两台主节点的DRBD和第三台主节点的MYSQL提供备用功能：

4-4、N+M

      N个活动主节点，M个备用节点。像上面的N+1模型，一个备用节点可能无法提供足够的备用冗余能力，备用节点的数量M是成本和可靠性要求之间的折衷。

      也有一种说法：N-M: N个节点M个服务， N>M， 活动节点为N， 备用节点为N-M。

4-5、N-to-1

      这和N+1一样，也是N个活动主节点，一个备用节点；不同是的备用节点成为主节点只是暂时的，当原来故障的节点修复后，必须回转才能正常工作。

4-6、N-to-N

      N个主节点N个备用节点。这是A/A双主和N + M模型的组合，N节点都有服务，如果一个坏了，剩下的每个节点都可以作为替代提供服务。如下图，当共享存储是可用的，每一个节点都可能会被用于故障切换。起搏器甚至可以运行服务的多个副本，以分散工作量。

5、高可用集群架构层次

5-1、节点主机层

       这一层主要是正在运行在物理主机上的服务，高可用集群相关的软件运行在各主机上，集群资源也是在各主机上。

5-2、Messaging and Membership Layer

       信息传递层，传递集群信息的一种机制，通过监听UDP 694 端口，可通过单播、组播、广播的方式，实时快速传递信息，传递的内容为高可用集群的集群事务，例如：心跳信息，资源事务信息等等，只负责传递信息，不负责信息的计算和比较。

       成员关系（Membership）层，这层最重要的作用是主节点（DC）通过Cluster Consensus Menbership Service（CCM或者CCS）这种服务由Messaging层提供的信息，来产生一个完整的成员关系。这层主要实现承上启下的作用，承上，将下层产生的信息生产成员关系图传递给上层以通知各个节点的工作状态；启下，将上层对于隔离某一设备予以具体实施。

5-3、CRM（Cluster Resource Manager）

      集群资源管理器层，它主要是用来提供那些不具有高可用的服务提供高可用性的。它需要借助Messaging Layer来实现工作，因此工作在Messaging Layer上层。

      资源管理器的主要工作是收集messaging Layer传递的节点信息，并负责信息的计算和比较，并做出相应的动作，如服务的启动、停止和资源转移、资源的定义和资源分配。

      在每一个节点上都包含一个CRM，且每个CRM都维护这一个CIB（Cluster Information Base，集群信息库），只有在主节点上的CIB是可以修改的，其他节点上的CIB都是从主节点那里复制而来的。

       CRM会推选出一个用于计算和比较的节点，叫DC（Designated coordinator）指定协调节点，计算由PE（Policy Engine）策略引擎实现，计算出结果后的动作控制由TE（Transition Engine）事务引擎实现。

       在每个节点上都有一个LRM（local resource manager）本地资源管理器，是CRM的一个子功能，接收TE传递过来的事务，在节点上采取相应动作，如运行RA脚本等。

5-4、RA（Resource Rgent）

      资源代理层，简单的说就是能够集群资源进行管理的脚本，如启动start，停止stop、重启restart和查询状态信息status等操作的脚本。LRM本地资源管理器负责运行。

      资源代理分为：

1、Legacy heartbeat（heatbeat v1版本的资源管理）；

2、LSB（Linux Standard Base），主要是/etc/init.d/*目录下的脚,start/stop/restart/status；

3、OCF（Open Cluster Famework），比LSB更专业，更加通用,除了上面的四种操作，还包含monitor、validate-all等集群操作，OCF 的规范在http://www.opencf.org/cgi-bin/viewcvs.cgi/specs/ra/resource-agent-api.txtv=HEAD。

4、STONITH：实现节点隔离

6、高可用集群软件

6-1、Messaging Layer 集群信息层软件

1、heartbeat (v1, v2)

2、heartbeat v3

可以拆分为：heartbeat, pacemaker, cluster-glue

3、corosync

从OpenAIS分离的项目。

4、cman

5、keepalived

一般用于两个节点的集群

6、ultramokey

6-2、CRM集群资源管理器软件

1、Haresource

heartbeat v1 v2包含，使用文本配置接口haresources

2、crm

heartbeat v2包含，可以使用crmsh或者heartbeat-gui来进行配置

3、pacemaker

heartbeat v3分离出来的项目，配置接口：CLI：crm、pcs和GUI：hawk(WEB-GUI)、LCMC、pacemaker-mgmt、pcs

4、rgmanager

Cman包含，使用rgmanager(resource group manager)实现管理, 具有Failover Domain故障转移域这一特性，也可以使用RHCS（Redhat Cluster Suite）套件来进行管理：Conga的全生命周期接口，Conga（luci/ricci）先安装后，可用其安装高可用软件，再进行配置。

6-3、常用组合

heartbeat v2+haresource(或crm) (说明：一般常用于CentOS 5.X)

heartbeat v3+pacemaker (说明：一般常用于CentOS 6.X)

corosync+pacemaker (说明：现在最常用的组合)

cman + rgmanager (说明：红帽集群套件中的组件，还包括gfs2,clvm)

keepalived+lvs (说明：常用于lvs的高可用)

7、共享存储

       高可用集群多节点都需要访问数据，如果各节点访问同一个数据文件都是在同一个存储空间内的，就是说数据共享的就一份，而这个存储空间就共享存储。

       如Web或Mysql高可用集群，他们的数据一般需要放在共享存储中，主节点能访问，从节点也能访问。当然这也不是必须的，如可以通过rsync、DRBD来同步分别存储在主、从节点上的块数据，而且相对共享存储实现成本更低，具体使用什么需要根据实际场景来选择。下面我们就简单说一下共享存储的类型：

7-1、DAS（Direct attached storage，直接附加存储）

       存储设备直接连接到主机总线上的，距离有限，而且还要重新挂载，之间有数据传输有延时；

       这是设备块级别驱动上实现的共享，持有锁是在节点主机本地上的，无法通知其他节点，所以如果多节点活动模型的集群同时写入数据，会发生严重的数据崩溃错误问题，主备双节点模型的集群在分裂的时候了会出现问题；

       常用的存储设备：RAID 阵列、SCSI 阵列。

7-2、NAS（network attached storage， 络附加存储）

       文件级别交互的共享，各存储设备通过文件系统向集群各节点提供共享存储服务，是用C/S框架协议来实现通信的应用层服务。

       常用的文件系统：NFS、FTP、CIFS等，如使用NFS实现的共享存储，各节点是通过NFS协议来向共享存储请求文件的。

7-3、SAN（storage area network、存储区域 络)

        块级别的，将通信传输 络模拟成SCSI（Small Computer System Interface）总线来使用，节点主机（initiator）和SAN主机（target）都需要SCSI驱动，并借助 络隧道来传输SAN 文，所以接入到SAN主机的存储设备不一定需要是SCSI类型的。

        常用的SAN：FC光 络（交换机的光接口超贵，代价太高）、IPSAN（iscsi、存取快，块级别，廉价）。

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