一、 heartbeat的概念Linux-HA的全称是High-Availability Linux，它是一个开源项目，这个开源项目的目标是：通过社区开发者的共同努力，提供一个增强linux可靠性（reliability）、可用性（availability）和可服务性（serviceability）（RAS）的集解决方案。其中Heartbeat就是Linux-HA项目中的一个组件，也是目前开源HA项目中最成功的一个例子，它提供了所有 HA 软件所需要的基本功能，比如心跳检测和资源接管、监测集中的系统服务、在集中的节点间转移共享 IP 地址的所有者等，自1999年开始到现在，Heartbeat在行业内得到了广泛的应用，也发行了很多的版本，可以从Linux-HA的下载到Heartbeat的最新版本。
二、 HA集中的相关术语
1．节点（node）
运行heartbeat进程的一个独立主机，称为节点，节点是HA的核心组成部分，每个节点上运行着操作系统和heartbeat软件服务，在heartbeat集中，节点有主次之分，分别称为主节点和备用/备份节点，每个节点拥有唯一的主机名，并且拥有属于自己的一组资源，例如，磁盘
、文件系统、网络地址和应用服务等。主节点上一般运行着一个或多个应用服务。而备用节点一般处于监控状态。
2．资源（resource）
资源是一个节点可以控制的实体，并且当节点发生故障时，这些资源能够被其它节点接管，heartbeat中，可以当做资源的实体有：
磁盘分区、文件系统
IP地址
应用程序服务
NFS文件系统
3．事件（event）
也就是集中可能发生的事情，例如节点系统故障、网络连通故障、网卡故障、应用程序故障等。这些事件都会导致节点的资源发生转移，HA的测试也是基于这些事件来进行的。
4．动作（action）
事件发生时HA的响应方式，动作是由shell脚步控制的，例如，当某个节点发生故障后，备份节点将通过事先设定好的执行脚本进行服务的关闭或启动。进而接管故障节点的资源。
三、 Heartbeat的组成与原理
1．Heartbeat的组成
Heartbeat提供了高可用集最基本的功能，例如，节点间的内部通信方式、集合作管理机制、监控工具和失效切换功能等等，目前的最新版本是Heartbeat2.x，这里的讲述也是以Heartbeat2.x为主，下面介绍Heartbeat2.0的内部组成，主要分为以下几大部分：
heartbeat： 节点间通信检测模块
ha-logd： 集事件日志服务
CCM（Consensus Cluster Membership）：集成员一致性管理模块
LRM （Local Resource Manager）：本地资源管理模块
Stonith Daemon： 使出现问题的节点从集环境中脱离
CRM（Cluster resource management）：集资源管理模块
Cluster policy engine： 集策略引擎
Cluster transition engine：集转移引擎
图1显示了Heartbeat2.0内部结构组成：
Heartbeat仅仅是个HA软件，它仅能完成心跳监控和资源接管，不会监视它控制的资源或应用程序，要监控资源和应用程序是否运行正常，必须使用第三方的插件，例如ipfail、Mon、Ldirector等。Heartbeat自身包含了几个插件，分别是ipfail、Stonith和Ldirect
ord，介绍如下：大脑肥胖症
ipfail的功能直接包含在Heartbeat里面，主要用于检测网络故障，并作出合理的反应，为了实现这个功能，ipfail使用ping节点或者ping节点组来检测网络连接是否出现故障，从而及时的做出转移措施。
Stonith插件可以在一个没有响应的节点恢复后，合理接管集服务资源，防止数据冲突，当一个节点失效后，会从集中删除，如果不使用Stonith插件，那么失效的节点可能会导致集服务在多于一个节点运行，从而造成数据冲突甚至是系统崩溃。因此，使用Stonith插件可以保证共享存储环境中的数据完整性。聚氨酯泡沫
Ldirector是一个监控集服务节点运行状态的插件。Ldirector如果监控到集节点中某个服务出现故障，就屏蔽此节点的对外连接功能，同时将后续请求转移到正常的节点提供服务，这个插件经常用在LVS负载均衡集中，关于Ldirector插件的使用，将在后面详细讲述。
同样，对于操作系统自身出现的问题，Heartbeat也无法监控，如果主节点操作系统挂起，一方面可能导致服务中断，另一方面由于主节点资源无法释放，而备份节点却接管了主节点的资源，此时就发生了两个节点同时争用一个资源的状况。
针对这个问题，就需要在linux内核中启用一个叫watchdog的模块，watchdog是一个Linux内核模块，它通过定时向/dev/watchdog设备文件执行写操作，从而确定系统是否正常运行，如果watchdog认为内核挂起，就会重新启动系统，进而释放节点资源。
在linux中完成watchdog功能的软件叫softdog，softdog维护一个内部计时器，此计时器在一个进程写入/dev/watchdog设备文件时更新，如果softdog没有看到进程写入/dev/watchdog文件，就认为内核可能出了故障。watchdog超时周期默认是一分钟，可以通过将watchdog集成到Heartbeat中，从而通过Heartbeat来监控系统是否正常运行。
2．Heartbeat的工作原理
从图18.1可以看出，heartbeat内部结构有三大部分组成。
集成员一致性管理模块（CCM）用于管理集节点成员，同时管理成员之间的关系和节点间资源的分配，heartbeat模块负责检测主次节点的运行状态，以决定节点是否失效。ha-logd模块用于记录集中所有模块和服务的运行信息。
本地资源管理器（LRM）负责本地资源的启动，停止和监控，一般由LRM守护进程lrmd和节点监控进程（Stonith Daemon）组成，lrmd守护进程负责节点间的通信，Stonith Daemon通常是一个Fence设备，主要用于监控节点状态，当一个节点出现问题时处于正常
状态的节点会通过Fence设备将其重启或关机以释放IP、磁盘等资源，始终保持资源被一个节点拥有，防止资源争用的发生。
集资源管理模块（CRM）用于处理节点和资源之间的依赖关系，同时，管理节点对资源的使用，一般由CRM守护进程crmd、集策略引擎和集转移引擎三个部分组成，集策略引擎（Cluster policy engine）具体实施这些管理和依赖，集转移引擎（Cluster transition engine）监控CRM模块的状态，当一个节点出现故障时，负责协调另一个节点上的进程进行合理的资源接管。
在Heartbeat集中，最核心的是heartbeat模块的心跳监测部分和集资源管理模块的资源接管部分，心跳监测一般由串行接口通过串口线来实现，两个节点之间通过串口线相互发送报文来告诉对方自己当前的状态，如果在指定的时间内未受到对方发送的报文，那么就认为对方失效，这时资源接管模块将启动，用来接管运行在对方主机上的资源或者服务。
一、 安装heartbeat前的准备
1．Heartbeat集必须的硬件
构建一个Heartbeat集系统必须的硬件设备有：
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节点服务器
网络和网卡
共享磁盘
（1）节点服务器
安装Heartbeat至少需要两台主机，并且对主机的要求不高，普通的PC 服务器即可满足要求，当然，也可以在虚拟机上安装Heartbeat，现在Heartbeat可以很好的运行在Linux系统下，很多linux发行版本都自带了Heartbeat套件，同时，还可以运行在FreeBSD 和 Solaris操作系统上。
（2）网卡和网络
Heartbeat集中的每个主机必须有一块网卡和一个空闲串口，网卡用于连接公用网络，串口可以通过串口线，例如modem电线来实现连接，用于心跳监控节点间的状态，如果没有空闲串口的话，每个主机也可以通过两块网卡来实现HA，其中一块网卡用于连接公用网络，另一块网卡通过以太网交叉线与两个节点相连接。
需要说明的是：以太网交叉线和串口电线都能用于心跳监控，串口电线传输Heartbeat信号相对较好，如有条件，尽量使用串口线代替以太网交叉线作为节点间的心跳检测设备。
Heartbeat支持三种类型的网络，公用网络（public network）、私用网络（private network）和串行网络（serial network）。
公用网络连接多个节点，并且允许客户端访问集中的服务节点，私用网络提供两个节点之间点到点的访问，但是不允许客户端访问，可以通过以太网交叉线构建一个私用网络，以供节点间相互通信，串行网络也是一个点到点的连接，一般使用串行网络来传输控制信息和心跳监控。串行网络可以是一条RS232串口线。
（3）共享磁盘
共享磁盘是一个数据存储设备，HA集中的所有节点都需要连接到这个存储设备上，在这个共享的存储设备上一般放置的是公用的、关键的数据和程序，一方面可以共享数据给所有节点使用，另一方面也保证了数据的安全性。
Heartbeat支持两种对共享磁盘的访问方式：独占访问和共享访问，在独占访问方式下，保持活动的节点独立使用磁盘设备，只有当活动节点释放了磁盘设备，其它节点才能接管磁盘进行使用，在共享访问方式下，集所有节点都可以同时使用磁盘设备，当某个节点出现故障时，其它节点无需接管磁盘。共享访问方式需要集文件系统的支持，这一点将在下个章节讲述。
2．操作系统规划
这里统一采用Red Hat Enterprise Linux Server release 5.1操作系统，每个节点服务器都有两块网卡，一块用作连接公用网络，另一块通过以太网交叉线连接两个节点，作为心跳监控。共享磁盘由一个磁盘阵列设备提供，两个节点共享一个磁盘分区。磁盘分区对应的硬件标识为/dev/sdb5，挂载点为/webdata，文件系统类型为ext3。
网络以及IP地址规划如表1所示：
表1
从上表可知，eth0网络设备用于连接公用网络，eth1网络设备用于连接私用网络，而
eth0:0网络设备是HA集虚拟出来的服务IP地址，用于对外提供应用程序服务。基本的拓扑结构如图2所示：
接着配置每个节点的/etc/hosts文件，保证两个节点内容一致，/etc/hosts文件内容如下：
[root@node1 ~]#more /etc/hosts
192.168.60.132 node1
192.168.60.133 node2
10.1.1.1 priv1
10.1.1.2 priv1
一切准备就绪，接下来开始安装heartbeat。
二、 安装heartbeat
1．获取heartbeat
Heartbeat到目前为止发行了两个主版本，Heartbeat1.x和Heartbeat2.x，Heartbeat1.x仅仅允许创建2个节点的集，提供基本的高可用性failover服务。Heartbeat2.x提供了增强的特性，允许创建多个节点的集，又支持模块结构的配置方法－集资源管理器（Cluster Rescource Manager-CRM)，CRM可以支持最多16个节点，这里我们选择heartbeat2.0.8版本进行介绍。
Heartbeat的下载地址为：/download/index.html，到heartbeat2.0.8版本，下载类似heartbeat-2.0.的源代码包即可。此外在安装heartbeat时需要同时安装libnet工具包，Libnet是一个高层次的API工具，可以从www.packetfactory/libnet/下载到，现在的稳定版本是1.1.2.1，下载后的包名为。
论钢琴表演艺术2．安装heartbeat
接下来需要在两个节点安装heartbeat，安装过程很简单，只需解压编译、安装即可，这里不再详述，在两个节点执行相同的操作，下面是在node1上的安装过程：
[root@node1 ~]#tar -zxvf
[root@node1 ~]#cd libnet
[root@node1 ~/libnet]#./configure
[root@node1 ~/libnet]#make
[root@node1 ~/libnet]#make install
[root@node1 ~]#tar zxf heartbeat-2.0.
[root@node1 ~]#cd heartbeat-2.0.8
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#./ConfigureMe configure \
> --disable-swig --disable-snmp-subagent
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#make
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#make install
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#cp doc/ha.cf doc/haresources doc/authkeys /etc/ha.d/
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#cp ldirectord/ldirectord.cf /etc/ha.d/
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#groupadd -g 694 haclient
[root@node1 ~/heartbeat-2.0.8]#useradd -u 694 -g haclienthacluster
一、配置主节点的heartbeat
Heartbeat的主要配置文件有ha.cf、haresources、authkeys，在Heartbeat安装后，默认并没有这三个文件，可以从下载得到，也可以直接从解压的源码目录中到，在上面的安装过程中，我们已经将这三个文件放到了/etc/ha.d目录下，下面分别详细介绍。
1．主配置文件(/etc/ha.d/ha.cf)
下面对ha.cf文件的每个选项进行详细介绍，其中“#”号后面的内容是对选项的注释说明。
#debugfile /var/log/ha-debug
logfile /var/log/ha-log #指名heartbeat的日志存放位置。
#crm yes #是否开启Cluster Resource Manager（集资源管理）功能。
bcast eth1 #指明心跳使用以太网广播方式，并且是在eth1接口上进行广播。
keepalive 2 #指定心跳间隔时间为2秒（即每两秒钟在eth1上发送一次广播）。
deadtime 30 #指定备用节点在30秒内没有收到主节点的心跳信号后，则立即接管主节点的服务资源。
warntime 10 #指定心跳延迟的时间为十秒。当10秒钟内备份节点不能接收到主节点的心跳信号时，就会往日志中写入一个警告日志，但此时不会切换服务。
initdead 120 #在某些系统上，系统启动或重启之后需要经过一段时间网络才能正常工作，该选项用于解决这种情况产生的时间间隔。取值至少为deadtime的两倍。
桂枝二陈汤udpport 694 #设置广播通信使用的端口，694为默认使用的端口号。中华医学会
baud 19200 #设置串行通信的波特率。
#serial /dev/ttyS0 #选择串行通信设备，用于双机使用串口线连接的情况。如果双机使用
以太网连接，则应该关闭该选项。
#ucast eth0 192.168.1.2 #采用网卡eth0的udp单播来组织心跳，后面跟的IP地址应为双机对方的IP地址。
#mcast eth0 225.0.0.1 694 1 0 #采用网卡eth0的Udp多播来组织心跳，一般在备用节点不止一台时使用。Bcast、ucast和mcast分别代表广播、单播和多播，是组织心跳的三种方式，任选其一即可。
auto_failback on #用来定义当主节点恢复后，是否将服务自动切回，heartbeat的两台主机分别为主节点和备份节点。主节点在正常情况下占用资源并运行所有的服务，遇到故障时把资源交给备份节点并由备份节点运行服务。在该选项设为on的情况下，一旦主节点恢复运行，则自动获取资源并取代备份节点，如果该选项设置为off，那么当主节点恢复后，将变为备份节点，而原来的备份节点成为主节点。
#stonithbaytech /etc/ha.d/conf/stonith.baytech # stonith的主要作用是使出现问题的节点从集环境中脱离，进而释放集资源，避免两个节点争用一个资源的情形发生。保证共享数据的安全性和完整性。
#watchdog /dev/watchdog #该选项是可选配置，是通过Heartbeat来监控系统的运行状态。
使用该特性，需要在内核中载入"softdog"内核模块，用来生成实际的设备文件，如果系统中没有这个内核模块，就需要指定此模块，重新编译内核。编译完成输入"insmodsoftdog"加载该模块。然后输入"grepmisc /proc/devices"(应为10)，输入"cat /proc/misc |grep watchdog"(应为130)。最后，生成设备文件："mknod /dev/watchdog c 10 130" 。即可使用此功能。
node node1 #主节点主机名，可以通过命令“uanme –n”查看。
node node2 #备用节点主机名。
ping 192.168.60.1 #选择ping的节点，ping 节点选择的越好，HA集就越强壮，可以选择固定的路由器作为ping节点，但是最好不要选择集中的成员作为ping节点，ping节点仅仅用来测试网络连接。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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