高可用集群是以減少服務(wù)中斷時(shí)間為目標(biāo)的服務(wù)器集群技術(shù)，通過冗余節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)切換以確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。高可用集群通過多節(jié)點(diǎn)冗余設(shè)計(jì)消除單點(diǎn)故障，核心組件包括心跳檢測(cè)、資源管理和數(shù)據(jù)同步。主節(jié)點(diǎn)處理請(qǐng)求時(shí)，備節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控其狀態(tài)，若檢測(cè)到故障，備節(jié)點(diǎn)立即接管服務(wù)，確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。

　　高可用集群搭建詳細(xì)步驟

　　一、基礎(chǔ)環(huán)境準(zhǔn)備

　　服務(wù)器規(guī)劃

　　節(jié)點(diǎn)數(shù)量：至少2臺(tái)物理/虛擬機(jī)，例如：

　　Node1: 192.168.1.10

　　Node2: 192.168.1.11

　　VIP(虛擬IP): 192.168.1.100

　　系統(tǒng)初始化：

　　關(guān)閉防火墻：systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

　　禁用SELinux：setenforce 0 && sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config

　　時(shí)間同步：安裝NTP服務(wù)(如ntpdate pool.ntp.org)或Chrony。

　　SSH互信配置

　　所有節(jié)點(diǎn)生成密鑰并互相分發(fā)：

　　bashssh-keygen -t rsassh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@node1ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub root@node2

　　二、Web服務(wù)器高可用方案

　　負(fù)載均衡器高可用

　　安裝Keepalived：yum install -y keepalived

　　主節(jié)點(diǎn)配置(/etc/keepalived/keepalived.conf)：

　　confglobal_defs { router_id LVS_MASTER }vrrp_instance VI_1 {state MASTERinterface eth0virtual_router_id 51priority 100advert_int 1authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 }virtual_ipaddress { 192.168.1.100/24 dev eth0 }}

　　備節(jié)點(diǎn)配置：修改state為BACKUP，priority為90。

　　啟動(dòng)服務(wù)：

　　bashsystemctl enable keepalived && systemctl start keepalived

　　負(fù)載均衡配置(HAProxy示例)

　　安裝HAProxy：yum install -y haproxy

　　配置文件(/etc/haproxy/haproxy.cfg)：

　　conffrontend http_frontbind 192.168.1.100:80default_backend http_backbackend http_backbalance roundrobinserver web1 192.168.1.10:80 checkserver web2 192.168.1.11:80 check

　　三、數(shù)據(jù)庫(kù)高可用方案

　　安裝Galera Cluster

　　所有節(jié)點(diǎn)執(zhí)行：

　　bashyum install -y mariadb-server galera

　　配置文件(/etc/my.cnf.d/galera.cnf)：

　　conf[galera]wsrep_on=ONwsrep_provider=/usr/lib64/galera/libgalera_smm.sowsrep_cluster_address="gcomm://node1,node2"binlog_format=rowdefault_storage_engine=InnoDB

　　初始化集群

　　在第一個(gè)節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)：galera_new_cluster

　　其他節(jié)點(diǎn)加入：systemctl start mariadb

　　驗(yàn)證集群狀態(tài)：

　　sqlSHOW STATUS LIKE 'wsrep_cluster_size';

　　四、通用應(yīng)用高可用

　　安裝集群組件

　　安裝Pacemaker、Corosync和PCS：

　　bashyum install -y pacemaker corosync pcssystemctl enable pcsd && systemctl start pcsdpasswd hacluster # 設(shè)置集群認(rèn)證密碼(所有節(jié)點(diǎn)一致)

　　配置Corosync

　　認(rèn)證節(jié)點(diǎn)：pcs cluster auth node1 node2

　　創(chuàng)建集群：

　　bashpcs cluster setup --name my_cluster node1 node2pcs cluster start --allpcs cluster enable --all

　　配置資源

　　創(chuàng)建虛擬IP資源：

　　bashpcs resource create Virtual_IP ocf:heartbeat:IPaddr2 ip=192.168.1.100 cidr_netmask=24 op monitor interval=30s

　　創(chuàng)建Apache服務(wù)資源：

　　bashpcs resource create Web_Server systemd:httpd op monitor interval=60s

　　綁定資源組：

　　bashpcs resource group add Web_Group Virtual_IP Web_Server

　　五、存儲(chǔ)高可用

　　安裝DRBD

　　安裝DRBD和內(nèi)核模塊：

　　bashyum install -y drbd kmod-drbd84

　　配置文件(/etc/drbd.d/global_common.conf)：

　　confresource r0 {protocol C;disk { on-io-error detach; }on node1 {device /dev/drbd0;disk /dev/sdb1;address 192.168.1.10:7788;}on node2 {device /dev/drbd0;disk /dev/sdb1;address 192.168.1.11:7788;}}

　　初始化并啟用DRBD

　　初始化資源：drbdadm create-md r0

　　啟動(dòng)服務(wù)：

　　bashsystemctl enable drbd && systemctl start drbd

　　主節(jié)點(diǎn)初始化：

　　bashdrbdadm primary r0 --forcemkfs.xfs /dev/drbd0

　　六、驗(yàn)證與測(cè)試

　　故障轉(zhuǎn)移測(cè)試

　　手動(dòng)觸發(fā)主節(jié)點(diǎn)故障：

　　bashpcs node standby node1 # Pacemaker集群systemctl stop keepalived # Keepalived測(cè)試

　　腦裂防護(hù)配置

　　在Pacemaker中配置Quorum：

　　bashpcs property set no-quorum-policy=freeze

　　高可用集群的工作原理

　　一、核心機(jī)制

　　心跳檢測(cè)

　　節(jié)點(diǎn)間周期性交換心跳包，通過私網(wǎng)或公網(wǎng)傳輸。若主節(jié)點(diǎn)心跳超時(shí)，備用節(jié)點(diǎn)立即接管資源。

　　資源約束管理

　　位置約束：指定資源運(yùn)行節(jié)點(diǎn)。

　　順序約束：控制服務(wù)啟動(dòng)次序。

　　排列約束：協(xié)調(diào)資源依賴關(guān)系。

　　數(shù)據(jù)同步

　　共享磁盤：通過SAN/iSCSI存儲(chǔ)架構(gòu)確保所有節(jié)點(diǎn)訪問同一數(shù)據(jù)副本。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制：MySQL主從復(fù)制或Galera多節(jié)點(diǎn)同步復(fù)制，防止腦裂導(dǎo)致的數(shù)據(jù)損壞。

　　分布式文件系統(tǒng)：如Ceph提供對(duì)象存儲(chǔ)、塊存儲(chǔ)和文件系統(tǒng)接口，支持多節(jié)點(diǎn)冗余和自動(dòng)故障恢復(fù)。

　　透明切換

　　通過IP漂移或資源代理實(shí)現(xiàn)用戶無(wú)感知的系統(tǒng)切換，典型切換時(shí)間可控制在秒級(jí)。

　　二、典型架構(gòu)

　　雙機(jī)熱備

　　兩臺(tái)服務(wù)器互相備份，主節(jié)點(diǎn)處理請(qǐng)求，備節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，備節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接管服務(wù)。

　　適用場(chǎng)景：中小企業(yè)Web服務(wù)、文件服務(wù)器等。

　　多節(jié)點(diǎn)集群

　　支持3個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，提供比雙機(jī)熱備更多、更高級(jí)的功能，如負(fù)載均衡、分布式存儲(chǔ)等。

　　示例：Hadoop HDFS通過備用NameNode解決元數(shù)據(jù)服務(wù)單點(diǎn)問題，支持PB級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　共享存儲(chǔ)架構(gòu)

　　所有節(jié)點(diǎn)連接共享存儲(chǔ)設(shè)備，確保數(shù)據(jù)一致性。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可立即掛載存儲(chǔ)并繼續(xù)提供服務(wù)。

　　優(yōu)勢(shì)：數(shù)據(jù)同步效率高，適合讀寫頻繁的場(chǎng)景。

　　分布式存儲(chǔ)架構(gòu)

　　通過多節(jié)點(diǎn)冗余和自動(dòng)故障恢復(fù)實(shí)現(xiàn)高可用。數(shù)據(jù)分片存儲(chǔ)在不同節(jié)點(diǎn)上，即使部分節(jié)點(diǎn)故障，數(shù)據(jù)仍可完整讀取。

　　優(yōu)勢(shì)：擴(kuò)展性強(qiáng)，適合大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)場(chǎng)景。

　　三、關(guān)鍵技術(shù)組件

　　Heartbeat

　　三層架構(gòu)，支持資源級(jí)故障轉(zhuǎn)移。

　　適用場(chǎng)景：傳統(tǒng)Linux高可用集群。

　　Keepalived

　　基于VRRP協(xié)議實(shí)現(xiàn)IP地址漂移，廣泛用于LVS負(fù)載均衡集群。

　　優(yōu)勢(shì)：輕量級(jí)、配置簡(jiǎn)單，適合快速搭建Web服務(wù)器高可用集群。

　　Pacemaker + Corosync

　　Pacemaker：新一代集群管理器，支持節(jié)點(diǎn)級(jí)和資源級(jí)的高可用配置，兼容物理機(jī)、虛擬機(jī)及云環(huán)境。

　　Corosync：提供穩(wěn)定的消息傳遞和成員管理功能，常與Pacemaker搭配使用，支持Quorum機(jī)制防止腦裂。

　　適用場(chǎng)景：企業(yè)級(jí)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

　　Zookeeper

　　提供分布式協(xié)調(diào)服務(wù)，基于類似Paxos算法的投票機(jī)制保證集群高可用性和數(shù)據(jù)一致性。

　　應(yīng)用：Hadoop、Kafka等分布式系統(tǒng)的服務(wù)注冊(cè)、配置維護(hù)和命名服務(wù)。

　　其工作原理依賴分布式協(xié)調(diào)機(jī)制，節(jié)點(diǎn)間通過私網(wǎng)交換心跳包，結(jié)合Quorum投票防止腦裂。資源管理器按約束規(guī)則調(diào)度服務(wù)，確保資源單一運(yùn)行。數(shù)據(jù)層通過共享存儲(chǔ)或同步復(fù)制保持一致，切換時(shí)間通常在秒級(jí)，用戶無(wú)感知。