高可用集群原理

LVS集群DR模式簡(jiǎn)單的架構(gòu)圖如下所示：

在上圖的架構(gòu)中，當(dāng)Director服務(wù)器因軟件、硬件、人為原因造成故障時(shí)，整個(gè)集群服務(wù)不可用，因此，需要再添加一臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)Director服務(wù)高可用。

整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)圖如下所示：

此時(shí)，客戶端發(fā)送請(qǐng)求經(jīng)過(guò)路由器到達(dá)Primary (Active)Director服務(wù)器，Primary Director服發(fā)務(wù)器根據(jù)調(diào)度規(guī)則，將請(qǐng)求發(fā)送至不同的RealServer服務(wù)器，并且Primary Director與Standby(Passive)Director 服務(wù)器處于同一網(wǎng)段上，相互進(jìn)行心跳監(jiān)測(cè)(Heartbeat),當(dāng)發(fā)現(xiàn)提供服務(wù)的Primary Director服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，在LVS集群DR模式中，只需將Primary Director服務(wù)器上的VIP以及IPVS規(guī)則、RealServer高可用腳本轉(zhuǎn)移到Standby Director 服務(wù)器上即可，在這個(gè)過(guò)程中VIP、IPVS規(guī)則、RealServer高可用腳本我們稱之為高可用集群資源(High Availability Resource),這個(gè)轉(zhuǎn)移資源的過(guò)程稱之為資源轉(zhuǎn)移，也稱之為故障轉(zhuǎn)移(FailOver)。

然而，此時(shí)在路由器中緩存的VIP和MAC地址仍然是配置在Primary 服務(wù)器網(wǎng)卡別名上的VIP和網(wǎng)卡的MAC地址。為了讓路由器刷新緩存中的VIP和MAC地址，Standby拿到VIP時(shí)，強(qiáng)行進(jìn)行一次ARP解析請(qǐng)求，因請(qǐng)求是廣播的，路由器發(fā)現(xiàn)自己緩存中的VIP對(duì)應(yīng)的MAC和廣播中的不一樣，便會(huì)更新自己的緩存，然后當(dāng)客戶端發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，路由器就將請(qǐng)求發(fā)送至Standby服務(wù)器。

由上面簡(jiǎn)單高可用集群可以概括出高可用集群(High Availability Cluster)是指當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)或服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)且立即向外提供服務(wù)，即將有故障節(jié)點(diǎn)上的資源轉(zhuǎn)移到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上去，這樣另一個(gè)節(jié)點(diǎn)有了資源既可以向外提供服務(wù)。高可用集群是用于單個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)將資源、服務(wù)進(jìn)行切換，這樣可以保證服務(wù)一直在線。

高可用集群一般是通過(guò)系統(tǒng)的可靠性(Reliability)和系統(tǒng) 的可維護(hù)性(Maintainability)來(lái)衡量的。通常用平均無(wú)故障時(shí)間(MTTF)來(lái)衡量系統(tǒng)的可靠性，用平均維護(hù) 時(shí)間(MTTR)來(lái)衡量系統(tǒng)的可維護(hù)性。因此，一個(gè)高可用集群服務(wù)可以這樣來(lái)定義：HA=MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。

描述

通俗叫法

可用性級(jí)別

年度停機(jī)時(shí)間

基本可用

2個(gè)9

99%

87.6小時(shí)

較高可用

3個(gè)9

99.9%

8.8小時(shí)

具有故障自動(dòng)恢復(fù)能力的可用

4個(gè)9

99.99%

53分鐘

極高可用

5個(gè)9

99.999%

5分鐘

在上面的描述中，對(duì)Director服務(wù)器的主、從描述將會(huì)產(chǎn)生誤解，其實(shí)，當(dāng)故障轉(zhuǎn)移之后，主變成了從，從變成了主，將提供正常服務(wù)的Director主機(jī)稱之為Primary更合理。

以上圖為例，考慮一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)Primary服務(wù)器故障修復(fù)時(shí)，是否需要將Standby服務(wù)器上的資源轉(zhuǎn)移回Primary服務(wù)器？

假如我們?cè)诜?wù)器上運(yùn)行的是一個(gè)WEB服務(wù)，當(dāng)Standby服務(wù)器的資源轉(zhuǎn)移回Primary服務(wù)器時(shí)，所有用戶連接必然會(huì)斷開(kāi)，用戶體驗(yàn)不佳，但是，Standby服務(wù)器作為備用服務(wù)器，一般情況下，性能比Primary服務(wù)器差很多，我們不轉(zhuǎn)移回Primary服務(wù)器，整個(gè)WEB性能跟不上，用戶體驗(yàn)也不好，因此，就要判斷資源更傾向于運(yùn)行在那個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，資源對(duì)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的傾向值，稱之為高可用集群的資源粘性。資源粘性的值一般用整數(shù)來(lái)表示，正數(shù)表示傾向與運(yùn)行在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，負(fù)數(shù)表示不適合運(yùn)行在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。再假如，Primary服務(wù)器的資源粘性是10，Standby的資源粘性是-10，當(dāng)Primary服務(wù)器故障修復(fù)時(shí)，資源從StandbyPrimary服務(wù)器，這個(gè)過(guò)程稱之為自動(dòng)恢復(fù)，也稱之為故障回轉(zhuǎn)(FailBack)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的HA集群实现原理 切换 JAVA_HA(一)高可用集群原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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