衆擎易舉,全力打造企業護衛艦——高可用性體系(上)

衆所周知,高可用體系在企業中發揮着中流砥柱的作用,因此,如何構建高可用體系,將關乎到企業網絡整體的性能穩定、正常運轉等。

本篇,系筆者傾力打造,謝絕轉載、摘抄等一切侵權行爲。筆者將使用詳實的例子,講述如何打造企業護衛艦——高可用體系的故事。

一、設備高可用性

1.多網卡技術

多網卡綁定,就是通過軟件將多網卡綁定爲一個ip地址,許多高檔服務器網卡都具有多網卡綁定功能,可以通過軟硬件設置將兩塊或者多塊網卡綁定在同一個ip地址上,使用起來就好象在使用一塊網卡。

多網卡綁定的優點不少,多網卡綁定,可以增大帶寬,可以形成網卡冗餘陣列、分擔負載,多網卡被綁定成“一塊網卡”之後,同步一起工作,對電腦的訪問流量被均衡分擔到兩塊網卡上,這樣每塊網卡的負載壓力就小多了,抗併發訪問的能力提高,保證了電腦訪問的穩定和暢快,當其中一塊發生故障的時候,另一塊立刻接管全部負載,過程是無縫的,數據傳輸不會中斷。

(以上簡介來自於互聯網,請注意保護版權。) 

實驗環境:爲了確保服務器的正常運轉,企業擬將服務器使用雙網卡技術,這樣即使有一塊網卡損壞,服務器仍能正常運轉,提供服務。

實驗拓撲: 

實驗設備:

         Linux服務器(Linux 5.4 2.6.18-164.el5)雙網卡)一臺

         測試機一臺(Windows xp)

實驗步驟:

    (1)、編輯網卡配置文件 

 

 

    (2)、安裝模塊,修改有關文件 

  

  

    (3)、查看雙網卡狀態 

  

    (4)、使用PC機測試   

  

  

2.磁盤技術Raid5

     RAID 5 是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。 RAID 5可以理解爲是RAID 0RAID 1的折中方案。RAID 5可以爲系統提供數據安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度,只是多了一個奇偶校驗信息,寫入數據的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由於多個數據對應一個奇偶校驗信息,RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高,存儲成本相對較低。

    (以上簡介來自於互聯網,請注意保護版權。)

實驗環境:公司爲了保證數據的安全性,特擬定使用Raid技術,但是考慮到成本問題,因此在服務器上採用軟Raid技術。

實驗拓撲: 

實驗設備:

          Linux服務器(Linux 5.4 2.6.18-164.el5))一臺

          獨立硬盤4

實驗步驟:

    (1)、創建磁盤分區

[root@server ~]# fdisk -l    查看磁盤狀況 

[root@server ~]# fdisk /dev/sdb 創建磁盤分區 

     其他的磁盤分區與此類似,不再介紹。

[root@server ~]# fdisk -l 再次查看磁盤狀況 

    (2)、創建Raid

[root@server ~]# mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd[bcde]1

mdadm: array /dev/md0 started.

-C 創建後面創建RAID塊設備名稱 -l 5 指明創建raid5 -n 3用於創建raid5磁盤的數量,即活動磁盤的數量,raid5最少3塊磁盤,-x 1備用磁盤的數量

    查看RAID是否成功的創建是否運行的正常,有兩種方法

較爲簡單的查看:可以直接查看/proc/mdstat 的文件看到RAID運行的情況

[root@server ~]# cat /proc/mdstat

Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] 

md0 : active raid5 sdd1[2] sde1[3](S) sdc1[1] sdb1[0]

      3919616 blocks level 5, 64k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]      

unused devices: <none>

    查看詳細信息:mdadm --detail /dev/md0 命令查看RAID的詳細信息

[root@server ~]# mdadm --detail /dev/md0 

[root@server ~]# mkfs.ext3 /dev/md0  //格式化   raid5磁盤爲 mkfs.exe

[root@server ~]# mkdir /mnt/raid5/   ///mnt下創建/raid5 文件夾,用於掛載md0

[root@server ~]# mount /dev/md0 /mnt/raid5/  //md0 掛載到raid5上去

[root@server ~]# mount   查看一下掛載情況

/dev/sda2 on / type ext3 (rw)

proc on /proc type proc (rw)

sysfs on /sys type sysfs (rw)

devpts on /dev/pts type devpts (rw,gid=5,mode=620)

/dev/sda1 on /boot type ext3 (rw)

tmpfs on /dev/shm type tmpfs (rw)

none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)

sunrpc on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw)

/dev/md0 on /mnt/raid5 type ext3 (rw)

[root@server ~]# 

     試一下新加上的RAID是不是可以使用,向裏面寫入文件

[root@server ~]# cd /mnt/raid5/

[root@server raid5]# ll

total 16

drwx------ 2 root root 16384 Feb  8 03:12 lost+found

[root@server raid5]# touch testraid5

[root@server raid5]# mkdir test/

[root@server raid5]# ll

total 20

drwx------ 2 root root 16384 Feb  8 03:12 lost+found

drwxr-xr-x 2 root root  4096 Feb  8 03:20 test

-rw-r--r-- 1 root root     0 Feb  8 03:20 testraid5

[root@server raid5]# 

3)、設置開機自動啓動RAID以及自動掛載

    RAID開機啓動 RIAD配置文件名字爲mdadm.conf , 這個文件默認是不存在的,要自己建立.該配置文件存在的主要作用是系統啓動的時候能夠自動加載軟RAID,同時也方便日後管理說明下,mdadm.conf文件主要由以下部分組成:

DEVICES選項制定組成RAID所有設備, ARRAY選項指定陣列的設備名、RAID級別、陣列中活動設備的數目以及設備的UUID.

[root@server ~]# mdadm --detail --scan >/etc/mdadm.conf  建立配置文件

[root@server ~]# vim /etc/mdadm.conf  修改配置文件 

設置RAID的自動掛載

[root@server ~]# vim /etc/fstab   修改文件 

4)、模擬磁盤損壞

[root@server ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd1 //使用此命令設置sdd1成爲出錯的狀態

mdadm: set /dev/sdd1 faulty in /dev/md0

[root@server ~]# mdadm --detail /dev/md0 查看具體情況 

[root@server ~]# mdadm /dev/md0  --remove /dev/sdd1  //移除損壞的磁盤

mdadm: hot removed /dev/sdd1

[root@server ~]# mdadm --detail /dev/md0  //再次查看情況 

[root@server ~]# mdadm /dev/md0 -a /dev/sdd1   //sdd1磁盤再次添加上

mdadm: added /dev/sdd1

[root@server ~]# mdadm --detail /dev/md0  //再次查看具體情況 

[root@server ~]# mdadm -G /dev/md0 -n 4  //使新添加上的磁盤成爲active

mdadm: Need to backup 384K of critical section..

mdadm: ... critical section passed.

[root@server ~]# mdadm --detail /dev/md0    //查看具體情況 

5)、其它 (選作)

刪除RAID:

1.刪除所有raid對應的磁盤或分區

  mdadm /dev/md0 --fail /dev/sd[b,c,d,e]1 --remove /dev/sd[b,c,d,e]1

2.停止raid

  mdadm --stop /dev/md0

3.清空磁盤(分區)超級塊中的raid信息

  mdadm --misc --zero-superblock /dev/sd[b,c,d,e]1 

   爲了便於您進行查找mdadm的參數,筆者特意在文章末尾,免費共享了一個小文檔,您可以參考。

2.網絡設備羣集技術

     採用集羣的目的可以概括爲以下幾個方面:1.提高性能.2.降低成本.3.提高規模擴展性(Scalabilitry.4.增強可靠性.5.集羣系統在提高了系統的可靠性的同時,也大大減小了故障損失。 

     (以上簡介來自於互聯網,請注意保護版權。)

實驗環境:公司想要對網絡設備(如交換機)實行羣集技術,便於管理和實現高可用性。

實驗拓撲: 

 

實驗設備:

        華爲二層交換機s2000系列 3

        TFTP服務器一臺

實驗步驟:

1)、在交換機sw2上進行配置 

2)、在交換機sw3上進行配置 

3)、在交換機sw1上進行配置 

  

  

  

  

  

 

4)、指定TFTP服務器,並進行備份 

  

  

 

5)、模擬故障 

6)、對故障進行修復 

  

二、局域網高可用性

1.生成樹協議

生成樹協議的主要功能有兩個:一是在利用生成樹算法、在以太網絡中,創建一個以某臺交換機的某個端口爲根的生成樹,避免環路。二是在以太網絡拓撲發生變化時,通過生成樹協議達到收斂保護的目的。

(以上簡介來自於互聯網,請注意保護版權。)

實驗環境:某企業爲了提高鏈路的高可用性,擬採用生成樹技術,但考慮到充分利用設備的情況,因此採用MSTP技術。

實驗拓撲:

 

實驗設備:

        華爲二層交換機 s2000系列四臺

實驗步驟:

    (1)、在交換機SW1上進行配置

   

  

  

2)、在交換機SW2上進行配置 

  

  

  

 

3)、在交換機SW3上進行配置 

  

  

  

4)、在交換機SW4上進行配置 

  

  

5)、分析

從理論上講,先選舉各個實例的根交換機,但是由於筆者已經手工配置,所以交換機SW2是實例1的根交換機,交換機SW3是實例2的根交換機。接下來決定那個端口是DISCARDING狀態時依據以下順序:各自交換機COST值、各自交換機的bridge idport id(其中包含端口優先級、端口號碼),最終以各自值最小者優先。

在實例1SW2交換機上的所有端口都爲FORWARDING,交換機SW3E1/0/7E1/0/8和交換機SW1E1/0/1都應該爲FORWARDING狀態。DISARDING端口只可能是SW1E1/0/20端口或者SW3E1/0/20端口。兩者第一步先去比較各自交換機cost值,但是SW3COST值更小(因爲採用了鏈路聚合)。

在實例2SW3交換機上的所有端口都爲FORWARDING,交換機SW1E1/0/7E1/0/8和交換機SW4E1/0/24都應該爲FORWARDING狀態。DISARDING端口只可能是SW1E1/0/12端口或者SW4E1/0/12端口。兩者第一步先去比較各自交換機COST值,但是SW1COST值更小(因爲採用了鏈路聚合)。

以上是理論上的探討,具體情況請見以下的實驗結果。

6)、查看交換機SW1的狀況 

7)、查看交換機SW2的狀況 

8)、查看交換機SW3的狀況 

9)、查看交換機SW4的狀況 

2.鏈路聚合

    鏈路聚合是將兩個或更多數據信道結合成一個單個的信道,該信道以一個單個的更高帶寬的邏輯鏈路出現。鏈路聚合一般用來連接一個或多個帶寬需求大的設備,例如連接骨幹網絡的服務器或服務器羣。

    鏈路聚合MSTP實驗和VRRP實驗中已經使用過,因此不再單獨將其實驗列舉出來。

3.虛擬路由冗餘協議VRRP

    虛擬路由器冗餘協議(VRRP)是一種選擇協議,它可以把一個虛擬路由器的責任動態分配到局域網上的 VRRP 路由器中的一臺。

     VRRP可以實現網絡設備的虛擬化,爲企業網絡的高可用性提供保證。筆者認爲VRRP也是企業網絡虛擬化的一部分,是組建企業網絡所必須的。爲了節約篇幅,筆者不再重複講述實驗,如果您對筆者的VRRP感興趣,您可以參考筆者的文章《安能辨我是雌雄?---VRRP企業應用探索》 (文章地址:http://pheonix.blog.51cto.com/4449015/805212  

    很抱歉的告訴您,由於格式的問題,筆者的文章又要分爲兩部分,給帶來的不便,表示非常抱歉。未完,請參考《衆擎易舉,全力打造企業護衛艦——高可用性體系(

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