4Pacemaker介紹 公開(kāi)課比賽一等獎(jiǎng)

Pacemaker介紹1任務(wù)描述華云數(shù)據(jù)集團(tuán)承建無(wú)錫地鐵云計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)應(yīng)用虛擬化技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái)來(lái)整合內(nèi)部IT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)籌管理，提升現(xiàn)有資源的可靠性和可用性，大幅度節(jié)約企業(yè)硬件成本和管理成本，提高資源使用率，為應(yīng)用提供動(dòng)態(tài)、靈活、彈性、虛擬、共享和高效的資源服務(wù)，以加快生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的效率，滿足無(wú)錫地鐵信息化建設(shè)構(gòu)建統(tǒng)一管理平臺(tái)的發(fā)展需求。在無(wú)錫地鐵云計(jì)算平臺(tái)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，華云數(shù)據(jù)集團(tuán)采用Pacemaker服務(wù)作為云平臺(tái)的集群服務(wù)，提供集群管理功能。本節(jié)主要學(xué)習(xí)Pacemaker服務(wù)介紹。目錄Pacemaker產(chǎn)生背景Pacemaker功能Pacemaker工作原理Pacemaker服務(wù)模式2Pacemaker產(chǎn)生背景3云計(jì)算與集群系統(tǒng)密不可分，作為分布式計(jì)算和集群計(jì)算的集大成者，云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施必須通過(guò)集群進(jìn)行管理控制，而作為擁有大量資源與節(jié)點(diǎn)的集群，必須具備一個(gè)強(qiáng)大的集群資源管理器（ClustersystemManager,CSM)來(lái)調(diào)度和管理集群資源。對(duì)于任何集群而言，集群資源管理器是整個(gè)集群能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的大腦和靈魂，任何集群資源管理器的缺失和故障都會(huì)導(dǎo)致集群陷人癱瘓混亂的狀態(tài)。Openstack的眾多組件服務(wù)既可以集成到單個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，也可以在集群中分布式運(yùn)行。但是，要實(shí)現(xiàn)承載業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高可用集群，Openstack服務(wù)必須部署到高可用集群上。4集群資源管理軟件種類(lèi)眾多，并有商業(yè)軟件與開(kāi)源軟件之分。在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高可用架構(gòu)中，商業(yè)集群管理軟件的使用非常普遍，如IBM的集群系統(tǒng)管理器、PowerHASystemMirror（也稱(chēng)為HACMP)以及針對(duì)DB2的purescale數(shù)據(jù)庫(kù)集群軟件；再如orcale的SolarisCluster系列集群管理軟件，以及oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的ASM和RAC集群管理軟件等商業(yè)高可用集群軟件都在市場(chǎng)上占有很大的比例。此外，隨著開(kāi)源社區(qū)的發(fā)展和開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)大，很多商業(yè)集群軟件也正在朝著開(kāi)源的方向發(fā)展，如IBM開(kāi)源的xCAT集軟件而在Linux開(kāi)源領(lǐng)域，Pacemaker/Corosync、HAproxy/Keepalived等組合集群資源管理軟件也有著極為廣泛的應(yīng)用。Pacemaker產(chǎn)生背景5Pacemaker是Linux環(huán)境中使用最為廣泛的開(kāi)源集群資源管理器，Pacemaker利用集群基礎(chǔ)架構(gòu)(Corosync或者Heartbeat)提供的消息和集群成員管理功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和資源級(jí)別的故障檢測(cè)和資源恢復(fù)，從而最大程度保證集群服務(wù)的高可用。從邏輯功能而言，pacemaker在集群管理員所定義的資源規(guī)則驅(qū)動(dòng)下，負(fù)責(zé)集群中軟件服務(wù)的全生命周期管理，這種管理甚至包括整個(gè)軟件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)彼此之間的交互。Pacemaker在實(shí)際應(yīng)用中可以管理任何規(guī)模的集群，由于其具備強(qiáng)大的資源依賴(lài)模型，這使得集群管理員能夠精確描述和表達(dá)集群資源之間的關(guān)系（包括資源的順序和位置等關(guān)系）。同時(shí)，對(duì)于任何形式的軟件資源，通過(guò)為其自定義資源啟動(dòng)與管理腳本（資源代理），幾乎都能作為資源對(duì)象而被Pacemaker管理。Pacemaker工作原理6pacemaker的主要功能包括以下幾方面：1、監(jiān)測(cè)并恢復(fù)節(jié)點(diǎn)和服務(wù)級(jí)別的故障。2、存儲(chǔ)無(wú)關(guān)，并不需要共享存儲(chǔ)。3、資源無(wú)關(guān)，任何能用腳本控制的資源都可以作為集群服務(wù)。4、支持節(jié)點(diǎn)STONITH功能以保證集群數(shù)據(jù)的完整性和防止集群腦裂。5、支持大型或者小型集群。6、支持Quorum機(jī)制和資源驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的集群。7、支持幾乎是任何類(lèi)型的冗余配置。8、自動(dòng)同步各個(gè)節(jié)點(diǎn)的配置文件。Pacemaker功能7pacemaker的主要功能包括以下幾方面：9、可以設(shè)定集群范圍內(nèi)的Ordering、ColocationandAnti-colocation等約束。10、高級(jí)服務(wù)類(lèi)型支持，例如：Clone功能，即那些要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的服務(wù)可以通過(guò)Clone功能實(shí)現(xiàn)，Clone功能將會(huì)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上啟動(dòng)相同的服務(wù)；Multi-state功能，即那些需要運(yùn)行在多狀態(tài)下的服務(wù)可以通過(guò)Multi--state實(shí)現(xiàn)，在高可用集群的服務(wù)中，有很多服務(wù)會(huì)運(yùn)行在不同的高可用模式下，如：Active/Active模式或者Active/passive模式等，并且這些服務(wù)可能會(huì)在Active與standby(Passive)之間切換。11、具有統(tǒng)一的、腳本化的集群管理工具。Pacemaker功能8Pacemaker對(duì)用戶(hù)的環(huán)境沒(méi)有特定的要求，這使得它支持任何類(lèi)型的高可用節(jié)點(diǎn)冗余配置，包括Active/Active、Active/Passive、N+1、N+M、N-to-1andN-to-N模式的高可用集群，用戶(hù)可以根據(jù)自身對(duì)業(yè)務(wù)的高可用級(jí)別要求和成本預(yù)算，通過(guò)Pacemaker部署適合自己的高可用集群。（1）Active/Active模式在這種模式下，故障節(jié)點(diǎn)上的訪問(wèn)請(qǐng)求或自動(dòng)轉(zhuǎn)到另外一個(gè)正常運(yùn)行節(jié)點(diǎn)上，或通過(guò)負(fù)載均衡器在剩余的正常運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行負(fù)載均衡。這種模式下集群中的節(jié)點(diǎn)通常部署了相同的軟件并具有相同的參數(shù)配置，同時(shí)各服務(wù)在這些節(jié)點(diǎn)上并行運(yùn)行。Pacemaker服務(wù)模式9（2）Active/Passive模式在這種模式下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都部署有相同的服務(wù)實(shí)例，但是正常情況下只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的服務(wù)實(shí)例處于激活狀態(tài)，只有當(dāng)前活動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障后，另外的處于standby狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)上的服務(wù)才會(huì)被激活，這種模式通常意味著需要部署額外的且正常情況下不承載負(fù)載的硬件。（3）N+1模式所謂的N+1就是多準(zhǔn)備一個(gè)額外的備機(jī)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)集群中某一節(jié)點(diǎn)故障后該備機(jī)節(jié)點(diǎn)會(huì)被激活從而接管故障節(jié)點(diǎn)的服務(wù)。在不同節(jié)點(diǎn)安裝和配置有不同軟件的集群中，即集群中運(yùn)行有多個(gè)服務(wù)的情況下，該備機(jī)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該具備接管任何故障服務(wù)的能力，而如果整個(gè)集群只運(yùn)行同一個(gè)服務(wù)，則N+1模式便退變?yōu)锳ctive/Passive模式。Pacemaker服務(wù)模式10（4）N+M模式在單個(gè)集群運(yùn)行多種服務(wù)的情況下，N+1模式下僅有的一個(gè)故障接管節(jié)點(diǎn)可能無(wú)法提供充分的冗余，因此，集群需要提供M（M>l）個(gè)備機(jī)節(jié)點(diǎn)以保證集群在多個(gè)服務(wù)同時(shí)發(fā)生故障的情況下仍然具備高可用性，M的具體數(shù)目需要根據(jù)集群高可用性的要求和成本預(yù)算來(lái)權(quán)衡。（5）N-to-l模式在N-to-l模式中，允許接管服務(wù)的備機(jī)節(jié)點(diǎn)臨時(shí)成為活動(dòng)節(jié)點(diǎn)（此時(shí)集群已經(jīng)沒(méi)有備機(jī)節(jié)點(diǎn)），但是，當(dāng)故障主節(jié)點(diǎn)恢復(fù)并重新加人到集群后，備機(jī)節(jié)點(diǎn)上的服務(wù)會(huì)轉(zhuǎn)移到主節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，同時(shí)該備機(jī)節(jié)點(diǎn)恢復(fù)standby狀態(tài)以保證集群的高可用。Pacemaker服務(wù)模式11（6）N-to-N模式