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CentOS服务器热备方案详解

针对CentOS服务器的热备(高可用性)方案,核心目标是实现业务连续性,确保在硬件故障、维护或其他意外情况下服务不中断。以下是常见的几种热备方案及其实现思路:


1. 基于共享存储的高可用方案(如 RHCS、Pacemaker+Corosync)

原理:
  • 多台服务器共享同一块存储(如SAN/NAS/iSCSI)。
  • 主节点挂载存储运行服务,备用节点监控主节点状态。
  • 主节点故障时,备用节点接管存储并启动服务。
部署步骤:
  • 配置共享存储:

    # 安装iSCSI客户端(如使用iSCSI)
    yum install iscsi-initiator-utils
    iscsiadm -m discovery -t st -p <存储服务器IP>
    iscsiadm -m node -T <目标名称> -p <存储服务器IP> -l

  • 安装集群管理工具:

    yum install pacemaker corosync pcs
    systemctl enable pcsd corosync pacemaker
    systemctl start pcsd

  • 配置集群:

    passwd hacluster # 设置集群密码
    pcs cluster auth node1 node2 # 节点互信
    pcs cluster setup –name my_cluster node1 node2
    pcs cluster start –all
    pcs property set stonith-enabled=false # 禁用STONITH(测试环境)

  • 定义资源(以虚拟IP和Nginx为例):

    pcs resource create Virtual_IP ocf:heartbeat:IPaddr2 ip=192.168.1.100 cidr_netmask=24 op monitor interval=30s
    pcs resource create Web_Server systemd:nginx op monitor interval=5s
    pcs constraint colocation add Web_Server Virtual_IP INFINITY
    pcs constraint order Virtual_IP then Web_Server

  • 优点:
    • 数据一致性高(共享存储)。
    • 切换速度快(秒级)。
    缺点:
    • 依赖共享存储硬件,成本较高。
    • 需要避免脑裂(Split-Brain),需配置STONITH。

    2. 基于数据同步的热备方案(如 DRBD + Keepalived)

    原理:
    • DRBD(Distributed Replicated Block Device)实现磁盘级实时同步。
    • Keepalived 管理虚拟IP,实现故障转移。
    部署步骤:
  • 安装DRBD:

    yum install drbd kmod-drbd84
    modprobe drbd

  • 配置DRBD资源(/etc/drbd.d/resource.res):

    resource my_res {
    protocol C; # 同步模式(完全同步)
    on node1 {
    device /dev/drbd0;
    disk /dev/sdb1;
    address 192.168.1.1:7788;
    meta-disk internal;
    }
    on node2 {
    device /dev/drbd0;
    disk /dev/sdb1;
    address 192.168.1.2:7788;
    meta-disk internal;
    }
    }

  • 初始化并启动DRBD:

    drbdadm create-md my_res
    systemctl enable drbd
    systemctl start drbd
    drbdadm primary my_res –force # 主节点初始化
    mkfs.ext4 /dev/drbd0 # 格式化文件系统

  • 配置Keepalived(主备节点配置不同优先级):

    vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER # 备用节点设为BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100 # 备用节点设为50
    virtual_ipaddress {
    192.168.1.100/24
    }
    }

  • 优点:
    • 纯软件方案,无需共享存储硬件。
    • 数据实时同步,可靠性高。
    缺点:
    • DRBD同步可能对网络带宽和延迟敏感。
    • 需要手动处理脑裂问题。

    3. 应用层热备(Nginx/HAProxy + Keepalived)

    原理:
    • 使用负载均衡器(如Nginx/HAProxy)作为前端代理。
    • Keepalived管理负载均衡器的虚拟IP,实现双机热备。
    部署步骤:
  • 安装负载均衡器(以Nginx为例):

    yum install nginx
    systemctl enable nginx
    systemctl start nginx

  • 配置Keepalived(主备节点):

    vrrp_script chk_nginx {
    script "pgrep nginx || exit 1"
    interval 2
    weight 2
    }
    vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    virtual_ipaddress {
    192.168.1.100/24
    }
    track_script {
    chk_nginx
    }
    }

  • 配置后端服务器:

    • 确保应用服务器(如Web、数据库)已配置集群或主从复制。
  • 优点:
    • 实现负载均衡和高可用双重功能。
    • 适用于无状态服务(如Web应用)。
    缺点:
    • 需结合后端服务的高可用方案(如数据库主从)。

    4. 数据库热备(如 MySQL主从复制 + MHA)

    原理:
    • 主数据库实时同步数据到从库。
    • MHA(Master High Availability) 自动监控主库状态并切换。
    部署步骤:
  • 配置MySQL主从复制:

    — 主库配置
    CREATE USER 'repl'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
    GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'%';
    SHOW MASTER STATUS; # 记录File和Position

    — 从库配置
    CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='主库IP',
    MASTER_USER='repl',
    MASTER_PASSWORD='password',
    MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',
    MASTER_LOG_POS=107;
    START SLAVE;

  • 部署MHA:

    yum install mha4mysql-manager mha4mysql-node

  • 配置MHA管理节点(/etc/mha/app1.conf):

    [server default]
    manager_workdir=/var/log/mha/app1
    manager_log=/var/log/mha/app1/manager.log
    ssh_user=root
    [server1]
    hostname=master_ip
    [server2]
    hostname=slave_ip

  • 启动MHA监控:

    masterha_manager –conf=/etc/mha/app1.conf

  • 优点:
    • 数据库层高可用,自动故障转移。
    • 支持数据一致性检查。
    缺点:
    • 配置复杂度较高。
    • 主从同步可能存在延迟。

    5. 云环境热备(如 AWS/Aliyun 负载均衡 + 多可用区)

    原理:
    • 利用云平台的负载均衡(如AWS ELB、阿里云SLB)将流量分发到多台ECS实例。
    • 结合云存储(如EBS、OSS)实现数据持久化。
    部署步骤:
  • 创建云服务器实例:

    • 在多个可用区部署CentOS实例。
  • 配置负载均衡器:

    • 添加监听规则,绑定后端服务器组。
  • 挂载共享存储:

    # 例如挂载阿里云NAS
    yum install nfs-utils
    mount -t nfs nas.aliyuncs.com:/ /mnt

  • 优点:
    • 无需自行管理物理硬件。
    • 弹性扩展能力强。
    缺点:
    • 依赖云服务商,成本可能较高。

    选择建议

    • 关键业务:共享存储 + Pacemaker/Corosync。
    • 预算有限:DRBD + Keepalived。
    • Web应用:Nginx/HAProxy + Keepalived。
    • 数据库:MySQL主从 + MHA 或 Galera Cluster。
    • 云环境:云平台负载均衡 + 多可用区部署。

    注意事项

  • 网络稳定性:确保节点间心跳网络低延迟、高可靠。
  • 脑裂处理:配置STONITH或仲裁机制。
  • 数据一致性:优先选择同步复制模式。
  • 测试验证:定期模拟故障测试切换流程。
  • 监控告警:集成Zabbix/Prometheus监控集群状态。
  • 通过上述方案,可显著提升CentOS服务器的可用性,根据实际场景选择最适合的架构。

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