V 4 drbd-阿里云开发者社区

一、相关概念：

drbd（distributed replicated block device，www.linbit.com，通过网络将不同主机上磁盘中的分区做成镜像，块级别镜像，可理解为主机级别的RAID，默认只能通过一个node挂载，而备node不能挂载使用）

DAS（SCSI总线，支持7-16个设备，controller内置在主板上的芯片，adapter通过PCI插槽或PCI-E连接的卡，如RAID卡）

NAS（file-server）

SAN（SCSI报文借助FC或TCP/IP隧道，可实现远距离传输）

在有些场景下，DAS、NAS、SAN都不适用，采用DRBD

RAID1：mirror，两磁盘空间一样大，两磁盘内部之间是按位逐一对应起来，关键这两块磁盘要在同一主机

drbd：是内核功能，内核模块，类似ipvs，需要时载入内核并启用规则drbd能将两个主机上的两个磁盘分区做成镜像设备，通过网络将两磁盘分区按位对应起来

drbd有主从primary/secondary概念：

在某一时刻仅允许当前的primary-node挂载，有读写操作，而secondary绝不能挂载（也就是同一时刻两个node中一个为primary，另一个必定是secondary）；

仅允许两个node（要么主从，要么双主）；

作为主从资源可自动切换

drbd支持双主模型（dual master），两个node可同时挂载，前提要基于CFS（cluster filesystem，DLM，distributed lock manager）完成（OCFS2或GFS2）；dual master对效率提升并没有帮助（不是并行读写，是阻止了另一node写），只是实现了多机可以使用同一个FS

在高可用集群场景中，使用pacemaker将drbd被定义为资源（drbd作为高可用集群服务），若使用双主模型，FS要格式化为CFS，DLM要定义为集群资源

service<-->FS（用户空间进程向内核请求FS相关的系统调用，API（open()、read()、write()等），通过内核的API输出给用户空间）

注：不同的FS，系统调用的名称会不一样，所接受的参数也会不一样，参数个数也不一样，通过VFS将不同的FS弥合起来

FS<-->buffer cache<-->disk scheduler（内核会在内存中找一段空间，用于buffer cache（缓存源数据、数据等），对文件的读写是在buffer cache中完成的；对于读，buffer cache中放的是文件的附本，这段内存若被清空，下次访问到该文件再读取即可；对于写，先存在buffer cache中，过一会系统会安排自动同步到磁盘上，若是机械硬盘要等到对应的磁道和扇区转过来才开始写，若有多个写操作通过disk scheduler将相邻的磁道或扇区上的操作进行合并和排序，从而提高性能）

注：disk scheduler，磁盘调度器，合并读请求，合并写请求，将多个IO合并为较少IO，对于机械式硬盘，将随机读写转为顺序读写，性能提升会非常明显

disk<-->driver（任何驱动一般都在内核中执行（至关重要），驱动完成具体的读写操作，驱动知道读或写的地址在哪（哪个磁道，哪个扇区））

drbd（可理解为过滤器，对于非drbd的操作它不管，不做任何处理）

三种数据同步协议（返回告知app已完成）：

A模型（发至本地的TCP/IP协议栈时就返回成功，异步async，对于性能来说此模型靠谱，性能靠谱）

B模型（发至对方TCP/IP协议栈返回成功，半同步semi-sync）

C模型（存储到对方磁盘后返回成功，同步sync，数据靠谱，默认使用C模型）

考虑到的问题？千兆网卡，加密传输

一个主机内只要不是相同的分区可以做多个drbd，各自都要定义好用哪个磁盘，通过哪个网络，要不要加密，占据多少带宽，如某个drbd，primary,secondary角色会随时转换，每个主机上都要运行app并监听在socket上（双方的port，使用的硬盘，使用的网卡要规划好）

定义一组drbd设备（drbd的资源），drbd resource包含四个属性：

resource name（可以是除空白字符外的任意ASCII码字符）；

drbd device（在双方node上，此drbd设备的设备文件一般为/dev/drbdNUM，其主设备号为147，次设备号用于标识不同的设备，类似RAID中/dev/md{0,1}）；

disk configuration（磁盘，在双方node上，各自提供的存储设备）；

network configuration（双方数据同步时所使用的网络属性）

user space administration tools：

drbdadm（high-level，类似ipvsadm，从/etc/drbd.conf中读取配置，这个文件仅定义了要读取/etc/drbd.d/下的*.conf和*.res所有文件）

drbdsetup（low-level（底层，选项和参数使用复杂），没drbdadm简单）

drbdmeta（low-level，底层，操作drbd的源数据（与文件的源数据不是一回事），是维护drbd设备所用到的源数据，drbd的源数据可放在本地磁盘内（internal一般使用）也可放在另一磁盘）

二、操作：

环境redhat5.8 i386 2.6.18-308.el5，两个节点node1、node2

准备软件包（http://mirrors.163.com/centos/5/extras/i386/RPMS/）：

drbd83-8.3.15-2.el5.centos.i386.rpm（工具包）

kmod-drbd83-8.3.15-3.el5.centos.i686.rpm（内核模块）

注：内核2.6.33后才整合到内核中，centos提供了内核模块及用户空间的工具包

准备环境（参照集群第二篇heartbeatV2）有：时间同步、ssh双机互信、主机名、/etc/hosts文件、两节点都准备一个2G分区，不要格式化

node1-side：

#scp /root/*.rpm root@node2:/root/

#for I in {1..2};do ssh node$I ‘yum -y --nogpgcheck localinstall /root/*.rpm’;done

#rpm -ql drbd83

/etc/drbd.conf

/etc/drbd.d/global_common.conf

/etc/ha.d/resource.d/drbddisk

/etc/ha.d/resource.d/drbdupper

/sbin/drbdadm

/sbin/drbdmeta

/sbin/drbdsetup

/usr/sbin/drbd-overview（显示drbd简要信息）

#cp /usr/share/doc/drbd83-8.3.15/drbd.conf /etc/drbd.conf

#vim /etc/drbd.conf

include"drbd.d/global_common.conf";

include "drbd.d/*.res";（*.res是定义的资源）

#vim /etc/drbd.d/global_common.conf

global {

usage-count no;（主机若在互联网上，开启此项会自动发信息给原作者用于统计装机量等）

}

common {（提供默认属性定义，多个node中的资源若相同可放在common段）

protocol C;（数据同步协议，ABC三种模型）

handlers{（处理程序，若drbd故障如脑裂，要让某一方舍弃，通过脚本实现不同的策略，如谁写的少谁舍弃或谁刚成为主节点谁舍弃等策略）

pri-on-incon-degr"/usr/lib/drbd/notify-pri-on-incon-degr.sh;/usr/lib/drbd/notify-emergency-reboot.sh; echo b > /proc/sysrq-trigger ;reboot -f";

pri-lost-after-sb"/usr/lib/drbd/notify-pri-lost-after-sb.sh;/usr/lib/drbd/notify-emergency-reboot.sh; echo b > /proc/sysrq-trigger ;reboot -f";

local-io-error"/usr/lib/drbd/notify-io-error.sh;/usr/lib/drbd/notify-emergency-shutdown.sh; echo o > /proc/sysrq-trigger ;halt -f";

}

startup{（drbd设备刚启动时要同步，若当前主联系不上从，此处定义timeout及degrade降级的timeout等）

#wfc-timeout 120;

# degr-wfc-timeout 120;

}

disk{（不同的drbd，disk不同）

on-io-error detach;

#fencing resource-only;

}

net {

cram-hmac-alg "sha1";（定义加密）

shared-secret "mydrbd";

}

syncer {

rate 1000M;

}

#vim /etc/drbd.d/mydrbd.res

resource mydrbd {

device /dev/drbd0;

disk /dev/sdb1;

meta-disk internal;

on node1.magedu.com {

address 192.168.41.129:7789;

}

on node2.magedu.com {

address 192.168.41.130:7789;

}

#scp -r /etc/drbd* node2:/etc/

#drbdadm help

#drbddam create-md mydrbd（初始化drbd，两个节点都要初始化）

node2-side：

#drbdadm create-md mydrbd

node1-side：

[root@node1 ~]# cat /proc/drbd（查看状态inconsistent为不一致状态）

version: 8.3.15 (api:88/proto:86-97)

GIT-hash:0ce4d235fc02b5c53c1c52c53433d11a694eab8c build bymockbuild@builder17.centos.org, 2013-03-27 16:04:08

0:cs:Connected ro:Secondary/Secondary ds:Inconsistent/Inconsistent C r-----

ns:0 nr:0 dw:0 dr:0 al:0 bm:0 lo:0 pe:0 ua:0 ap:0 ep:1 wo:b oos:2096348

[root@node1 ~]# drbd-overview（查看状态）

0:mydrbd Connected Secondary/Secondary Inconsistent/Inconsistent C r-----

[root@node1 ~]# drbdadm -- --overwrite-data-of-peer primary mydrbd（将当前node设为主，注意该命令只在一个node上执行，也可用命令#drbdsetup /dev/drbd0 primary -o）

[root@node1 ~]# drbd-overview（有了主从，且数据同步正在进行，也可用命令#watch -n 1 ‘cat /proc/drbd’实时查看状态）

0:mydrbd Sync Source Primary/Secondary UpToDate/Inconsistent C r---n-

[==>.................]sync'ed: 16.3% (1760348/2096348)K

[root@node1 ~]# drbd-overview

0:mydrbd Connected Primary/Secondary UpToDate/UpToDate C r-----

node2-side：

[root@node2 ~]# drbd-overview（以下显示的Secondary/Primary，前面的属于自己的状态，后面的是另一node的状态）

0:mydrbd Connected Secondary/Primary UpToDate/UpToDate C r-----

node1-side：

[root@node1 ~]# mke2fs -j /dev/drbd0

[root@node1 ~]# mkdir /mydata

[root@node1 ~]# mount /dev/drbd0 /mydata

[root@node1 ~]# ls /mydata

lost+found

[root@node1 ~]# cp /etc/issue /mydata

[root@node1 ~]# umount /mydata（注意：重要，将当前node转为从之前要先卸载FS）

[root@node1 ~]# drbdadm secondary mydrbd（将当前node转为从）

[root@node1 ~]# drbd-overview

0:mydrbd Connected Secondary/Secondary UpToDate/UpToDate C r-----

node2-side：

[root@node2 ~]# drbdadm primary mydrbd（将当前node转为主）

[root@node2 ~]# drbd-overview

0:mydrbd Connected Primary/Secondary UpToDate/UpToDate C r-----

[root@node2 ~]# mkdir /mydata

[root@node2 ~]# mount /dev/drbd0 /mydata

[root@node2 ~]# ls /mydata

issue lost+found

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drbd，distributedreplicated block device，基于块设备在不同的HA server对之间同步和镜像数据的软件，通过它可实现在网络中的两台server之间基于块设备级别的实时同步复制或异步镜像，类似inotify+rsync这种架构项目的软件，inotify+rsync是在FS之上的实际文件的同步，而drbd是基于FS底层block级别同步，因此drbd效率更高，效果更好；

drbd refers to block devices designed as abuilding block to form high availability clusters,this is done by mirroring awhole block device via an assigned network.drbd can be understood as networkbased raid-1.

www.drbd.org

工作原理：

drbd软件工作在FS级别以下，比FS更靠近os kernel和IO栈，在基于HA的两台server中，当数据写入到磁盘中时，数据还会实时的发送到网络中的另一台主机上，类似相同的形式记录在另一个磁盘系统中，使得本地（masternode）与远程主机（backup node）的数据保持实时同步，如果master node故障，那backup node上会保留与master node相同的数据可供继续使用，这样backup node可直接接管并继续提供服务，降低宕机修复时间提升用户体验；

drbd服务的作用类似磁盘阵列中的RAID1功能，相当于把网络中的两台server做成了RAID1，在HA中使用drbd可代替使用一个共享盘阵，因为数据在master和backup上，发生failover时，backup node可直接使用数据（master和backup的数据是一致的）；

drbd同步模式：

实时同步模式（drbd的协议C级别，当数据写入到本地磁盘和远端所有server磁盘成功后才返回成功写入，此模式可阻止本地和远端的数据不一致或丢失，生产环境中常用此模式）；

异步同步模式（drbd协议的A|B级别，当数据写入到本地server磁盘成功后就返回成功写入，或数据写入到远端的buffer成功后就返回成功，而不管远端server是否真正写入成功）；

注：nfs也有类似的参数和功能，如sync和async；mount命令的参数也有；

drbd的生产应用模式：

主备模式（单主模式，典型的HA集群方案）；

双主模式（复主模式，要采用CFS集群文件系统，如GFS或OCFS2）；

drbd的3种同步复制协议：

协议A（异步复制协议，指数据写到本地磁盘上，并且复制的数据已经被放到本地的tcp缓冲区并等待发送以后，就认为写入完成，效率高，数据可能会丢失）；

协议B（半同步复制协议，内存同步，指数据写到本地磁盘上，并且这些数据已经发送到对方内存缓冲区，对方的tcp已经收到数据，并宣布写入，如果双机掉电，数据可能丢失；此处的半同步与MySQL的半同步不同，MySQL的一主多从架构中的半同步是确保一主和一从同步成功，其它的从不管）；

协议C（同步复制协议，指主node已写入，从node磁盘也写入，如果单机掉电或单机磁盘损坏，数据不会丢失）；

注：若出问题，解决步骤：

检查iptables，selinux，drbd配置文件，IP配置，主机路由配置等；

若两端都出现secondary/Unknown，最有可能是split-brain导致的，在backup node上运行如下命令：

#drbdadm secondary data

#drbdadm -- --discard-my-data connect data

#cat /proc/drbd

在master node运行：

#drbdadm connect data

#cat /proc/data

drbd的企业应用场景：

heartbeat+drbd+nfs

heartbeat+drbd+MySQL

注：drbd可配合任意需要数据同步的所有服务的应用场景；drbd的backup node是不可见状态，非挂载模式，不能应用，这会浪费一台server资源，同一时间只能master node提供rw功能；drbd可配合MySQL或Oracle，Oracle的8i-10g版本slave不能应用（如读功能），到11g版本slave可应用了，Oracle中的dataguard可实现physical和logical的备份方式

V 4 drbd

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