HA(一)高可用集群原理

高可用集群原理

LVS集群DR模式简单的架构图如下所示：

在上图的架构中，当Director服务器因软件、硬件、人为原因造成故障时，整个集群服务不可用，因此，需要再添加一台服务器实现Director服务高可用。

整个系统的架构图如下所示：

　　此时，客户端发送请求经过路由器到达Primary （Active）Director服务器，Primary Director服发务器根据调度规则，将请求发送至不同的RealServer服务器，并且Primary Director与Standby（Passive）Director 服务器处于同一网段上，相互进行心跳监测（Heartbeat）,当发现提供服务的Primary Director服务器发生故障时，在LVS集群DR模式中，只需将Primary Director服务器上的VIP以及IPVS规则、RealServer高可用脚本转移到Standby Director 服务器上即可，在这个过程中VIP、IPVS规则、RealServer高可用脚本我们称之为高可用集群资源（High Availability Resource）,这个转移资源的过程称之为资源转移，也称之为故障转移（FailOver）。

　　然而，此时在路由器中缓存的VIP和MAC地址仍然是配置在Primary 服务器网卡别名上的VIP和网卡的MAC地址。为了让路由器刷新缓存中的VIP和MAC地址，Standby拿到VIP时，强行进行一次ARP解析请求，因请求是广播的，路由器发现自己缓存中的VIP对应的MAC和广播中的不一样，便会更新自己的缓存，然后当客户端发起请求时，路由器就将请求发送至Standby服务器。

　　由上面简单高可用集群可以概括出高可用集群（High Availability Cluster）是指当某一个节点或服务器发生故障时，另一个节点能够自动且立即向外提供服务，即将有故障节点上的资源转移到另一个节点上去，这样另一个节点有了资源既可以向外提供服务。高可用集群是用于单个节点发生故障时，能够自动将资源、服务进行切换，这样可以保证服务一直在线。

　　高可用集群一般是通过系统的可靠性(Reliability)和系统 的可维护性(Maintainability)来衡量的。通常用平均无故障时间（MTTF）来衡量系统的可靠性，用平均维护 时间（MTTR）来衡量系统的可维护性。因此，一个高可用集群服务可以这样来定义：HA=MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。

描述	通俗叫法	可用性级别	年度停机时间
基本可用	2个9	99%	87.6小时
较高可用	3个9	99.9%	8.8小时
具有故障自动恢复能力的可用	4个9	99.99%	53分钟
极高可用	5个9	99.999%	5分钟

　　在上面的描述中，对Director服务器的主、从描述将会产生误解，其实，当故障转移之后，主变成了从，从变成了主，将提供正常服务的Director主机称之为Primary更合理。

　　以上图为例，考虑一个问题，当Primary服务器故障修复时，是否需要将Standby服务器上的资源转移回Primary服务器？

    假如我们在服务器上运行的是一个WEB服务，当Standby服务器的资源转移回Primary服务器时，所有用户连接必然会断开，用户体验不佳，但是，Standby服务器作为备用服务器，一般情况下，性能比Primary服务器差很多，我们不转移回Primary服务器，整个WEB性能跟不上，用户体验也不好，因此，就要判断资源更倾向于运行在那个服务器节点，资源对服务器节点的倾向值，称之为高可用集群的资源粘性。资源粘性的值一般用整数来表示，正数表示倾向与运行在当前节点，负数表示不适合运行在当前节点。再假如，Primary服务器的资源粘性是10，Standby的资源粘性是-10，当Primary服务器故障修复时，资源从StandbyPrimary服务器，这个过程称之为自动恢复，也称之为故障回转(FailBack)。