在Windows Azure上配置VM主备切换（1）——Linux篇

对任何一个上线系统来说，高可用设计是不可或缺的一个环节，这样才可以确保应用可以持续、稳定的运行，而不是频繁的掉线、停机。高可用设计的核心思路很简单，就是消除一切单点故障，将单点链路或者节点升级为多点。比如，对于Web类型的应用，可以利用Web集群和负载均衡器实现多活，而对于数据库、文件服务这类服务，一般较难配置为多活，于是常采用主备切换的方式，即备机上的服务处于离线状态，当主机故障时，备机升级为主机，继续提供服务。

要实现主备切换，需要在几个层面做好准备：

• 数据的转移：将主节点的数据实时复制到备机，确保主节点死掉后备机拥有最新的数据。一般有三种实现机制：共享磁盘、磁盘层复制、应用层复制
  
• 服务的转移：主节点服务死掉后，备机上的服务能立即启动。这需要一些第三方软件的支持，进行主机状态的监控，并进行自动化切换。
  
• 端点的转移：主备切换发生后，服务运行的位置发生了变化。为了让客户端能够继续连接服务，需要为客户端提供透明的访问机制，常用的做法有：IP地址漂移、动态路由

以Linux上的Mysql为例，其通常的配置方式如下：

• 数据转移：磁盘级复制一般采用DRBD，应用层复制采用Replication。由于磁盘级复制性能更高，一般Mysql采用磁盘级复制进行主备复制，采用Replication进行主从复制（从数据库处理读请求）
• 服务的转移：一般采用heartbeat
• 端点的转移：一般采用VIP漂移，也是利用heartbeat实现

其中heartbeat是一个自动化软件，能够自动检测服务状态，在故障时进行服务和IP的切换。DRBD+heartbeat方案需要两台Mysql服务器，一主一备，各有一个IP地址，主机还有额外一个VIP，作为客户端连接地址，两台服务器无需共享磁盘，DRBD实时复制所有的磁盘数据到备机。MySQL服务只在主机上运行。heartbeat检测主机上Mysql服务的状态，如果Mysql死掉，则heartbeat会将主机上的所有服务停止（包括DRBD复制），释放VIP，然后将备机提升为主机，启动原备机上的MySQL，进行备机上的DRBD反向复制，最后在新的主机上启用VIP。整个切换过程都是自动化的，对用户也是透明的，而且可以支持自动的回切，无需人工干预。客户端在切换过程中会有一定时间的中断。示意图如下

在Windows Azure上，要配置这种主备集群，会有一个困难，就是无法配置VIP。Azure上所有的IP地址都是系统管理的，用户无法自行管理IP地址，而且每个VM只有一个网卡，一个IP。为了配置主备切换，我们可以采用几种方法。

第一种方法，是利用Azure提供的负载均衡功能进行主备选择。集群的配置跟传统方式类似，只是在heartbeat上不需要配置VIP，也就是说，heartbeat只管理DRBD和mysql的切换，而不去管IP的切换。由于heartbeat保证同一时刻只有一个Mysql实例存活，那么两台VM的Mysql端口也只有一个开放。Azure的负载均衡器可以自动检测端口状态，它只会将请求发给活的端口，当两个VM都作为负载均衡的转发目标时，只有当前的主节点会接收请求。示意图如下：

第二种方法，是自己采用负载均衡手段，进行主节点的路由。示意图如下。该方法需要在每个客户端上配置Mysql的路由器。其好处是少了一个网络转发的层次，所有流量都可以在内网发生，坏处是配置较为复杂，在每个客户端上都要维护MySQL节点列表。Mysql路由器的选择有多种，比如用通用的负载均衡软件LVS，HAProxy等，或者用Mysql专用的Mysql Proxy

下面，我们看下采用第一种方法进行配置的实际例子。

首先，我们在Azure上建立两台Linux虚拟机，OS为CentOS 6.3。需要注意的是，建立第一台虚拟机的时候，需要建立可用性集

建立第二台虚拟机的时候，要加入第一台虚拟机的云服务，这样才能为他们配置负载均衡；同时也要加入第一个虚拟机建立的可用性集，这样Azure才会为这两台虚拟机提供SLA（Azure目前不提供单台虚拟机的SLA），这样设置的主备切换才有意义。

虚拟机建立好以后，还需要为他们各自挂载一块磁盘，作为Mysql的数据文件存储盘

挂载后的磁盘在VM里面的位置是/dev/sdc

接下来，就可以安装正常的步骤安装配置DRBD和Heartbeat了。这里有一个详细的步骤 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-11/73833.htm

配置时，有几个地方需要注意下：

1. 安装kmod-drdb时，需要升级内核。升级时，需要用到163的yum源。原步骤里面有一步是

mv CentOS6-Base-163.repo / /etc/yum.repos.d 应该改成mv CentOS6-Base-163.repo /etc/yum.repos.d，另外，需要将/etc/yum.repos.d里面的CentOS-Base.repo移出该目录，否则Base库会有多个源。

2. 执行yum操作时，有时会遇到找不到更新包的情况。在Azure的CentOS里面屏蔽了核心包的安装，为了安装核心包，可以在yum命令后加上--disableexcludes=main参数，或者修改/etc/yum.conf，将exclude=kernel*去掉。另外，也可以试试yum clean metadata清楚本地包缓存

3. 升级完内核后需重启

4. 不需要配置hosts文件，Azure可以直接解析主机名为内网地址

5. drbd.conf配置文件里面，disk地址改为/dev/sdc

6. drbd测试好后，分别在主备机上安装mysql，配置my.conf将datadir指向/drbd/mysql。暂时不要启动mysql服务，也不要加入自启动

7. heartbeat配置haresources时，不要管理IP地址，即去掉IPaddr::192.168.159.250/24/eth0。另外，最后面的nginx改为mysqld

DRBD+heartbeat+mysql配置完成后，可以进行测试，可以看看mysql是不是可以自动切换

最后，开始配置Azure负载均衡。进入虚拟机1的端点页，点击页面底部的添加

在对话框中选择“添加独立终结点”。在第二步中输入mysql。注意要选中页面底部的“创建负载平衡集”

在第三步中，设置端口检测的参数。

创建完成后，进入第二台虚拟机的端口配置页面，添加端口，然后在第一步中选择“将终结点添加到现有负载平衡集”，选中第一台虚拟机定义的负载平衡集

至此，配置完毕。

下面，可以进行客户端测试。客户端连接的是外网地址，也就是云服务的URL

mysql可以正常工作。此时连接的是主节点msyql1。我们在mysql1上可以看到msyql进程

接下来，我们模拟mysql1死掉的情形。模拟方法是直接重启mysql1。同时，我们在mysql2上监控heartbeat的状态

可以看到，mysql2上进行了接管，启动了mysql服务。此时仍然访问mysql的外网地址，仍然可以连上，此时连接的是Mysql2上的mysql实例