Liebel, O: Linux Hochverfügbarkeit

2. erweiterte Auflage 2013
ISBN: 978-3-8362-2542-7
Verlag: Rheinwerk Verlag GmbH

Buch, Deutsch, 848 Seiten, Format (B × H): 177 mm x 241 mm, Gewicht: 1718 g

Reihe: Galileo Computing

Hochverfügbarkeit ist ein zentrales und ebenso komplexes Thema für jeden Administrator. Profitieren Sie jetzt von den praxiserprobten Setup-Lösungen und dem technischen Background, die der langjährige Linux-Experte Oliver Liebel für Sie zusammengestellt hat. So sorgen Sie einfach und mit moderaten Hardware-Ressourcen dafür, dass Ihre Linux-Server lokal und im Netz stets hochverfügbar sind und zudem optimal skalieren.
Das Buch beleuchtet die wichtigsten Aspekte der lokalen Hochverfügbarkeit und die Sicherstellung der Redundanz der wichtigsten Serverkomponenten: Disk-Monitoring mit SMART, SSD's und Hybrid-Disks im Server-Einsatz, ausfallsichere Bonding-Netzdevices, redundante (Soft-)Raids, skalierbare Logical Volumes, die Auswahl des passenden Linux-Journaling-Dateisystems und ausführliche Praxis-Einblicke in das kommende Standard-Dateisystem unter Linux das Raid-, Resizing- und Snapshot-Fähigkeiten in sich vereinigt: BTRFS.
Zur Sicherstellung der Hochverfügbarkeit auf Cluster-Ebene werden zahlreiche aktuelle und praxiserprobte Cluster-Setups mit Corosync/CMAN und Pacemaker anschaulich erläutert, das ganze ergänzt durch Storage-Verwaltung im Cluster: DRBD 8 und das neue DRBD 9.0 mit Mesh-/Multi-Node-Replication, traditionelle Cluster-Dateisysteme wie OCFS2 und GFS2, Distributed Storage Cluster mit GlusterFS, die "Next Generation" des Distributed Storage Clustering mit CEPH, und vieles andere mehr. Des Weiteren wird gezeigt, wie Pacemaker Cluster in verschiedenen Konfigurationen als hochskalierbare und -verfügbare Storage-Backends für vSphere/ESXi-Umgebungen eingesetzt werden können.
Zur optimalen Ausnutzung und Verfügbarkeit der Ressourcen wird zudem das Setup von virtuellen XEN- und KVM-Maschinen im Cluster und auf verschiedenen Storage-Backends, wie z.B. Ceph-RBD oder DRBD im Dual-Primary-Mode, eingängig erläutert, sowie deren Live-Migration, damit Sie die optimale Verfügbarkeit der VMs in jeder Situation sicherstellen können.

Aus dem Inhalt:

- HA-Grundlagen

- Lokale Hochverfügbarkeit

- Raid, LVM, BTRFS, Snapshots

- HA-Cluster

- Corosync, Heartbeat, CMAN und Pacemaker

- Hot-Failover-Cluster

- Cluster-Administration, crm-Shell, pcs Stonith, Debugging, Backup/Disaster-Recovery

- HA-Storage-Cluster

- DRBD 8/9, GFS2, OCFS2, Ceph, Gluster, HA-Storage-Backends für VMware ESXi/vSphere

- VMs im Cluster

- Xen, KVM, VMs auf Ceph-RBD, Live-Migration im Cluster

Die Fachpresse zur Vorauflage:

IT Administrator: 'Der Administrator ist nach dieser Lektüre Garant für den unterbrechungsfreien Geschäftsablauf.'

SearchSecurity.de: 'Ein wirklich lohnenswertes Buch für Linux-Admins im Unternehmen.'

Autoren/Hrsg.

Liebel, Oliver

Fachgebiete

• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Technische Informatik Server
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Technische Informatik Systemverwaltung & Management
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Betriebssysteme Linux Betriebssysteme, Open Source Betriebssysteme

Inhaltsverzeichnis

Vorwort ... 19


1. Mission Critical -- ausfallsichere Server ... 26


1.1 ... Grundsätzliche Überlegungen zur Redundanz ... 27

1.2 ... Tool-Time zum Ersten: Das richtige Werkzeug ... 34




Teil I -- Hochverfügbarkeit (HA) auf Server-Ebene ... 39



2. Lokale Hochverfügbarkeit ... 40


2.1 ... Vorbetrachtungen ... 40

2.2 ... Netzteile, CPUs und mehr ... 42



3. Lokaler Storage ... 74


3.1 ... Vorbetrachtungen ... 74

3.2 ... The road ahead -- SSDs im Servereinsatz ... 78

3.3 ... Disk-Überwachung: Clever mit SMART ... 83



4. Raid ... 90


4.1 ... Raid-Level ... 91

4.2 ... Exkurs: Raid-Kombilevel ... 97

4.3 ... Hard- oder Software-Raids ... 98

4.4 ... Softraids unter Linux ... 102



5. LVM -- Storage-Virtualisierung mit dem Logical Volume Manager ... 160


5.1 ... LVM -- How it works ... 161

5.2 ... Bitte lächeln -- Snapshots ... 173

5.3 ... Spieglein, Spieglein ... LVM-Raid statt unterliegendem Raid ... 183



6. BTRFS in der Praxis ... 194


6.1 ... BTRFS: Vorbetrachtungen ... 194

6.2 ... Ab in den Untergrund: Subvolumes ... 196

6.3 ... BTRFS-Datenvolumen: Redundanz, Resizing und Snapshots ... 197

6.4 ... BTRFS im Distributions-Einsatz als Root-FS/Subvolume ... 206

6.5 ... Fazit ... 217




Teil II -- Hochverfügbarkeits-Cluster ... 219



7. HA-Cluster -- Vorbetrachtungen ... 220


7.1 ... How it works ... 220

7.2 ... Clustertypen ... 221

7.3 ... Cluster-Reigen: n-Node Cluster ... 226

7.4 ... Cluster-Lobotomie: Split-Brain, Fencing und STONITH ... 226

7.5 ... Volksentscheid: Cluster-Quorum ... 229

7.6 ... Exkurs: Alles oder nichts -- Shared-all-/Shared-nothing-Cluster ... 230



8. HA-Basics ... 231


8.1 ... Ressourcen und Agenten ... 232

8.2 ... Alles eine Frage der Kommunikation: konzeptionelle ClusterÜbersicht ... 234



9. Clustersoftware ... 240


9.1 ... Heartbeat ... 240

9.2 ... Corosync ... 241

9.3 ... Pacemaker ... 244

9.4 ... Exkurs: CMAN und die roten Hüte ... 250

9.5 ... Installation der Cluster-spezifischen Software ... 251



10. NTPD -- The Time Machine ... 256


10.1 ... Setup ... 257

10.2 ... NTP in VMs ... 260



11. Setup der Cluster-Kommunikation ... 265


11.1 ... Corosync-Setup ... 267

11.2 ... Exkurs: CMAN ... 282

11.3 ... Heartbeat-Setup ... 285



12. Pacemaker ... 291


12.1 ... Der Cluster-Monitor crm_mon ... 292

12.2 ... First Contact ... 294

12.3 ... Tool-Time zum 2.: Cluster-Admin-Tools ... 301



13. Management von Cluster-Ressourcen ... 325


13.1 ... At your Service -- gestatten: Ihre Service-IP ... 326

13.2 ... Integration von Ressourcen, Teil 1: Service-IP ... 327

13.3 ... Örtlichkeiten -- Setzen von (Co-)Location-Constraints ... 336

13.4 ... Failover-Simulation und Klebrigkeiten ... 338

13.5 ... Schattenspielchen im Sandkasten -- Testsimulation mit crm_shadow ... 341

13.6 ... CIB-Templating ... 345

13.7 ... Ressourcen verwalten ... 346

13.8 ... Integration von Ressourcen, Teil 2: Apache ... 351

13.9 ... Colocation- und Ordering-Constraints in der Praxis ... 355

13.10 ... Gruppentherapie ... 367

13.11 ... Migration-Threshold und Failure-Timeout ... 369

13.12 ... Benutzerrechte und Zugriffskontrollen im Cluster ... 373



14. Cluster-Beispiele aus der Praxis ... 377


14.1 ... The Clone Wars -- Hot-Failover mit Clonesets ... 377

14.2 ... Hot-Failover-Webservices mit Apache-Cloneset und ServiceIP ... 379

14.3 ... Exkurs: Namensfragen -- SSL-/TLS-Verbindungen im FailoverFall ... 384

14.4 ... Die gleiche Hausnummer -- Hot-Failover Apache-Cloneset mit zwei identischen Cluster-IPs ... 385

14.5 ... Cephalopoden-Kunde, Teil 1: Failover-Proxy-Cluster mit Squid ... 391

14.6 ... Maximum HA-Scaling: Hochverfügbares, applikationsunabhängiges Loadbalancing im Cluster ... 396

14.7 ... »Geben Sie mir ein 'Ping', Wassili ...«: Voll vernetzt -- die ping-/pingd-Ressource ... 418

14.8 ... Inspector Gadget -- Ressourcen-Platzierung auf Basis von nodespezifischen System-Informationen ... 425

14.9 ... Gruppentherapie zum Zweiten -- Failover einer Samba-3-Ressource ... 429



15. Pacemaker 1.1.8, Corosync 2.x und pcs ... 446


15.1 ... Vorbetrachtungen ... 446

15.2 ... Corosync-Konfiguration per pcs ... 447

15.3 ... Fire it up ... ... 450

15.4 ... Pacemaker-Konfiguration per pcs ... 451



16. ... und noch einmal Tool-Time: Eigene OCF-Ressource-Agenten erstellen ... 455


16.1 ... Vorbetrachtungen ... 455




Teil III -- Hochverfügbare Storage-Cluster ... 461



17. Ausfallsichere Shared-Nothing-Cluster mit DRBD ... 462


17.1 ... DRBD -- Vorbetrachtungen ... 463

17.2 ... DRBD-Standalone-Setup ... 470

17.3 ... DRBD-Master/Slave-Ressource im S3/LDAP-Cluster ... 484

17.4 ... Schnappschüsse zum Zweiten: DRBD-Backups per BTRFS oder LVM ... 491

17.5 ... To Clone or not to DRBD -- hochverfügbare MySQL-Cluster ... 499

17.6 ... Exkurs: Groß und wenig -- oder lieber klein und viel? Cluster-Storage-Export via NFS oder iSCSI ... 509

17.7 ... DRBD-Master/Slave mit NFS-Clone als hochverfügbares Storage-Backend für VMware vSphere/ESXi-Hosts ... 510

17.8 ... DRBD Dual-Primary Mode ... 516

17.9 ... Cluster-Dateisysteme ... 523

17.10 ... Die Cluster-FS-»Klassiker«: GFS2 und OCFS2 ... 527

17.11 ... Pacemaker und Cluster-Filesysteme ... 528

17.12 ... DRBD Dual-Primary mit OCFS2 im Pacemaker-Stack als S3-Storage-Backend ... 531

17.13 ... DRBD Dual-Primary mit OCFS2 im eigenen O2CB-Stack ... 542

17.14 ... DRBD Dual-Primary mit OCFS2 im CMAN-Stack ... 546

17.15 ... Bitte lächeln -- Teil 3: Snapshots und Resizing mit DRBD DualPrimary und OCFS2 ... 547

17.16 ... DRBD Dual-Primary mit OCFS2 und CLVM ... 551

17.17 ... DRBD Dual-Primary mit GFS2 ... 558

17.18 ... DRBD Dual-Primary mit GFS2 und NFS-Clone als Hot-Failover Storage-Backend für VMware ESXi/vSphere -- Hosts ... 561

17.19 ... DRBD-Online-Device-Verification ... 565

17.20 ... DRBD Replication Traffic Integrity Checking ... 566

17.21 ... Stacked Fun? ... 567



18. The Road ahead -- DRBD 9.x ... 568


18.1 ... Setup ... 569

18.2 ... DRBD 9 -- Fazit ... 573



19. Gerechte Verteilung -- Distributed Storage Cluster mit GlusterFS und Ceph ... 575


19.1 ... Hoch? Oder lieber breit? Scale-Out anstelle von Scale-Up ... 577

19.2 ... GlusterFS ... 578

19.3 ... Ceph(FS) ... 578



20. Alles nur Kopfsache -- Distributed Storage Cluster mit Ceph ... 580


20.1 ... Vorbetrachtung ... 580

20.2 ... Setup und Verwaltung unseres Ceph-Clusters ... 587

20.3 ... Troubleshooting und Debugging ... 625

20.4 ... Rhythmischer Octopus -- Ceph/Samba 4 Storage Cluster ... 627

20.5 ... Hochverfügbares Ceph-RBD-Storage-Backend für S4 ... 642



21. Distributed Storage Cluster mit GlusterFS ... 647


21.1 ... GlusterFS -- Installationsvoraussetzungen ... 648

21.2 ... Setup der Gluster-Nodes ... 649

21.3 ... Pacemaker-Integration von Gluster ... 655

21.4 ... Begegnung der dritten Art: UFO -- Objektbasierter Gluster-Storage ... 658



22. Geo-Site-/Multi-Site-(DFS-)Cluster für Datacenter ... 659


22.1 ... Konzeptionelles Setup einer 2-Datacenter-Ceph-Multi-Site-Replication via LAN ... 660

22.2 ... Geo-Replication mit Gluster ... 666

22.3 ... Ticket am Start? Geo-Site-/Multi-Site-Cluster mit Tickets und Boothd ... 668

22.4 ... Cluster-Storage -- Fazit ... 672



23. iSCSI im Cluster ... 675


23.1 ... iSCSI-Basics ... 675

23.2 ... Setup der iSCSI-Ressourcen (DRBD im Primary/Secondary) ... 676

23.3 ... Einrichtung des iSCSI-Initiators ... 679

23.4 ... DRBD-Master/Slave mit iSCSITarget als hochverfügbarem Storage-Backend für VMware ESXi/vSphere-Hosts ... 682

23.5 ... DRBD im DualPrimary mit Cluster-FS als iSCSITarget für multiple Initiatoren ... 685

23.6 ... Ceph/RBD als hochredundantes iSCSITarget ... 687




Teil IV -- STONITH und Debugging im Cluster ... 689



24. Node-Fencing mit STONITH ... 690


24.1 ... Vorbetrachtungen ... 690

24.2 ... Einfaches STONITH-Test-Setup mit external/ssh ... 691

24.3 ... Watchdog ... 695

24.4 ... SBD -- STONITH per Split-Brain-Detector ... 695

24.5 ... Quorum-Disk ... 697

24.6 ... STONITH per external/ibmrsa-telnet ... 702

24.7 ... STONITH per external/riloe und external/ipmi ... 704

24.8 ... Fencing von virtualisierten Pacemaker-Clusternodes auf ESXi/vSphere-Hosts ... 705



25. Debugging im Cluster ... 711


26. Virtualisierung im Cluster ... 718


26.1 ... Virtualisierungskonzepte -- oder: Die wundersame Welt der Zwiebel ... 721

26.2 ... Xen ... 725

26.3 ... KVM/qemu ... 752



27. Backup und Disaster Recovery ... 774


27.1 ... Analyse ... 775

27.2 ... Umsetzung ... 777



Anhang ... 791


A.1 ... Beispieldateien ... 791

A.2 ... Paketlisten ... 791

A.3 ... Manpages ... 807



Index ... 831

Über Autor(innen)

Liebel, Oliver
Dipl.-Ing. Oliver Liebel ist LPI-zertifizierter Linux-Enterprise-Experte und
offizieller Business Partner von SUSE und Red Hat. Als Dozent, Autor, Berater und Projektleiter ist er seit vielen Jahren für namhafte Unternehmen, internationale Konzerne und Institutionen auf Landes- und Bundesebene tätig. Dabei blickt er auf 25 Jahre Berufserfahrung zurück.

Dipl.-Ing. Oliver Liebel ist LPI-zertifizierter Linux-Enterprise-Experte undoffizieller Business Partner von SUSE und Red Hat. Als Dozent, Autor, Berater und Projektleiter ist er seit vielen Jahren für namhafte Unternehmen, internationale Konzerne und Institutionen auf Landes- und Bundesebene tätig. Dabei blickt er auf 25 Jahre Berufserfahrung zurück.