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Disponibilidade em Servidores



                                           Hugo
                                          Roger
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                                         Clauzio



          Serviços em Redes de Computadores
                    Profº João Eriberto Mota Filho
Agenda
●   Alta disponibilidade
    –   conceito
    –   calculo/medida da disponibilidade
    –   classificação
    –   ambiente HA
●   Programas
    –   heartbeat
    –   drbd
    –   mon
    –   hapm
●   Conclusão
Conceito
●   HA não é apenas um produto ou
    aplicação
●   HA é uma característica de sistema
    computacional


“A disponibilidade de um sistema
 computacional, indicada por A(t), é a
 probabilidade de que este sistema
 esteja funcionando e pronto para uso
 em um dado instante t.”
Calculo da disponibilidade
●   Variáveis
    –   MTTF (Tempo médio até apresentar falha)
    –   MTTR (Tempo médio de reparo)




                  MTTF
          A=
              MTTFMTTR 
medida da disponibilidade
Classificação
●   A disponibilidade de um sistema
    computacional pode ser dividida em
    três classes:
    –   Disponibilidade básica
         ●   99%
    –   Alta disponibilidade
         ●   99,9%; 99,99%; 99,999%...
    –   Disponibilidade contínua
         ●   1
Ambiente HA

●   Hardware: redundância de máquinas,
    links, conexão dedicada e de alta
    velocidade
●   Espelhamento de dados: dados
    espelhados em tempo real
●   Controle de serviços: o sistema deve ser
    autônomo e capaz de reconfigurar-se
●   Monitoração: o sistema deve monitorar
    seus serviços e disparar uma
    reconfiguração em caso de defeitos
HeartBeat (Linux - HA)
HeartBeat

●   O Heartbeat é um dos componentes do
    projeto Linux-HA (High-Availability Linux);
●   Roda nas plataformas Linux, FreeBSD e
    Solaris;
●   Detecta a morte de um 'host' e gerência
    cluster.
HeartBeat

●   Cluster: Alta Disponibilidade;

●   Cluster: Balanceamento de Carga;


●   Cluster: Alta Performance;
HeartBeat

●   Segmentos UDP são enviados
    regulamente entre os hosts;
●   Se o segmento não for recebido;
●   Será detectado que um host está com
    problema;
●   E é tomada uma ação;
HeartBeat

●   Quando o serviço HeartBeat é iniciado em um
    host uma Interface Virtual sobe;
●   Essa Interface Virtual será acessada pelos
    clientes;
    clientes
●   Se esse host falhar, então será detectado e a
    interface do outro host subirá como o mesmo
    IP;
●   Um ARP gratuito é enviado para todas
    máquinas;
HeartBeat
HeartBeat




 Master                   Slave



10.0.0.10               10.0.0.11
HeartBeat




 Master                     Slave



10.0.0.10                 10.0.0.11



     IP Virtual
     10.0.0.20
HeartBeat




 Master                     Slave


                  UDP
10.0.0.10                 10.0.0.11



     IP Virtual
     10.0.0.20
HeartBeat




 Master                     Slave


                  UDP
10.0.0.10                 10.0.0.11



     IP Virtual
     10.0.0.20
HeartBeat




 Master                     Slave


               UDP
10.0.0.10                 10.0.0.11



                     IP Virtual
                     10.0.0.20
HeartBeat
●   Problema: o MAC está amarrado no SWITCH e
    na Tabela ARP das Máquinas;




        Master                           Slave


                       UDP
       10.0.0.10                       10.0.0.11



                                  IP Virtual
                                  10.0.0.20
HeartBeat
●   Solução: ARP gratuito;
HeartBeat




 Master                     Slave


               ARP
10.0.0.10                 10.0.0.11



                     IP Virtual
                     10.0.0.20
HeartBeat
●   Tráfego UDP entre o MASTER e o SLAVE:
                                   SLAVE
HeartBeat
●   Interface Virtual na MASTER:
                         MASTER
HeartBeat
●   Interface virtual no SLAVE quando o
    MASTER foi desligado:
HeartBeat - Teste
HeartBeat - Teste
●            --> Na MASTER
[Distributed Replicated Block Device]
DRBD

●   Desenvolvido por Philipp Reisner (2000)
●   Versão atual 8.x
●   Replicação de discos entre 2 nós, através
    da rede
DRBD
DRBD

●   Trabalha com journaling file system (ext3, XFS, JFS,
    etc...)
●   Possui 3 protocolos de integridade dados
●   Master/Slave, somente um sistema pode
    lêr/escrever em um determinado tempo
●   Quando o servidor master falha o servidor slave
    assume
●   Possui mecanismo de “resync” inteligente
●   Necessário integração com Heartbeat
DRBD
DRBD
●   Instalação
    tar -zxvf drbd-8.0.4.tar.gz
    cd drbd-0.8.0.4/drbd
    make clean all; make; make install
●   Configuração
     carrega módulo no kernel (modprobe drbd)
     cria dispositivo drbd (mknod /dev/drbd0 b 147; mkfs.ext3 /dev/drbd0)
     configura drbd.conf e inicia o serviço (init.d/drbd start)
     configura servidor drbd primario no master (drbdadmin primary all)
     sincroniza discos (drbdadmin –overwrite-data-of-peer primary all)
     monta disco no servidor master (mount -t ext3 /dev/drbd0 /ha_backup)
DRBD
# drbd.conf (deve ser copiado nos 2 servidores)

resource drbd0 {                    #primeiro espelhamento
   protocol=C                         #protocolo usado (A-B-C)
   fsck-cmd=fsck.ext2 -p -y     #se necessário

  disk {                                   #dados do disco
    do-panic                             #se erro, um kernel panic para
maquina
    disk-size=4096543             #se discos não iguais
  }

 on server1 {              #primeiro nodo
  device=/dev/drbd0        #dispositivo de drbd
  disk=/dev/hda3           #dispositivo de bloco
  address=192.168.1.2:7789 # endereço IP/porta
 }

 on server2 {              #primeiro nodo
  device=/dev/drbd0        #dispositivo de drbd
  disk=/dev/hda3           #dispositivo de bloco
  address=192.168.1.3:7789 #endereço IP/porta
 }
DRBD
# haresources (arquivo de configuração do heartbeat)

server1 192.168.1.4 drbddisk Filesystem::/dev/drbd0::/ha_backup::ext3 servicos


onde:

server1                                    #servidor master
192.168.1.4                                #ip virtual
drbddisk                                   #torna o dispositivo como primário
Filesystem::/dev/drbd0::/ha_backup::ext3   #monta file system
servicos                                   #inicia em ordem os servicos
                                            que utilizam o file system
Service Monitoring Daemon
MON - ?
●   É   uma      ferramenta    para   monitorar      a
    disponibilidade dos serviços e enviar alertas,
●   Desenvolvido e mantido por Jim Trocki(Unisys)
●   GNU GLP,
●   Simples, contudo muito adaptável aos projetos,
●   Simples de adicionar alertas e monitores,
●    Quando um alerta é dado, os dados são
    recolhidos para a da geração de relatório de
    uso geral,
●   Propósito Geral: se você pode testar com
    software, você pode monitorá-lo.
MON - Características
●   Portátil (escrito em Perl),
●   Linux, Solaris, Cygwin (Windows),
●   Pode monitorar vários servidores,
●   Configurável, extensível, integra com outros
    sistemas,
●   Os arquivos de configuração são feitos de
    acordo com as outras ferramentas que irá
    intergrar.
MON – Vários
                monitores
●   http, lpd, smtp, ldap, imap, pop3, telnet,
    dns,
●   Msql, mysql, oracle, postgres, informix,
    sybase
●   reboot, processes, rpc, clock, espaço em
    disco,
●   traceroutes, router ,
●   interfaces, ipsec tunnels,
●   NT services, samba, printers.
MON – Vários
 monitores
MON – Componentes
●   Servidor
●   Clientes
●   Monitores
●   Trap
●   Alertas
MON - Funções

●   Servidor
    - Programação e execução dos
    monitores(quando necessário),gerência
    alertas(envia alertas durante períodos
    específicos), logs, aceita traps remotos,
●   Clientes
    - Pergunta e controla o servidor, mostrar
    relatórios
MON - Funções
●   Monitores
    - Testa a condição de um serviço
    - Os testes são definidos pelos usuários,
    - Possibilita teste em nível de aplicação,
    - Comunica com os sistemas monitorados
    através do HTTP, do SNMP, etc.
●   Trap
    - Emiti notificações para o servidor mon
    ou para outras entidades externas,
MON - Funções
●   Alertas
    - Executar ações em casos de falhas, em
    servidor de pagina, de email, na ação
    corretiva (HA fail-over), etc.
    - Chama processos separadamente,
    - Simples de escrever,
MON - Configuração
●   cfbasedir                     =                   /etc/ha.d/mon/etc
    alertdir                     =                  /usr/lib/mon/alert.d
    mondir                       =                  /usr/lib/mon/mon.d
    maxprocs                      =                20
    historicfile                   =                    /var/log/mon.log
    hostgroup          servers         10.5.12.254           10.5.12.253

●   watch servers
    service ping
    interval 1m
    monitor fping.monitor -a
    period wd {Mon-Fri}
    alert mail.alert root@localhost
MON - Comandos
●   mon - monitorar os serviços para a
    disponibilidade, emitindo alarmes em cima das
    falhas.
●   moncmd - emitir comandos ao daemon do mon
    e mostrar os resultados.
●   monshow - mostrar o status operacional do
    usuário do mon.
[High Availability Port Monitor]
HAPM
●   Desenvolvido por Alexandre Antônio, João Eriberto e
    Rosemeri Dantas
●   Verifica status de portas TCP/UDP (nó Master)
●   Trabalha com o daemon Heartbeat
HAPM

# hapm.conf

socket=127.0.0.1:25               # ip e porta do serviço a ser monitorado
socket=10.0.0.1:80
socket=10.0.0.1:22
time=1                             # intervalo entre as checagens
heartbeat=/etc/init.d/heartbeat    # daemon do heartbeat
CONCLUSÃO

Como pôde ser visto neste trabalho é possível ter um sistema de
 alta disponibilidade baseado em ferramentas open-source, sem
            gastar muito dinheiro no quesito software.
 Um fator muito importante que se deve levar em consideração
 durante a implantação de um servidor de alta disponibilidade é
                justamente o custo x beneficio,
 quando maior o grau de disponibilidade maior será o recurso
       financeiro necessário para implementação de tal.
Referências Bibliográficas
●   http://www.linux-ha.org
●   http://hapm.sourceforge.net/
●   http://www.ultramonkey.org
●   http://www.pruonckk.org/wiki/index.php/Alta_Dispon
●   http://ha.linuxchix.org.br/drbd.html
●   http://www.drbd.org/
●   http://mon.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
EXTRAS – Arquivos de Configuração
    máq. MASTER (HeartBeat)
EXTRAS – Arquivos de Configuração
    máq. SLAVE (HeartBeat)

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Alta Disponibilidade na Prática utilizando servidores Linux

  • 1. Programas Livres para a Alta Disponibilidade em Servidores Hugo Roger Cleber Clauzio Serviços em Redes de Computadores Profº João Eriberto Mota Filho
  • 2. Agenda ● Alta disponibilidade – conceito – calculo/medida da disponibilidade – classificação – ambiente HA ● Programas – heartbeat – drbd – mon – hapm ● Conclusão
  • 3. Conceito ● HA não é apenas um produto ou aplicação ● HA é uma característica de sistema computacional “A disponibilidade de um sistema computacional, indicada por A(t), é a probabilidade de que este sistema esteja funcionando e pronto para uso em um dado instante t.”
  • 4. Calculo da disponibilidade ● Variáveis – MTTF (Tempo médio até apresentar falha) – MTTR (Tempo médio de reparo) MTTF A=  MTTFMTTR 
  • 6. Classificação ● A disponibilidade de um sistema computacional pode ser dividida em três classes: – Disponibilidade básica ● 99% – Alta disponibilidade ● 99,9%; 99,99%; 99,999%... – Disponibilidade contínua ● 1
  • 7. Ambiente HA ● Hardware: redundância de máquinas, links, conexão dedicada e de alta velocidade ● Espelhamento de dados: dados espelhados em tempo real ● Controle de serviços: o sistema deve ser autônomo e capaz de reconfigurar-se ● Monitoração: o sistema deve monitorar seus serviços e disparar uma reconfiguração em caso de defeitos
  • 9. HeartBeat ● O Heartbeat é um dos componentes do projeto Linux-HA (High-Availability Linux); ● Roda nas plataformas Linux, FreeBSD e Solaris; ● Detecta a morte de um 'host' e gerência cluster.
  • 10. HeartBeat ● Cluster: Alta Disponibilidade; ● Cluster: Balanceamento de Carga; ● Cluster: Alta Performance;
  • 11. HeartBeat ● Segmentos UDP são enviados regulamente entre os hosts; ● Se o segmento não for recebido; ● Será detectado que um host está com problema; ● E é tomada uma ação;
  • 12. HeartBeat ● Quando o serviço HeartBeat é iniciado em um host uma Interface Virtual sobe; ● Essa Interface Virtual será acessada pelos clientes; clientes ● Se esse host falhar, então será detectado e a interface do outro host subirá como o mesmo IP; ● Um ARP gratuito é enviado para todas máquinas;
  • 14. HeartBeat Master Slave 10.0.0.10 10.0.0.11
  • 15. HeartBeat Master Slave 10.0.0.10 10.0.0.11 IP Virtual 10.0.0.20
  • 16. HeartBeat Master Slave UDP 10.0.0.10 10.0.0.11 IP Virtual 10.0.0.20
  • 17. HeartBeat Master Slave UDP 10.0.0.10 10.0.0.11 IP Virtual 10.0.0.20
  • 18. HeartBeat Master Slave UDP 10.0.0.10 10.0.0.11 IP Virtual 10.0.0.20
  • 19. HeartBeat ● Problema: o MAC está amarrado no SWITCH e na Tabela ARP das Máquinas; Master Slave UDP 10.0.0.10 10.0.0.11 IP Virtual 10.0.0.20
  • 20. HeartBeat ● Solução: ARP gratuito;
  • 21. HeartBeat Master Slave ARP 10.0.0.10 10.0.0.11 IP Virtual 10.0.0.20
  • 22. HeartBeat ● Tráfego UDP entre o MASTER e o SLAVE: SLAVE
  • 23. HeartBeat ● Interface Virtual na MASTER: MASTER
  • 24. HeartBeat ● Interface virtual no SLAVE quando o MASTER foi desligado:
  • 26. HeartBeat - Teste ● --> Na MASTER
  • 28. DRBD ● Desenvolvido por Philipp Reisner (2000) ● Versão atual 8.x ● Replicação de discos entre 2 nós, através da rede
  • 29. DRBD
  • 30. DRBD ● Trabalha com journaling file system (ext3, XFS, JFS, etc...) ● Possui 3 protocolos de integridade dados ● Master/Slave, somente um sistema pode lêr/escrever em um determinado tempo ● Quando o servidor master falha o servidor slave assume ● Possui mecanismo de “resync” inteligente ● Necessário integração com Heartbeat
  • 31. DRBD
  • 32. DRBD ● Instalação tar -zxvf drbd-8.0.4.tar.gz cd drbd-0.8.0.4/drbd make clean all; make; make install ● Configuração carrega módulo no kernel (modprobe drbd) cria dispositivo drbd (mknod /dev/drbd0 b 147; mkfs.ext3 /dev/drbd0) configura drbd.conf e inicia o serviço (init.d/drbd start) configura servidor drbd primario no master (drbdadmin primary all) sincroniza discos (drbdadmin –overwrite-data-of-peer primary all) monta disco no servidor master (mount -t ext3 /dev/drbd0 /ha_backup)
  • 33. DRBD # drbd.conf (deve ser copiado nos 2 servidores) resource drbd0 {                 #primeiro espelhamento    protocol=C                         #protocolo usado (A-B-C)    fsck-cmd=fsck.ext2 -p -y     #se necessário   disk {                                   #dados do disco     do-panic                             #se erro, um kernel panic para maquina     disk-size=4096543             #se discos não iguais   } on server1 { #primeiro nodo device=/dev/drbd0 #dispositivo de drbd disk=/dev/hda3 #dispositivo de bloco address=192.168.1.2:7789 # endereço IP/porta } on server2 { #primeiro nodo device=/dev/drbd0 #dispositivo de drbd disk=/dev/hda3 #dispositivo de bloco address=192.168.1.3:7789 #endereço IP/porta }
  • 34. DRBD # haresources (arquivo de configuração do heartbeat) server1 192.168.1.4 drbddisk Filesystem::/dev/drbd0::/ha_backup::ext3 servicos onde: server1 #servidor master 192.168.1.4 #ip virtual drbddisk #torna o dispositivo como primário Filesystem::/dev/drbd0::/ha_backup::ext3 #monta file system servicos #inicia em ordem os servicos que utilizam o file system
  • 36. MON - ? ● É uma ferramenta para monitorar a disponibilidade dos serviços e enviar alertas, ● Desenvolvido e mantido por Jim Trocki(Unisys) ● GNU GLP, ● Simples, contudo muito adaptável aos projetos, ● Simples de adicionar alertas e monitores, ● Quando um alerta é dado, os dados são recolhidos para a da geração de relatório de uso geral, ● Propósito Geral: se você pode testar com software, você pode monitorá-lo.
  • 37. MON - Características ● Portátil (escrito em Perl), ● Linux, Solaris, Cygwin (Windows), ● Pode monitorar vários servidores, ● Configurável, extensível, integra com outros sistemas, ● Os arquivos de configuração são feitos de acordo com as outras ferramentas que irá intergrar.
  • 38. MON – Vários monitores ● http, lpd, smtp, ldap, imap, pop3, telnet, dns, ● Msql, mysql, oracle, postgres, informix, sybase ● reboot, processes, rpc, clock, espaço em disco, ● traceroutes, router , ● interfaces, ipsec tunnels, ● NT services, samba, printers.
  • 39. MON – Vários monitores
  • 40. MON – Componentes ● Servidor ● Clientes ● Monitores ● Trap ● Alertas
  • 41. MON - Funções ● Servidor - Programação e execução dos monitores(quando necessário),gerência alertas(envia alertas durante períodos específicos), logs, aceita traps remotos, ● Clientes - Pergunta e controla o servidor, mostrar relatórios
  • 42. MON - Funções ● Monitores - Testa a condição de um serviço - Os testes são definidos pelos usuários, - Possibilita teste em nível de aplicação, - Comunica com os sistemas monitorados através do HTTP, do SNMP, etc. ● Trap - Emiti notificações para o servidor mon ou para outras entidades externas,
  • 43. MON - Funções ● Alertas - Executar ações em casos de falhas, em servidor de pagina, de email, na ação corretiva (HA fail-over), etc. - Chama processos separadamente, - Simples de escrever,
  • 44. MON - Configuração ● cfbasedir   = /etc/ha.d/mon/etc alertdir    = /usr/lib/mon/alert.d mondir      = /usr/lib/mon/mon.d maxprocs    = 20 historicfile = /var/log/mon.log hostgroup servers 10.5.12.254 10.5.12.253 ● watch servers service ping interval 1m monitor fping.monitor -a period wd {Mon-Fri} alert mail.alert root@localhost
  • 45. MON - Comandos ● mon - monitorar os serviços para a disponibilidade, emitindo alarmes em cima das falhas. ● moncmd - emitir comandos ao daemon do mon e mostrar os resultados. ● monshow - mostrar o status operacional do usuário do mon.
  • 47. HAPM ● Desenvolvido por Alexandre Antônio, João Eriberto e Rosemeri Dantas ● Verifica status de portas TCP/UDP (nó Master) ● Trabalha com o daemon Heartbeat
  • 48. HAPM # hapm.conf socket=127.0.0.1:25 # ip e porta do serviço a ser monitorado socket=10.0.0.1:80 socket=10.0.0.1:22 time=1 # intervalo entre as checagens heartbeat=/etc/init.d/heartbeat # daemon do heartbeat
  • 49. CONCLUSÃO Como pôde ser visto neste trabalho é possível ter um sistema de alta disponibilidade baseado em ferramentas open-source, sem gastar muito dinheiro no quesito software. Um fator muito importante que se deve levar em consideração durante a implantação de um servidor de alta disponibilidade é justamente o custo x beneficio, quando maior o grau de disponibilidade maior será o recurso financeiro necessário para implementação de tal.
  • 50. Referências Bibliográficas ● http://www.linux-ha.org ● http://hapm.sourceforge.net/ ● http://www.ultramonkey.org ● http://www.pruonckk.org/wiki/index.php/Alta_Dispon ● http://ha.linuxchix.org.br/drbd.html ● http://www.drbd.org/ ● http://mon.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
  • 51. EXTRAS – Arquivos de Configuração máq. MASTER (HeartBeat)
  • 52. EXTRAS – Arquivos de Configuração máq. SLAVE (HeartBeat)