Keepalived--05--脑裂问题

一、问题

1.1、 场景（高可用）

在高可用（HA）系统中，当联系2个节点的"心跳线"断开时，本来为一整体、动作协调的HA系统，就分裂成为2个独立的个体。由于相互失去了联系，都以为是对方出了故障。两个节点上的HA软件像"裂脑人"一样，争抢"共享资源"、争起"应用服务"，就会发生严重后果——或者共享资源被瓜分、2边"服务"都起不来了；或者2边"服务"都起来了，但同时读写"共享存储"，导致数据损坏（常见如数据库轮询着的联机日志出错）。

1.2、 场景2（主备模式）

假设节点A和B组成主备关系，A为备用节点，B为主节点，那么当在图标红叉位置发生网络故障时，节点A接收不到节点B的组播通知，将抢占虚拟IP。这时出现的后果就是节点Ａ和节点B均拥有虚拟IP，就可能导致了脑裂

1.3、脑裂产生的原因

1. 高可用服务器对之间心跳线链路发生故障，导致无法正常通信。
   1. 因心跳线坏了（包括断了，老化）。
   2. 因网卡及相关驱动坏了，ip配置及冲突问题（网卡直连）
   3. 因心跳线间连接的设备故障（网卡及交换机）
   4. 因仲裁的机器出问题（采用仲裁的方案）。
2. 高可用服务器上开启了 iptables防火墙阻挡了心跳消息传输。
3. 高可用服务器上心跳网卡地址等信息配置不正确，导致发送心跳失败。
4. 其他服务配置不当等原因，如心跳方式不同，心跳广插冲突、软件Bug等。
5. 提示： Keepalived配置里同一 VRRP实例如果 virtual_router_id两端参数配置不一致也会导致裂脑问题发生。
6. 服务器网线松动等网络故障

1.4、对付HA系统"裂脑"的对策，目前达成共识的的大概有以下几条

1. 添加冗余的心跳线，例如：双线条线（心跳线也HA），尽量减少"裂脑"发生几率；

2. 启用磁盘锁。

   1. 正在服务一方锁住共享磁盘，“裂脑"发生时，让对方完全"抢不走"共享磁盘资源。但使用锁磁盘也会有一个不小的问题，如果占用共享盘的一方不主动"解锁”，另一方就永远得不到共享磁盘。现实中假如服务节点突然死机或崩溃，就不可能执行解锁命令。后备节点也就接管不了共享资源和应用服务。于是有人在HA中设计了"智能"锁。即：正在服务的一方只在发现心跳线全部断开（察觉不到对端）时才启用磁盘锁。平时就不上锁了。

3. 设置仲裁机制。例如设置参考IP（如网关IP），当心跳线完全断开时，2个节点都各自ping一下参考IP，不通则表明断点就出在本端。不仅"心跳"、还兼对外"服务"的本端网络链路断了，即使启动（或继续）应用服务也没有用了，那就主动放弃竞争，让能够ping通参考IP的一端去起服务。更保险一些，ping不通参考IP的一方干脆就自我重启，以彻底释放有可能还占用着的那些共享资源。

1.5、思考

为了解决上面的问题，每个节点应该定时去判断自身的应用服务状态及自身网络状态。
当自身应用服务异常、或无法ping通网关，则认为自身出现故障，停止keepalived服务。

二、解决问题

2.1、通过vrrp_script及track_script实现

在keepalived的配置文件最前面加入以下代码，定义一个跟踪脚本：

# 定义一个名称为check_local的检查脚本
vrrp_script check_local { 
	#shell脚本的路径
	script "/usr/local/keepalived/bin/check_local.sh"
	
	#运行间隔
	interval 5 
}

再在vrrp_instance配置中加入以下代码使用上面定义的检测脚本

track_script {
　　check_local
}

check_local.sh 检测规则是

1. 自身web服务故障（超时或者http返回状态不是200）
2. 无法ping通网关
3. 产生以上任何一个问题，停止keepalived实例

check_local.sh 缺陷

1. 当停止掉keepalived服务，那么当故障恢复后，keepalived是无法自动恢复的。

所以我们需要一个定时任务脚本，当障恢复后，keepalived重启。这个脚本要加入到cron任务中。

2.2、定时任务脚本，当障恢复后，keepalived重启

在每个节点运行shell脚本（check_service.sh）检测本机的服务是否正常

1. 如果本地服务连续三次检测失败，停止掉本机的keepalived, 如此虚拟IP自动转移到备用机器之上
2. 如果本地服务连接三次检测成功，但keepalived没有启动，则启动之，以达到故障恢复之目的。
   1. 这个可以解本机或是网关偶尔出现一次故障，但是被我们关掉的keepalived问题

check_keepalived.sh

#!/bin/bash

MYSQL=mysql
MYSQL_USER=root
MYSQL_PASSWORD=Fwfk~2021
 
 


maxfails=3
fails=0
success=0

while [ 1 ]
do
	# 当mysql 连接不上的时候
　　$MYSQL -u $MYSQL_USER -p$MYSQL_PASSWORD -e "show status;" >/dev/null 2>&1
　　if [ $? -ne 0 ] ; then
		# 错误次数&