NFS双机热备高可用环境 - 运维笔记

洗尽了浮华

发布于 2020-11-24 15:32:01

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发布于 2020-11-24 15:32:01

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NFS高可用目的

部署NFS双机热备高可用环境，用作K8S容器集群的远程存储，实现K8S数据持久化。

NFS高可用思路

NFS + Keepalived 实现高可用，防止单点故障。

Rsync+Inotify 实现主备间共享数据进行同步。

环境准备

技术要求

两个NFS节点机器的配置要一致
keepalived监控nfs进程，master的nfs主进程宕掉无法启动时由slave的nfs接管继续工作。
k8s数据备份到slave，同时master和slave数据用rsync+inotify实时同步，保证数据完整性。
生产环境下，最好给NFS共享目录单独挂载一块硬盘或单独的磁盘分区。

关闭两台节点机的防火墙和Selinux

关闭防火墙
# systemctl stop firewalld.service
# systemctl disable firewalld.service
# firewall-cmd --state
not running

关闭selinux
# cat /etc/sysconfig/selinux
SELINUX=disabled

# setenforce 0
# getenforce
Disabled
# reboot

NFS高可用部署记录

一、安装部署NFS服务（Master和Slave两机器同样操作）

1）安装nfs
# yum -y install nfs-utils

2）创建nfs共享目录
# mkdir /data/k8s_storage

3）编辑export文件，运行k8s的node节点挂载nfs共享目录
这里可以使用node节点的ip网段进行挂载配置
也可以直接使用node节点的具体ip（一个ip配置一行）进行挂载配置
# vim /etc/exports
/data/k8s_storage 172.16.60.0/24(rw,sync,no_root_squash)

4）配置生效
# exportfs -r

5）查看生效
# exportfs

6）启动rpcbind、nfs服务
# systemctl restart rpcbind && systemctl enable rpcbind
# systemctl restart nfs && systemctl enable nfs

7）查看 RPC 服务的注册状况
# rpcinfo -p localhost

8）showmount测试
Master节点测试
# showmount -e 172.16.60.235
Export list for 172.16.60.235:
/data/k8s_storage 172.16.60.0/24

Slave节点测试
# showmount -e 172.16.60.236
Export list for 172.16.60.236:
/data/k8s_storage 172.16.60.0/24

#############################################################################
或者到ks的任意一个node节点上手动尝试挂载NFS，看是否挂载成功:
[root@k8s-node01 ~]# mkdir /haha
[root@k8s-node01 ~]# mount -t nfs 172.16.60.235:/data/k8s_storage /haha
[root@k8s-node01 ~]# umount /haha
[root@k8s-node01 ~]# mount -t nfs 172.16.60.236:/data/k8s_storage /haha
[root@k8s-node01 ~]# umount /haha
[root@k8s-node01 ~]# rm -rf /haha
#############################################################################

二、安装部署keepalived（Master和Slave两机器同样操作）

1）安装keepalived
# yum -y install keepalived

2）Master节点的keepalived.conf配置
这里特别需要注意：
一定要设置keepalived为非抢占模式，如果设置成抢占模式会在不断的切换主备时容易造成NFS数据丢失。

# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf_bak
# >/etc/keepalived/keepalived.conf
# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
    router_id master   #id可以随便设
}
vrrp_script chk_nfs {
    script "/etc/keepalived/nfs_check.sh"    #监控脚本
    interval 2
    weight -20   #keepalived部署了两台，所以设为20，如果三台就设为30
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP    #两台主机都设为backup非抢占模式
    interface eth0  #网卡名写自己的，不要照抄
    virtual_router_id 51
    priority 100    #master设为100，backup设为80，反正要比100小
    advert_int 1
    nopreempt       #设置为非抢占模式必须要该参数
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }   
    track_script {
        chk_nfs
    }
    virtual_ipaddress {
        172.16.60.244      #虚拟ip
    }
}

3）Slave节点的keepalived.conf配置
只需将priority参数项修改为80，其他配置的和master节点一样，脚本也一样。

# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf_bak
# >/etc/keepalived/keepalived.conf
# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
    router_id master   
}
vrrp_script chk_nfs {
    script "/etc/keepalived/nfs_check.sh"    
    interval 2
    weight -20   
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP    
    interface eth0  
    virtual_router_id 51
    priority 80   
    advert_int 1
    nopreempt       
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }   
    track_script {
        chk_nfs
    }
    virtual_ipaddress {
        172.16.60.244      
    }
}


4）编辑nfs_check.sh监控脚本
# vim /etc/keepalived/nfs_check.sh
#!/bin/bash
A=`ps -C nfsd --no-header | wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
        systemctl restart nfs-server.service
        sleep 2
        if [ `ps -C nfsd --no-header| wc -l` -eq 0 ];then
            pkill keepalived
        fi
fi

设置脚本执行权限
# chmod 755 /etc/keepalived/nfs_check.sh

5）启动keepalived服务
# systemctl restart keepalived.service && systemctl enable keepalived.service

查看服务进程是否启动
# ps -ef|grep keepalived

6）检查vip是否存在
在两台节点机器上执行"ip addr"命令查看vip，其中会在一台机器上产生vip地址。
# ip addr|grep 172.16.60.244
    inet 172.16.60.244/32 scope global eth0
    
测试vip地址要能被ping通  
# ping 172.16.60.244
PING 172.16.60.244 (172.16.60.244) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.16.60.244: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.063 ms
64 bytes from 172.16.60.244: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.042 ms
64 bytes from 172.16.60.244: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.077 ms

7）keepalived故障测试
停掉vip所在的Master节点机器上的keepalived服务后，发现vip会自动飘移到另一台Backup机器上才算测试成功。
当该Master节点的keepalived服务重新启动后，vip不会重新飘移回来。因为keepalived采用了非抢占模式。

如果keepalived设置为抢占模式，vip会在Master节点的keepalived重启恢复后自动飘回去，
但是这样一直来回切换可能会造成NFS数据不完整，因为这里必须设置成非抢占模式。

由于配置了nfs的nfs_check.sh监控脚本，所以当其中一台节点机器上的NFS服务宕停后会自动重启NFS。
如果NFS服务重启失败，则会自动关闭该节点机器上的keepalived服务，如果该节点有vip则会自动飘移到另外一台节点上。

三、安装部署Rsync+Inofity（Master和Slave两机器都要操作）

1）安装rsync和inotify
# yum -y install rsync inotify-tools

2）Master节点机器配置rsyncd.conf
# cp /etc/rsyncd.conf /etc/rsyncd.conf_bak
# >/etc/rsyncd.conf
# vim /etc/rsyncd.conf
uid = root
gid = root
use chroot = 0
port = 873
hosts allow = 172.16.60.0/24  #允许ip访问设置，可以指定ip或ip段
max connections = 0
timeout = 300
pid file = /var/run/rsyncd.pid
lock file = /var/run/rsyncd.lock
log file = /var/log/rsyncd.log
log format = %t %a %m %f %b
transfer logging = yes
syslog facility = local3

[master_web]
path = /data/k8s_storage
comment = master_web
ignore errors
read only = no   #是否允许客户端上传文件
list = no
auth users = rsync  #指定由空格或逗号分隔的用户名列表，只有这些用户才允许连接该模块
secrets file = /etc/rsyncd.passwd  #保存密码和用户名文件，需要自己生成

编辑密码和用户文件（格式为"用户名:密码"）
# vim /etc/rsyncd.passwd
rsync:123456

编辑同步密码（注意这个文件和上面的密码和用户文件路径不一样）
该文件内容只需要填写从服务器的密码，例如这里从服务器配的用户名密码都是rsync:123456，则主服务器则写123456一个就可以了
# vim /opt/rsyncd.passwd
123456

设置文件执行权限
# chmod 600 /etc/rsyncd.passwd
# chmod 600 /opt/rsyncd.passwd

启动服务
# systemctl enable rsyncd && systemctl restart rsyncd

检查rsync服务进程是否启动
# ps -ef|grep rsync

3）Slave节点机器配置rsyncd.conf
就把master主机/etc/rsyncd.conf配置文件里的[master_web]改成[slave_web]
其他都一样，密码文件也设为一样

# cp /etc/rsyncd.conf /etc/rsyncd.conf_bak
# >/etc/rsyncd.conf
# vim /etc/rsyncd.conf
uid = root
gid = root
use chroot = 0
port = 873
hosts allow = 172.16.60.0/24
max connections = 0
timeout = 300
pid file = /var/run/rsyncd.pid
lock file = /var/run/rsyncd.lock
log file = /var/log/rsyncd.log
log format = %t %a %m %f %b
transfer logging = yes
syslog facility = local3

[slave_web]
path = /data/k8s_storage
comment = master_web
ignore errors
read only = no
list = no
auth users = rsync
secrets file = /etc/rsyncd.passwd

编辑密码和用户文件（格式为"用户名:密码"）
# vim /etc/rsyncd.passwd
rsync:123456

编辑同步密码
# vim /opt/rsyncd.passwd
123456

设置文件执行权限
# chmod 600 /etc/rsyncd.passwd
# chmod 600 /opt/rsyncd.passwd

启动服务
# systemctl enable rsyncd && systemctl restart rsyncd

检查rsync服务进程是否启动
# ps -ef|grep rsync

4）手动验证下Master节点NFS数据同步到Slave节点

在Master节点的NFS共享目录下创建测试数据
# ls /data/k8s_storage/
# mkdir /data/k8s_storage/test
# touch /data/k8s_storage/{a,b}
# ls /data/k8s_storage/
a  b  test

手动同步Master节点的NFS共享目录数据到Slave节点的NFS共享目录下
# rsync -avzp --delete /data/k8s_storage/ rsync@172.16.60.236::slave_web --password-file=/opt/rsyncd.passwd

到Slave节点查看
# ls /data/k8s_storage/
a  b  test

上面rsync同步命令说明：

/data/k8s_storage/ 是同步的NFS共享目录
rsync@172.16.60.236::slave_web
rsync 是Slave节点服务器的/etc/rsyncd.passwd文件中配置的用户名
172.16.60.236为Slave节点服务ip
slave_web 为Slave服务器的rsyncd.conf中配置的同步模块名
--password-file=/opt/rsyncd.passwd 是Master节点同步到Slave节点使用的密码文件，文件中配置的是Slave节点服务器的/etc/rsyncd.passwd文件中配置的密码

5）设置Rsync+Inotify自动同步

这里需要注意：不能设置Master和Slave节点同时执行rsync自动同步，即不能同时设置双向同步。因为Master节点将数据同步到Slave节点，如果Slave节点再将数据同步回到Master节点，这个就矛盾了。所以需要确保只有一方在执行自动同步到另一方的操作。方式就是判断当前节点服务器是否存在VIP，如存在VIP则自动同步数据到另一台节点上。如不存在VIP则不执行自动同步操作。

+++++++ Master节点服务器操作 +++++++

编写自动同步脚本/opt/rsync_inotify.sh

#!/bin/bash
host=172.16.60.236
src=/data/k8s_storage/
des=slave_web
password=/opt/rsyncd.passwd
user=rsync
inotifywait=/usr/bin/inotifywait

$inotifywait -mrq --timefmt '%Y%m%d %H:%M' --format '%T %w%f%e' -e modify,delete,create,attrib $src \
| while read files ;do
 rsync -avzP --delete --timeout=100 --password-file=${password} $src $user@$host::$des
 echo "${files} was rsynced" >>/tmp/rsync.log 2>&1
done

编写VIP监控脚本/opt/vip_monitor.sh

#!/bin/bash
VIP_NUM=`ip addr|grep 244|wc -l`
RSYNC_INOTIRY_NUM=`ps -ef|grep /usr/bin/inotifywait|grep -v grep|wc -l`
if [ ${VIP_NUM} -ne 0 ];then
   echo "VIP在当前NFS节点服务器上" >/dev/null 2>&1
   if [ ${RSYNC_INOTIRY_NUM} -ne 0 ];then
      echo "rsync_inotify.sh脚本已经在后台执行中" >/dev/null 2>&1
   else
      echo "需要在后台执行rsync_inotify.sh脚本" >/dev/null 2>&1
      nohup sh /opt/rsync_inotify.sh &
  fi
else
   echo "VIP不在当前NFS节点服务器上" >/dev/null 2>&1
   if [ ${RSYNC_INOTIRY_NUM} -ne 0 ];then
      echo "需要关闭后台执行的rsync_inotify.sh脚本" >/dev/null 2>&1
      ps -ef|grep rsync_inotify.sh|grep -v grep|awk '{print $2}'|xargs kill -9
      ps -ef|grep inotifywait|grep -v grep|awk '{print $2}'|xargs kill -9
   else
      echo "rsync_inotify.sh脚本当前未执行" >/dev/null 2>&1
   fi
fi

编写持续执行脚本/opt/rsync_monit.sh

#!/bin/bash
while [ "1" = "1" ]
do
  /bin/bash -x /opt/vip_monitor.sh >/dev/null 2>&1
done

后台运行脚本

# chmod 755 /opt/rsync_inotify.sh
# chmod 755 /opt/vip_monitor.sh
# chmod 755 /opt/rsync_monit.sh

# nohup sh /opt/rsync_inotify.sh &
# nohup sh /opt/rsync_monit.sh &

设置rsync_monit.sh脚本的开机启动

# chmod +x /etc/rc.d/rc.local
# echo "nohup sh /opt/rsync_monit.sh & " >> /etc/rc.d/rc.local

+++++++ Slave节点服务器操作 +++++++

脚本名为/opt/rsync_inotify.sh，内容如下：

#!/bin/bash
host=172.16.60.235
src=/data/k8s_storage/
des=master_web
password=/opt/rsyncd.passwd
user=rsync
inotifywait=/usr/bin/inotifywait

$inotifywait -mrq --timefmt '%Y%m%d %H:%M' --format '%T %w%f%e' -e modify,delete,create,attrib $src \
| while read files ;do
 rsync -avzP --delete --timeout=100 --password-file=${password} $src $user@$host::$des
 echo "${files} was rsynced" >>/tmp/rsync.log 2>&1
done

编写VIP监控脚本/opt/vip_monitor.sh

#!/bin/bash
VIP_NUM=`ip addr|grep 244|wc -l`
RSYNC_INOTIRY_NUM=`ps -ef|grep /usr/bin/inotifywait|grep -v grep|wc -l`
if [ ${VIP_NUM} -ne 0 ];then
   echo "VIP在当前NFS节点服务器上" >/dev/null 2>&1
   if [ ${RSYNC_INOTIRY_NUM} -ne 0 ];then
      echo "rsync_inotify.sh脚本已经在后台执行中" >/dev/null 2>&1
   else
      echo "需要在后台执行rsync_inotify.sh脚本" >/dev/null 2>&1
      nohup sh /opt/rsync_inotify.sh &
  fi
else
   echo "VIP不在当前NFS节点服务器上" >/dev/null 2>&1
   if [ ${RSYNC_INOTIRY_NUM} -ne 0 ];then
      echo "需要关闭后台执行的rsync_inotify.sh脚本" >/dev/null 2>&1
      ps -ef|grep rsync_inotify.sh|grep -v grep|awk '{print $2}'|xargs kill -9
      ps -ef|grep inotifywait|grep -v grep|awk '{print $2}'|xargs kill -9
   else
      echo "rsync_inotify.sh脚本当前未执行" >/dev/null 2>&1
   fi
fi

编写持续执行脚本/opt/rsync_monit.sh

#!/bin/bash
while [ "1" = "1" ]
do
  /bin/bash -x /opt/vip_monitor.sh >/dev/null 2>&1
done

后台运行脚本 (只执行rsync_monit.sh)

# chmod 755 /opt/rsync_inotify.sh
# chmod 755 /opt/vip_monitor.sh
# chmod 755 /opt/rsync_monit.sh

# nohup sh /opt/rsync_monit.sh &

设置rsync_monit.sh脚本的开机启动

# chmod +x /etc/rc.d/rc.local
# echo "nohup sh /opt/rsync_monit.sh & " >> /etc/rc.d/rc.local

6）最后验证下自动同步

1）比如当前VIP在Master节点，在Master节点创建测试数据，观察是否自动同步到Slave节点
# ip addr|grep 172.16.60.244
    inet 172.16.60.244/32 scope global eth0

# rm -rf /data/k8s_storage/*
# echo "test" > /data/k8s_storage/haha
# ls /data/k8s_storage/
haha

到Slave节点上查看，已自动同步过来
# ls /data/k8s_storage/
haha
# cat /data/k8s_storage/haha
test

2）接着关闭Master节点的keeplived，将VIP飘移到Slave节点
# systemctl stop keepalived
# ip addr|grep 172.16.60.244

到Slave节点上查看，发现VIP已经飘移过来了
# ip addr|grep 172.16.60.244
    inet 172.16.60.244/32 scope global eth0

在Slave节点创建测试数据，观察是否自动同步到Master节点
# rm -rf /data/k8s_storage/*
# mkdir /data/k8s_storage/cha
# echo "heihei" > /data/k8s_storage/you

到Master节点查看，发现数据已经同步过来了
# ls /data/k8s_storage/
cha heihei

3）模拟Master节点和Slave节点关机，观察开机后：
/opt/rsync_monit.sh脚本会实现开机自启动。
按照上面Master和Slave节点的自动同步验证OK。

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原始发表：2020-11-13 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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