Аннотация

DRBD (Distributed Replicated Block Device) — это инструмент, позволяющий создавать решения для резервирования данных путем репликации блочных устройств (например, жестких дисков или томов LVM). При использовании DRBD данные, записанные на одном сервере, автоматически и синхронно копируются на другой сервер. Использование DRBD является одним из способов организации сетевого RAID-1. 

Ключевые особенности:

• данные реплицируются сразу после того как они были изменены;
• инструмент реализован как модуль ядра;
• DRBD обеспечивает репликацию на удалённый узел содержимого локального блочного устройства; 
• операция чтения всегда осуществляется только с локального узла;
• для сетевого взаимодействия используется протокол TCP.

Каждый из узлов может функционировать как:

• primary/первичный — узел доступен для чтения и записи данных как локальное блочное устройство;
• secondary/вторичный — узел хранит данные, но не позволяет получить к ним локальный доступ.
  

Если первичный узел прекращает работу, DRBD переводит вторичный узел в режим первичного. Узлы могут взаимодействовать между собой в одном из трех режимов репликации.

Режимы репликации

В терминологии DRBD режимы репликации именуются как протоколы (protocol). Протокол определяет, как данные синхронизируются между узлами, а также как обрабатываются ситуации сбоя и обеспечения целостности данных. 

Инструмент поддерживает три режима репликации данных между узлами:

1. Protocol A  — операция записи считается завершенной, если завершена запись на локальный узел и запись передана на удаленный узел.
   
2. Protocol B  — выполнены аналогичные Protocol A условия после чего удаленный узел подтвердил получение записи. 
   
3. Protocol C  — выполнены аналогичные Protocol A условия после чего локальный и удаленный узлы подтвердтвердили успешное завершение записи. Обеспечивает наибольшую сохранность данных при этом наиболее ресурсоёмок.
   
   

В качестве объекта записи в DRBD выступает т.н. ресурс. Ресурс (Resource) — это реплицируемые области блочных устройств. Помимо ресурсов DRBD хранит на узлах необходимую для репликации служебную информацию (размеры блочных устройств, журналы активности и т.д.), которая именуется как метаданные (metadata).

Параметры стенда

Для развертывания кластера используются два подсоединенных к сети компьютера (узла) с установленной ОС Astra Linux. DRBD должен быть запущен на обоих узлах. 

1. Присвоить статические IP-адреса узлам выполнив на них:
   

   sudo nmcli c d path 1

   sudo nmcli c m path 1 ip4 <IP-адрес узла>/24 gw4 192.168.23.1 ipv4.dns 77.88.8.8  ipv4.method manual

   sudo nmcli c u path 1

   В качестве IP-адреса сервера DNS (параметр ipv4.dns) для примера указан адрес сервера Яндекс (77.88.8.8), который можно заменить на любой удобный адрес. Подробнее про настройку сетевых подключений см. Настройка сетевых подключений в Astra Linux.
   
   

2. Имена узлов внести в файл /etc/hosts:
   
   sudo sed -i '$a 10.19.1.36\tdrbd1' /etc/hosts
sudo sed -i '$a 10.19.1.39\tdrbd2' /etc/hosts

   
   

3. Исключить указание имен узлов в строках с адресами локальной петли (127.0.0.1):
   
   sudo sed -i 's/^127\.0\.0\.1\s.*/127.0.0.1\tlocalhost/' /etc/hosts
sudo sed -i '/^127\.0\.1\.1/d' /etc/hosts

Установка DRBD

На всех узлах:

1. Установить пакет:
   
   sudo apt install drbd-utils

   
   

2. Подключить модуль ядра:
   

   sudo modprobe drbd

Настройка репликации

На всех узлах:

1. Перед началом настройки сделать резервную копию конфигурационного файла global_common.conf инструментом cp:
   

   cd /etc/drbd.d

   sudo cp global_common.conf global_common.conf.backup

   или при помощи графического файлового менеджера Fly.
   
   

2. Указать настройки конфигурации виртуального блочного устройства DRBD в /etc/drbd.d/global_common.conf:


   global {
     usage-count no;
   }
   common {
     net {
       protocol C;
     }
   }

Настройки основного конфигурационного файла:

• • блок global содержит параметры, влияющие на работу всех ресурсов:

    • параметр usage-count отвечает за отправку статистики использования DRBD на сервера LINBIT. По умолчанию установлен в yes. Рекомендуется изменить на no;

  • блок net содержит параметры сетевого взаимодействия между узлами:

    • параметр protocol указывает используемый режим репликации.
      

      DRBD допускает указание используемого протокола для ресурсов в блоке resource файлов конфигурации ресурсов (см. ниже)

Описание остальных блоков доступно в виде комментариев в самом файле конфигурации.

Управление DRBD

Для получения справки по DRBD и настройкам конфигурационных файлов выполнить:

Для управления узлами в DRBD применяется компонент drbdadm.

Основные команды:

• проверить синтаксис настроек, указанных в файле конфигурации на ошибки:
  

  sudo drbdadm dump all

  
  

• задействовать метаданные:
  

  sudo drbdadm create-md <имя_узла>

  
  

• инициализировать службу на узле (инициализацию нужно проводить на всех узлах):
  

  sudo drbdadm up <имя_узла>

   использовать down вместо up для выключения;
  
  

• отслеживать статус синхронизации между узлами:
  
  drbdadm status

  
  

• принудительно назначить узел первичным:
  

  sudo drbdadm primary <имя_узла>

   для назначения узла вторичным вместо primary указать secondary;

  Использование параметра --force допустимо для данной команды только при первом запуске, в противном случае данные будут утеряны

  
  

• временно отключить узлы:
  

  sudo drbdadm disconnect all

  чтобы вновь включить нужно использовать connect.




  Вместо all для drbdadm допустимо указывать имя конкретного узла

   

• вызов справки о drbdadm :
  
  man drbdadm

Добавление ресурсов

На всех узлах:

1. Указать реплицируемый дисковый ресурс в /etc/drbd.d/r0.res для ресурса r0:


   resource r0 {
    # здесь возможно указание значения параметра protocol если он не указан в global_common.conf
     on drbd01 { 
       device    /dev/drbd0;
       disk      /dev/sdb;
       address   10.19.1.36:7789;
       meta-disk internal;
     }
     on drbd02 {
       device    /dev/drbd0;
       disk      /dev/sdb;
       address   10.19.1.39:7789;
       meta-disk internal;
     }
   }

   Настройки конфигурационного файла ресурсов:
   

   Конфигурационный файл подробнее:

   • resource — название ресурса;
   • on <имя_узла> — описание первого узла:
     • device — блок данных, который необходимо создать;
     • disk — родительский жесткий диск;
     • address — IP-адрес и номер порта соответствующего узла;
     • meta-disk internal — указание хранить служебные метаданные на этом же узле.

   
   

2. Инициализировать хранилище метаданных:
   
   sudo drbdadm create-md r0

   
   

3. Запустить службу drbd:

   sudo /etc/init.d/drbd start

   
   

4. Включить в автозагрузку службу drbd:

   echo drbd > /etc/modules-load.d/drbd.conf

Далее:

1. Сделать один из узлов, наппример drbd01, первичным выполнив на нем:
   
   sudo drbdadm -- --overwrite-data-of-peer primary all
   
   
   
2. На вторичном узле drbd02 проверить процесс репликации:
   
   watch -n1 cat /proc/drbd

   Остановить watch можно сочетанием клавиш <Ctrl+C>

   
   

3. Указать файловую систему для созданного виртуального блочного устройства на первичном узле:
   
   sudo mkfs.ext4 /dev/drbd0

   
   

4. Примонтировать устройство на первичном узле:
   
   sudo mount /dev/drbd0 /srv

Просмотр списка задействованных ресурсов DRBD:

более детально:

Проверка работы

1. Скопировать несколько файлов на узел, установленный как основной, в каталог /srv :
   
   sudo cp -r /etc/default /srv

   
   

2. Отмонтировать каталог /srv:

   sudo umount /srv

   
   

3. Установить первичному узлу роль вторичного:
   
   sudo drbdadm secondary r0

   
   

4. Установить вторичному узлу роль первичного:
   
   sudo drbdadm primary r0

   
   

5. Смонтировать ранее отмонтированный раздел:
   
   sudo mount /dev/drbd0 /srv

   
   

6. Убедиться в наличии ранее скопированных файлов в каталоге /srv :
   
   ls
   

   ---

   /etc/default

DRBD и OCFS2

Начиная с версии DRBD-8.0.08 инструмент может задействовать оба узла как первичные, что дает возможность использовать кластерные файловые системы, например OCFS2.

OCFS2 — файловая система, обеспечивающая разделяемое использование одного и того же хранилища несколькими системами.

Настройка DRBD с OCFS2

На всех узлах:

1. Установить пакет ocfs2-tools :
   
   sudo apt install ocfs2-tools

   
   

2. Указать параметры настроек ocfs2-tools в основном конфигурационном файле /etc/ocfs2/cluster.conf:
   

   cluster:
        node_count = 2
        name = ocfs2cluster
    
   node:
        number = 1
        cluster = ocfs2cluster
        ip_port = 7777
        ip_address = 10.19.1.36
        name = drbd01
    
   node:
        number = 2
        cluster = ocfs2cluster
        ip_port = 7777
        ip_address = 10.19.1.39
        name = drbd02

Далее:
 Создать файловую систему для drbd0:

где "testVol" — имя создаваемого раздела.

Далее на всех узлах:

1. Указать параметры в в /etc/default/o2cb : 
   
   O2CB_ENABLED=true
O2CB_BOOTCLUSTER=ocfs2cluster

   
   

2. Инициализировать новый кластер:
   
   o2cb register-cluster ocfs2cluster

   
   

3. Включить и добавить в автозапуск:
   
   systemctl enable drbd o2cb ocfs2
systemctl start drbd o2cb ocfs2

   
   

4. Добавить новые точки монтирования в fstab:
   

   /dev/drbd0 /srv ocfs2 defaults,auto,heartbeat=local 0 0