• Linux. Уровень 6. Создание отказоустойчивых кластерных решений.

• Научиться настраивать отказоустойчивую конфигурацию сервисов Linux на “железном” оборудовании в сети предприятия.

• Узнать свой номер стенда
• Удалить виртуалки
• Удалить профили putty
• Отключить не используемые адаптеры
• Записать логин пароль и IP (сообщить преподавателю) рабочей станции
• Проверить наличие дистрибутивов и образов

• Сравнение кластера надежности и "обычного" сервера
• Отказоустойчивый кластер
• Вероятность безотказной работы

C:\cmder\cmder.exe

bash

cd

git clone http://val.bmstu.ru/unix/conf.git

cd conf/virtualbox/

./setup.sh X 6

• Адаптер 1 - eth0 - Внутренняя сеть (LAN)
• Адаптер 2 - eth1 - Сетевой мост (ISP1)
• Адаптер 3 - eth2 - Сетевой мост (класс)
• Адаптер 4 - eth3 - Сетевой мост (ISP2)
• Жесткий диск размер 4G уже добавлен

• Методическая рекомендация - настроить только первый узел (node1). Второй узел настроить в следующем модуле.

node1# ifconfig eth2 inet 10.5.1.100+X/24

nodeN# cat /etc/hostname

nodeN.corpX.un

nodeN# cat /etc/hosts

127.0.0.1               localhost

192.168.X.1             node1.corpX.un node1
192.168.X.2             node2.corpX.un node2

10.5.1.254              proxy

nodeN# cat /etc/resolv.conf

search corpX.un
nameserver 192.168.X.1
nameserver 192.168.X.2

nodeN# cat /etc/network/interfaces

auto lo
iface lo inet loopback

auto eth0
iface eth0 inet static
        address 192.168.X.N
        netmask 255.255.255.0

auto eth1
iface eth1 inet manual
        up ip link set eth1 up

auto eth2
iface eth2 inet static
        address 10.5.1.N*100+X
        netmask 255.255.255.0

auto eth3
iface eth3 inet manual
        up ip link set eth3 up

nodeN# cat /etc/sysctl.conf

...
net.ipv4.ip_forward=1
...

nodeN# cat .bashrc

...
export http_proxy=http://proxy:3128/
...

nodeN# init 6

nodeN# ping proxy

nodeN# apt update

1. НА кластер используется для повышения …
2. НP кластер используется для повышения …
3. Вероятность безотказной работы группы объектов равна …

• csync2 или как облегчить работу с кластером
• Ansible

• Настройка доступа по протоколу ssh пользователя root с node1 на node2 (Разрешение доступа пользователя root на основании адреса клиента)
• Настройка беспарольного доступа пользователя root с node1 на node2 (Аутентификация с использованием ключей ssh)

node2# ifconfig eth0 inet 192.168.X.2/24

node1# ping node2

node1# ssh-keygen
...
Enter passphrase (empty for no passphrase): Пароль на ключ пустой!!!
...

node1# ssh-copy-id node2

Проверка:

node1# ssh node2 hostname

scp /etc/hosts node2:/etc/
scp /etc/resolv.conf node2:/etc/
scp /etc/sysctl.conf node2:/etc/
scp .bashrc node2:
scp /etc/hostname node2:/etc/
scp /etc/network/interfaces node2:/etc/network/

• Павим файлы конфигурации на node2, перезапускаем, тестируем сеть
• bash алиасы и функции

Сценарий: настроить DNS на node1, на node2 конфигурация появится автоматически

• Финальная настройка DNS сервера
• Устанавливаем и ЗАПУСКАЕМ на двух узлаx, настраиваем на node1

node1# sh conf/dns.sh

node1# cat /etc/bind/corpX.un

$TTL      3h
@         SOA     ns root.ns  1 1d 12h 1w 3h
          NS      ns

ns        A       192.168.X.1
ns        A       192.168.X.2

;node1     A       192.168.X.1
;node2     A       192.168.X.2
$GENERATE 1-9 node$ A 192.168.X.$

gate      A       192.168.X.254

node1# ssn2 apt update

node1# ssn2 apt install bind9

• Локализация временной зоны
• Пакет CSYNC2

node1# csync2 -xv

nodeN# host ns node1
nodeN# host ns node2

Сценарий: на обоих узлах создаем пользователя user1 с uid=10001

Примечание: выполнить в 5-м модуле

• Сервис Ansible

1. Команда ssh-copy-id копирует …
2. Где располагается файл с публичными ключами пользователей ssh?
3. На каком узле будет сохранен файл в результате выполнения команды ssh node2 iptables-save > /etc/iptables.rules
4. Что определяет параметр конфигурации auto younger в пакете csync2
5. Перечислите известные Вам варианты тиражирования файлов конфигурации в кластере?

• Кластеры Communigate Pro
• man dhcpd.conf (DHCP FAILOVER)

• Установка cервиса DHCP

nodeN# sh conf/dhcp.sh

• Отказоустойчивая конфигурация cервиса DHCP
• Проверка конфигурации и запуск cервиса DHCP
• Мониторинг выданных адресов cервиса DHCP

Примечания:

• В качестве шлюза указан не существующий ip адрес 192.168.X.254, он будет назначаться в следующей лабораторной работе.
• В первый момент необходимо запустить оба сервера чтобы они синхронизировались.

• Добавляем в стенд Windows client1, останавливаем по очереди узлы, перезагружаем client1. Должен выдаваться один и тот же адрес (можно отключать интерфейс Windows или ipconfig /release … /renew)

# ntpdate -u proxy

# grep dhcp /var/log/syslog

1. Есть ли необходимость в использовании дополнительного ПО для реализации отказоустойчивой конфигурации пакета isc-dhcp?
2. Сколько узлов может быть в отказоустойчивой конфигурации isc-dhcp?
3. Какие условия необходимы на начальном этапе развертывания отказоустойчивой конфигурации isc-dhcp?
4. Какие преимущества отказоустойчивой конфигурации isc-dhcp перед двумя независимыми dhcp серверами?

• CARP
• Iproute2

• Протокол CARP
• Протокол VRRP и Сервис Keepalived

C:\>ping gate

Сценарий:

• Настроить NAT трансляцию для сети 192.168.X/24 в реальный адрес ISP (Сервис NAT)
• Модифицировать скрипты up и down с целью назначения/удаления реального адреса ISP на внешнем интерфейсе и указания маршрута по умолчанию через провайдера для мастер узла и через мастер узел для резервного.

nodeN# apt install fake

nodeN# cat /usr/share/ucarp/vip-up

#!/bin/sh

/sbin/ifup $1:ucarp

ip addr add 172.16.1.X/24 dev eth1
# send_arp 172.16.1.X `cat /sys/class/net/eth1/address` 172.16.1.254 ff:ff:ff:ff:ff:ff eth1

ip route delete default
ip route add default via 172.16.1.254

nodeN# cat /usr/share/ucarp/vip-down

#!/bin/sh

/sbin/ifdown $1:ucarp

ip addr del 172.16.1.X/24 dev eth1
ip route add default via 192.168.X.254

• Отправка сигнала

masternode# killall -USR2 ucarp
или
masternode# init 6

• eth3 isp2 bridge to nic 172.16.2/24

root@nodeN:~# cat /etc/network/interfaces

...
auto eth3
iface eth3 inet manual
        up ip link set eth3 up

node1# cat /etc/bind/named.conf

...
        forwarders {
                172.16.1.254;
                172.16.2.254;
        };
...

node1# csync2 -xv

nodeN# cat /usr/share/ucarp/vip-up

#!/bin/sh
...
ip addr add 172.16.2.X/24 dev eth3
# send_arp 172.16.2.X `cat /sys/class/net/eth3/address` 172.16.2.254 ff:ff:ff:ff:ff:ff eth3
...
ip route delete default
#ip route add default via 172.16.1.254

nodeN# cat /usr/share/ucarp/vip-down

...
ip addr del 172.16.2.X/24 dev eth3
...

masternode# killall -USR2 ucarp
...
masternode# grep carp /var/log/syslog

masternode# ip a | grep 172.16.2

• Настройка сети в Linux

masternode# ping 172.16.2.254

masternode# ip route add default via 172.16.2.254

masternode# ping ya.ru

masternode# ip route delete default

Сценарий:

• Всем настроить NAT на два ISP (Использование iproute2 для управления выбором ISP), iptables-restore можно “привязать” к интерфейсу eth0
• Преподавателю продемонстрировать PBR в “ручном” режиме (NetFilter iproute2 (Linux))

nodeN# cat /usr/share/ucarp/vip-up

...
ip route add default via 172.16.1.254 table 101
ip route add default via 172.16.2.254 table 102

#### /root/select_isp.sh

masternode# killall -USR2 ucarp
...
masternode# grep carp /var/log/syslog

masternode# ip route show table all | grep 'table 10[12]'

# cat set_isp.sh

#!/bin/sh

case $1 in
        ISP1)
                ip rule del from 192.168/16 to 192.168/16 table main
                while ip rule del from any table 101;do true;done
                while ip rule del from any table 102;do true;done

                ip rule add from 192.168.X.0/24 table 101
                ip rule add from 192.168/16 to 192.168/16 table main

                /sbin/ip route flush cache
                /usr/sbin/conntrack -F
        ;;
        ISP2)
                ip rule del from 192.168/16 to 192.168/16 table main
                while ip rule del from any table 101;do true;done
                while ip rule del from any table 102;do true;done

                ip rule add from 192.168.X.0/24 table 102
                ip rule add from 192.168/16 to 192.168/16 table main

                /sbin/ip route flush cache
                /usr/sbin/conntrack -F
        ;;
        ISP1ISP2)
                ip rule del from 192.168/16 to 192.168/16 table main
                while ip rule del from any table 101;do true;done
                while ip rule del from any table 102;do true;done

                ip rule add from 192.168.X.0/25 table 101
                ip rule add from 192.168.X.128/25 table 102
                ip rule add from 192.168/16 to 192.168/16 table main

                /sbin/ip route flush cache
                /usr/sbin/conntrack -F
        ;;
esac

nodeN# chmod +x set_isp.sh

masternode# grep carp /var/log/syslog

masternode# /root/set_isp.sh ISP1ISP2

masternode# ip rule show

backupnode# traceroute -n ya.ru

C:\Users\student>tracert ya.ru

nodeN# cat select_isp.sh

#!/bin/sh

ip a | grep -q '192.168.*254' || exit 0

ip route delete default

ISP=''

ip route add default via 172.16.1.254

ping -c3 ya.ru && ISP=ISP1

ip route delete default

ip route add default via 172.16.2.254

ping -c3 ya.ru && ISP=${ISP}ISP2

ip route delete default

echo $ISP
# exit 0

touch /tmp/current_isp
test $ISP = "`cat /tmp/current_isp`" && exit 0

echo $ISP > /tmp/current_isp

/root/set_isp.sh $ISP

nodeN# chmod +x select_isp.sh

masternode# /root/select_isp.sh

masternode# cat /tmp/current_isp

nodeN# crontab -l

* * * * * /root/select_isp.sh >/dev/null 2>&1

master_node# ip route show table 101

master_node# ip route show table 102

master_node# ip rule show

1. Перечислите протоколы отказоустойчивого шлюза.
2. Для какой операционной системы впервые появилась реализация протокола CARP?
3. Какая утилита из набора iproute2 позволяет назначить/удалить IP адрес на интерфейсе?
4. В чем отличие поведения мастер хоста от других в протоколе CARP?
5. Поддерживает ли протокол CARP отказоустойчивость соединений?
6. Поддерживает ли протокол CARP балансировку нагрузки?
7. Что такое ucarp?
8. В каком пакете в Debian содержатся современные сетевые утилиты, пришедшие на смену классическим UNIX утилитам ifconfig, route, arp, netstat?
9. Какая утилита из набора iproute2 заменяет команду arp?
10. В какой пакет входит утилита send_arp в Debian, для чего нужна и какой вид трафика использует?
11. Какой командой можно очистить таблицу ARP в Linux?
12. В чем принцип работы механизма PBR?
13. Можно ли балансировать трафик одного соединения между двумя ISP при использовании NAT?
14. Необходим ли маршрут “по умолчанию” на шлюзе для прохождения пользовательского трафика?
15. Согласно какой таблице маршрутизации в Linux обрабатывается пакет, если для него нет правила, определяющего обработку в конкретной таблице?
16. Что следует сделать с текущими активными соединениями после изменения правил PBR?

• Corosync vs Pacemaker: wrong usage of "Corosync"
• which one is the official command line package of pacemaker? crmsh or pcs?
• Quick Comparison of pcs and crm shell
• ClusterLabs Pacemaker Documentation

Сценарий: отказоустойчивый www хостинг или web хранилище пользовательских файлов

• Содержимое домашних каталогов мастер сервера периодически копируется на резервный.
• В случае временной остановки или выхода из строя главного сервера автоматически становится доступным резервный.
• Не преднамеренный запуск мастер сервера не должен менять ролей серверов.

• В зону corpX.un добавляем запись www A 192.168.X.10

node1# cat /etc/bind/corpX.un

...
www     A       192.168.X.10

node1# csync2 -xv

• На обоих узлах Установка и запуск сервера Apache (можно через Ansible)
• На обоих узлах создаем пользователя user1 с uid=10001 (Управление учетными записями в Linux) (можно через Ansible)
• На обоих узлах включаем Использование домашних каталогов (можно через Ansible)
• Сервис Ansible
• Устанавливаем сервер ftp на node1 и запускаем его (Сервер ftp)
• Создаем тестовую www страницу для пользователя user1 используя протокол ftp на node1

Проводник: ftp://node1
l: user1
p: password1

Каталог: public_html
Файл:    index.html (Можно любой :)

В Браузере: http://node1/~user1

• Пакет RSYNC
• Можно автоматизировать, (Планирование выполнения заданий в Linux), но, пока не нужно.

• Устанавливаем ftp сервис на node2 (Сервер ftp)
• На обоих узлах отключаем автоматический запуск ftp сервиса (Управление сервисами в Linux)

nodeN# service proftpd stop

nodeN# update-rc.d -f proftpd remove
или
debian11# systemctl disable proftpd

• Представим, что узлы соединены кросс кабелем через eth2 интерфейсы

• Пакет HEARTBEAT (Демонстрирует преподаватель в методических целях)
• Пакет Corosync
• Пакет Pacemaker
• Пакет PCS

Проводник: ftp://www

В Браузере: http://www.corpX.un/~user1

• Настроить автоматическую синхронизацию домашних каталогов с мастер узла на резервный

node2# ssh-keygen

node2# ssh-copy-id node1

nodeN# crontab -l

...
* * * * * ps ax | grep -v grep | grep -q 'proftpd: (accepting connections)' && /usr/bin/rsync -az --delete /home/ nodeM:/home/

1. В чем преимущество использования rsync по сравнению с scp?
2. Что определяют разделители : и :: в команде rsync?
3. Реализацией какой части классического пакета heartbeat является пакет pacemaker?
4. Какие задачи классического пакета heartbeat НЕ решает пакет corosync?
5. В каком формате хранятся файлы конфигурации пакета corosync?
6. В каком формате хранятся файлы конфигурации пакета pacemaker?
7. По какой причине не следует редактировать файлы конфигурации пакета pacemaker в текстовом редакторе?
8. Для чего используется утилита crm должна ли она быть установлена на все узлы кластера?
9. Для чего используется утилита crm_mon и есть ли она на всех узлах кластера?
10. Что надо настроить в пакете pacemaker, что бы все части, из которых состоит ресурс, запускались на одном узле кластера?
11. Какой тип трафика может использоваться для связи узлов кластера corosync?
12. Что нужно сделать для сервисов, управляемых менеджером кластера?

• Distributed Replicated Block Device
• Сеть хранения данных (англ. Storage Area Network, SAN)
• Cервер для хранения данных (англ. Network Attached Storage, NAS)

Сценарий: Создаем отказоустойчивый корпоративный файловый сервер. Первый узел кластера должен использоваться сервером по умолчанию.

• Подключаем к обоим узлам по дополнительному диску (размер по умолчанию)
• Решение DRBD

• Pacemaker Удаление ресурсов
• DRBD и Pacemaker (оставить приклрепление к node1)

• Демонстрирует преподаватель
• Устанавливаем на оба узла пакет iSCSI target

nodeN# systemctl disable istgt

node1# crm configure

crm(live)configure# primitive pr_srv_istgt lsb:istgt

crm(live)configure# primitive pr_ip_istgt ocf:heartbeat:IPaddr2 params ip=192.168.X.15 cidr_netmask=32 nic=eth0

crm(live)configure# group gr_ip_fs pr_fs_r0 pr_ip_istgt pr_srv_istgt

crm(live)configure# commit

• Настраиваем iSCSI initiator для Windows

• В зону corpX.un добавляем запись fs A 192.168.X.20

node1# cat /etc/bind/corpX.un

...
fs     A       192.168.X.20

node1# csync2 -xv

• Устанавливаем на оба узла (лучше, отдельно на каждом) пакет samba (Файловый сервер SAMBA)
• Отключаем автоматический запуск сервиса

root@nodeN:~# service smbd stop
root@nodeN:~# service nmbd stop

root@nodeN:~# systemctl disable smbd
root@nodeN:~# systemctl disable nmbd

• Настраиваем на МАСТЕР узле Публичный каталог доступный на запись в каталоге /disk2/samba
• Копируем на BACKUP узел файл конфигурации samba
• Настраиваем менеджер кластера на монтирование на мастер узле зеркалируемого раздела в каталог /disk2, назначение ip адреса 192.168.X.20 и запуск сервера samba

node1# crm configure

crm(live)configure# primitive pr_srv_smbd systemd:smbd

crm(live)configure# primitive pr_ip_smbd ocf:heartbeat:IPaddr2 params ip=192.168.X.20 cidr_netmask=32 nic=eth0

crm(live)configure# group gr_ip_fs pr_fs_r0 pr_ip_smbd pr_srv_smbd

или

crm(live)configure# edit gr_ip_fs

crm(live)configure# commit

master# cat /proc/drbd

master# crm_mon -1

• Останавливаем MASTER сервер и дожидаемся монтирования на SLAVE узле “половины” зеркалируемого раздела в каталог /disk2, назначение ip адреса 192.168.X.20 и запуск сервера samba
• Запускаем бывший MASTER узел и дожидаемся восстановления целостности зеркала

• !!! (Лучше после демонстрации SplitBrain) Останавливаем группу ресурсов кластера и удаляем ее Удаление ресурсов

master# crm resource stop pr_srv_smbd pr_ip_smbd

master# crm configure delete pr_srv_smbd pr_ip_smbd gr_ip_fs

1. Какое решение можно использовать для блочной синхронизации дисковых устройств по сети?
2. При каком условии можно монтировать распределенное блочное хранилище на запись сразу на нескольких, содержащих его узлах?
3. Что определяет параметр wfc-timeout в пакете DRBD?
4. В каком состоянии будет DRBD RAID1 если узлы, входящие в него, в разное время поработали, независимо друг от друга, с разделом, в течение времени превышающем wfc-timeout?
5. Чем отличаются системы NAS и SAN
6. В чем фундаментальное отличие протоколов CIFS и iSCSI?

• Linux Containers
• HA Cluster with Linux Containers based on Heartbeat, Pacemaker, DRBD and LXC

• В зону corpX.un добавляем запись server A 192.168.X.30

node1# cat /etc/bind/corpX.un

...
server     A       192.168.X.30
@          MX  10  server

node1# csync2 -xv

• Подготовка сети для LXC
• Сервис CARP/Сервис Keepalived и bridge

nodeN# apt install bridge-utils

nodeN# cat /etc/network/interfaces

...
auto br0
iface br0 inet static

        bridge_ports eth0
        #bridge_hw 08:00:27:12:34:0N  #Debian11 generate same mac on nodes

        address 192.168.X.N
        netmask 255.255.255.0
        
...

iface br0:ucarp inet static
        address 192.168.X.254
        netmask 255.255.255.255
...

• Сервис DHCP и bridge

nodeN# cat /etc/default/isc-dhcp-server

...
INTERFACESv4="br0"

nodeN# init 0

• Для режима bridge в lxc понадобиться включить “неразборчивый режим” первом адаптере обеих виртуальных машин
• Проверки после запуска

nodeN# ps ax | grep carp

nodeN# ps ax | grep dhcp

node1# mount | grep ext

nodeN# cat /proc/drbd

• Может понадобиться Решение ситуации Split-Brain

node2# service pacemaker stop

node2# drbdadm invalidate r0

node2# service pacemaker start

• Установка и настройка lxc на обоих узлах
• Готовимся все, относящееся к виртуальным системам, хранить на зеркалируемом разделе

root@nodeN:~# rmdir /var/lib/lxc/

root@nodeN:~# ln -s /disk2/var/lib/lxc/ /var/lib/lxc

• Создание ветки дочерней системы

root@node1.corpX.un:~# mkdir -p /disk2/var/lib/lxc/

node1 debian10       # lxc-create -t debian -n server -- -r buster
root@node1.corpX.un:~# lxc-create -t debian -n server

• Установка ПО в дочерней системе на MASTER узле

root@node1.corpX.un:~# cp /etc/ssh/sshd_config /var/lib/lxc/server/rootfs/etc/ssh/sshd_config

root@node1.corpX.un:~# cp /etc/hosts /var/lib/lxc/server/rootfs/etc/

root@node1.corpX.un:~# chroot /var/lib/lxc/server/rootfs/ /bin/bash

root@node1:/# PS1='server:\w# '

server:/# apt update

server:/# apt purge isc-dhcp-client

server:/# apt install nano vim iputils-ping

• Настраиваем hostname, hosts, DNS client и учетную запись root в гостевой системе

server:/# cat /etc/hostname

server.corpX.un

server:/# cat /etc/hosts

127.0.0.1 localhost

192.168.X.30 server.corpX.un server

server:/# passwd

• Настраиваем lxc для запуска гостевой системы в контейнере на MASTER узле

root@node1.corpX.un:~# cat /var/lib/lxc/server/config

...
lxc.net.0.type = veth
lxc.net.0.link = br0
lxc.net.0.flags = up
lxc.net.0.ipv4.address = 192.168.X.30/24
lxc.net.0.ipv4.gateway = 192.168.X.254

• Тестируем работу виртуальной системе на MASTER узле

root@node1.corpX.un:~# lxc-info -n server

root@node1.corpX.un:~# lxc-start -n server

root@node1.corpX.un:~# lxc-info -n server

root@node1.corpX.un:~# lxc-attach -n server -- ps ax

root@node1.corpX.un:~# ssh server

root@node1.corpX.un:~# lxc-stop -n server

root@node1.corpX.un:~# systemctl start lxc@server

root@node1.corpX.un:~# systemctl stop lxc@server

primitive pr_lxc_server systemd:lxc@server
group gr_fs_lxc pr_fs_r0 pr_lxc_server

server# apt install ansible git

• Сервис Ansible
• Использование ролей
• Клонирование и обновление локального репозитория из сетевого

server# ansible-playbook conf/ansible/roles/mail.yml

или

node1# nano conf/ansible/roles/mail.yml

node1# nano /etc/ansible/hosts

node1# ansible-playbook conf/ansible/roles/mail.yml

• PuTTY
• Roundcube http://server.corpX.un/mail
• Thunderbird

node1# crm resource move gr_fs_lxc node2

1. Что лучше, контейнерная виртуализация или аппаратная?

• Использование модулей
• Шаг 2. Установка и настройка Ceph