создание_отказоустойчивых_linux_решений_2021

Table of Contents

Создание отказоустойчивых Linux решений

Программа курса

Ссылка на вебинар

Цель курса

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

Модуль 0. Подготовка стенда в классе

  • 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

Модуль 1. Развертывание систем и сети кластера

Теория

Лабораторные работы

1.0 Импорт VM Linux

C:\cmder\cmder.exe

bash

cd

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

cd conf/virtualbox/

./setup.sh X 6

1.1 Аппаратная настройка систем

  • 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

1.2 Настройка сети систем

  • 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

1.3 Тестирование настроек сети

nodeN# ping proxy

nodeN# apt update

Вопросы

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

Модуль 2. Синхронизация файлов конфигураций узлов

Теория

Лабораторные работы

2.1 С использованием сервиса 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

2.2 С использованием пакета CSYNC2

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

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
node1# csync2 -xv

nodeN# host ns node1
nodeN# host ns node2

2.3 С использованием пакета Ansible

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

Примечание: выполнить в 5-м модуле

Вопросы

  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?

Модуль 3. Развертывание сервисов с интегрированной поддержкой отказоустойчивости

Теория

Лабораторные работы

3.0 Импорт VM Windows

3.1 Отказоустойчивый DHCP сервер

nodeN# sh conf/dhcp.sh

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.

3.2 Проверка

  • 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)

3.3 Отладка

# ntpdate -u proxy

# grep dhcp /var/log/syslog

Вопросы

  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?

Модуль 4. Развертывание отказоустойчивого шлюза в Internet

Теория

Лабораторные работы

4.1 Отказоустойчивый gate

4.2 Отказоустойчивый nat

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
masternode# killall -USR2 ucarp
или
masternode# init 6

4.3 Балансировка нагрузки и отказоустойчивость при использовании нескольких ISP

4.3.1 Добавление сетевых карт для подключения к ISP2

  • 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

4.3.2 Модификация настроек dns сервера

node1# cat /etc/bind/named.conf
...
        forwarders {
                172.16.1.254;
                172.16.2.254;
        };
...
node1# csync2 -xv

4.3.3 Подключение шлюзов и тестирование ISP2

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
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

4.3.4 Использование PBR для балансировки нагрузки

Сценарий:

4.3.5 Автоматизация балансировки/отказоустойчивости выбора ISP

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

Вопросы

  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?

Модуль 5. Использование систем управления ресурсами кластера

Теория

Лабораторные работы

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.

5.1 Синхронизация каталогов

5.1.1 Установка и запуск сервера Apache

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

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

В Браузере: http://node1/~user1

5.1.2 Синхронизация пользовательских данных

5.2 Автоматизация смены ролей узлов кластера

5.2.1 Установка и сервера FTP

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

5.2.2 Настройка менеджера кластера

Проводник: ftp://www

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

5.2.3 Автоматическая синхронизация домашних каталогов

  • 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/

Вопросы

  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?

Модуль 6. Развертывание отказоустойчивых файловых сервисов

Теория

Лабораторные работы

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

6.1 Развертывание распределенного RAID 1

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

6.2 Автоматизация смены ролей узлов кластера

6.3 Настройка SAN сервера iSCSI

  • 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

6.4 Настройка NAS сервера SMB/CIFS

  • 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

Тестирование

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

Вопросы

  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?

Модуль 7. Развертывание контейнеров в отказоустойчивой конфигурации

Теория

Лабораторные работы

7.1 Linux Containers в зеркалируемом разделе

  • 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

7.1.1 Настройка bridge на узлах и сервисах

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
node2# service pacemaker stop

node2# drbdadm invalidate r0

node2# service pacemaker start

7.1.2 Подготовка виртуальных машин

  • 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

7.2 Интеграция контейнеров с менеджером кластера

Pacemaker

primitive pr_lxc_server systemd:lxc@server
group gr_fs_lxc pr_fs_r0 pr_lxc_server

Настройка виртуальной системы как сервер электронной почты

server# apt install ansible git
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

Тестирование отказоустойчивости

node1# crm resource move gr_fs_lxc node2

Вопросы

  1. Что лучше, контейнерная виртуализация или аппаратная?

Модуль 8. Распределенное отказоустойчивое хранилище Ceph

Дополнительные задания

создание_отказоустойчивых_linux_решений_2021.txt · Last modified: 2022/03/21 07:21 by val