如果一個節點發生故障，高可用性 (HA) 系統能夠立即將其工作負載重定向到另一個節點。HA 集群實施通常會嘗試消除單點故障。此類集群通常用于關鍵數據庫、業務應用程序和其他不能容忍停機的系統。

HA 集群的運行正常運行時間各不相同，并且可能從三個九 (99.9%) 到五個九不等，甚至超過承諾的系統年度正常運行時間百分比。如果 HA 系統的實施和維護成本低于您在系統停機時產生的費用，那么它對您的企業來說是值得的。

什么是 BGP 路由？

邊界網關協議 (BGP) 是一種標準化的外部網關協議，旨在在 Internet 上的自治系統 (AS) 之間交換路由和可達性信息。BGP 可以說是所有 Internet 協議中最重要的，因為它將數千個不同的 Internet 服務提供商 (ISP) 粘合在一起。

BGP 保證網絡的穩定性，保證路由器能夠適應路由故障。它可以提供這樣的功能，因為：

1. BGP 從相鄰的自治系統 (AS) 獲取網絡前綴可達性信息，同時每個子網向 Internet 通告其存在。BGP 然后確保 Ineternet 中的所有路由器都知道這些子網。
2. BGP 確定到網絡前綴的最佳路由。BGP 路由選擇程序由本地路由器使用從相鄰自治系統獲得的前綴可達性信息執行。然后根據預設策略以及可達性信息確定最佳路由。

本地 BGP 與全局 BGP

除了其他協議之外，自治系統還可以使用內部版本的 BGP 通過其內部網絡路由流量。這種技術稱為本地或內部 BGP (iBGP)。兩者之間的主要區別在于，外部 BGP (eBGP) 運行在不同自治系統中的兩個 BGP 路由器之間，而 iBGP 運行在同一自治系統中的兩個 BGP 路由器之間。換句話說，iBGP 服務是一種在單個數據中心區域內自動管理本地網絡路由的方法。在本指南中，我們將使用 OSI 第 4 層故障轉移解決方案創建一個基于本地 BGP 的高可用性集群。

先決條件

要遵循本指南，請確保您擁有：

• 支持內部 BGP 路由的云供應商的用戶帳戶，或具有預配置 BGP 路由反射器的本地網絡設置。我們將在本指南中使用Cherry Servers 云基礎設施。
• 兩臺安裝了 Ubuntu 20.04 的服務器，因為 HA 集群的最小大小是一個雙節點系統。
• 可用于容錯的虛擬 IP 地址（浮動 IP、彈性 IP 等）。
• 基本熟悉用于 HA 集群測試的 Apache Web Server（可選）。

啟用 BGP

由于我們使用 Cherry Servers Cloud 基礎架構，第一步是創建 Cherry Servers 用戶帳戶。完成此操作后，您應該在您的帳戶上創建啟用 BGP 的項目。在項目創建過程中選擇“激活 BGP”選項以啟動 BGP 會話跟蹤：

Cherry 服務器 BGP 路由反射器現在已準備好從該項目中創建的任何服務器接收 BGP 會話信息。

部署服務器和虛擬 IP 地址

您現在已準備好為高可用性集群部署云基礎設施。首先部署兩臺支持Local BGP服務的服務器。您可以根據需要在專用服務器和智能 VDS 服務器之間進行選擇。

讓我們部署兩個按小時計費的 Smart VDS 服務器：

接下來，您應該獲得一個用于構建高可用性環境的虛擬 IP 地址。虛擬 IP 地址在業界有不同的名稱，而在 Cherry Servers 中，它被稱為浮動 IP。讓我們訂購一個：

至此，您應該擁有使用本地 BGP 創建高可用性集群所需的一切。您的項目中應該有兩個活動服務器：

以及不得分配給任何服務器的活動浮動 IP 地址：

在您的服務器上設置 BGP 路由

要使用本地 BGP 服務，您應該在服務器上安裝 BGP 代理。我們將使用 BIRD 作為我們服務器的 BGP 路由守護進程。它允許您在服務器和 Cherry Servers BGP 反射路由器之間建立 BGP 會話。

Cherry Servers 為您提供了一個帶有局部變量的幫助腳本，用于為您的每個服務器安裝和配置 BIRD。訪問單個服務器并在網絡 --> 本地 BGP 部分下找到幫助程序腳本：

通過 SSH 登錄服務器并將此腳本復制到服務器上的新文件中：

vim configure-bgp.sh

同時使該文件可執行：

chmod u+x configure-bgp.sh

運行腳本以安裝和配置 BIRD 服務。腳本完成后，將啟動 BGP 會話以宣布 IP 地址并將路由通告到上游 Cherry 服務器 BGP 反射路由器。

配置完第一臺服務器后，通過 SSH 連接到第二臺服務器并重復相同的步驟以在您的項目中啟動兩個 BGP 會話。

配置浮動IP地址

即使 BGP 會話現在已建立，我們還沒有為我們的 BGP 會話通告的網絡接口配置 IP 地址。現在讓我們指定將要公布給 Cherry 服務器 BGP 反射路由器的浮動 IP 地址。

Cherry Servers 為您提供了一個帶有局部變量的幫助腳本，用于使用選定的浮動 IP 地址配置您的網絡接口。訪問單個服務器并在網絡 --> 本地 BGP 部分下找到幫助程序腳本：

通過 SSH 登錄服務器并將此腳本復制到服務器上的新文件中：

vim configure-ip.sh

同時使該文件可執行：

chmod u+x configure-ip.sh

運行腳本在服務器上配置浮動IP地址。腳本完成后，您的浮動 IP 地址將定期公布給 BGP 反射路由器。這將使上游路由器能夠通過本地 BGP 服務將流向此浮動 IP 地址的流量指向您的服務器。

您可以通過運行以下命令確保已在服務器上成功配置本地 BGP 服務：

birdc show route

輸出顯示 BIRD 守護程序版本 1.6.8 已準備就緒，并且已成功配置到您的浮動 IP 地址 (?188.214.131.108?) 的單一路由。

完成第一臺服務器的配置后，通過 SSH 連接到第二臺服務器并重復相同的步驟，讓兩臺服務器都公布您的浮動 IP 地址。

監控本地 BGP 服務

您現在已經使用本地 BGP 服務成功配置了高可用性集群。您現在可以通過 Cherry Servers Client Portal 監控您的 BGP 會話和學習路由。

打開網絡 --> 本地 BGP 部分以獲取有關本地 BGP 服務狀態的最新信息：

在左側部分，您可以檢查項目中是否有兩個啟用 BGP 的服務器。還有關于本地和遠程 AS 編號的信息，以及 Cherry 服務器 BGP 反射路由器的 IP 地址。

在右側，您可以看到在您的服務器和 BGP 路由器之間建立的每個 BGP 會話的兩個部分。更具體地說，有以下信息：

• 下一跳——服務器的主機名及其 IP 地址
• Pfx 限制——路由器期望的已公布 IP 地址的數量。例如，如果您在項目中有兩個浮動 IP 地址，您會看到其中的 2/2 是預期的。
• BGP 狀態- BGP 會話的狀態，可以采用以下幾個值：
  • 空閑——會話啟動；
  • 連接——會話開始；
  • 活躍——會話活躍；
  • Established——會話已建立，正在傳輸數據；
  • 降級——會話僅與兩個 Cherry 服務器 BGP 反射路由器中的一個建立

設置網絡服務器

現在是準備高可用性集群以進行測試的時候了。盡管有多種測試方法，但我們將安裝 Apache Web 服務器并在每臺服務器上創建不同的索引頁面，以便能夠跟蹤當我們向剛剛配置的浮動 IP 地址發出 HTTP 請求時哪個服務器響應。

現在讓我們通過 SSH 登錄到每個服務器并安裝 Apache Web 服務器：

apt update && apt install -y apache2

安裝后 Apache 守護進程應該啟動并運行。如果出現問題，您可以仔細檢查我們的 Apache Web 服務器安裝指南以解決問題。

在第一臺服務器上，讓我們用自定義字符串覆蓋默認的 Apache 索引頁面"Hello from machine 1"：

echo "Hello from machine 1" > /var/www/html/index.html

在第二臺服務器上用不同的字符串覆蓋同一個文件"Greetings from machine 2"：

echo "Greetings from machine 2" > /var/www/html/index.html

現在，每次有人向第一臺服務器發送 HTTP 請求時，您都會得到"Hello from machine 1"響應，而第二臺服務器將響應"Greetings from machine 2".

測試您的高可用性集群

您現在已準備好測試您的高可用性集群。

打開一個新的終端窗口并查詢浮動IP地址。使用默認每 2 秒重復一次 curl 查詢的 watch 命令：

watch curl 188.214.131.108

您現在可以看到一條"Hello from machine 1"消息，這意味著當您對浮動 IP 地址進行 HTTP 查詢時，第一臺服務器正在響應。

現在重新啟動機器 1 并查看響應消息如何變化：

由于系統重啟導致機器 1 暫時不可用，本地 BGP 服務將 HTTP 查詢自動路由到機器 2。

如果您在客戶端刷新 BGP 服務狀態，您將看到以下輸出：

由于bgp-worker-1正在重新啟動，其 BGP 會話已丟失，并且服務器此時沒有連接路由器。

如果您等待幾分鐘直到bgp-worker-1重新啟動并再次刷新 BGP 服務狀態，您應該會看到會話已自動重新建立：

我們的 curl 查詢的輸出現在已更改為初始消息，因為 BGP 會話已重新建立：

結論

您現在已經在 Cherry 服務器上使用本地 BGP 服務成功部署和配置了一個高可用性集群。繼續在它之上構建或將這個概念納入您的生產系統，以使其在發生中斷時更具彈性和可用性。