服务器的灾难备份.docx

DHCP 服务器的灾难备份 概述 动态主机设置协议 (DHCP) 用于为用户提供网络参数配置，其最重要的功能就是动态分配 IP 地址。作为一种核心的网络服务，要求其具有高鲁棒性，高灵活性，简单说就是具有冗余备份功能。传统的简单冗余实现，往往会带来 IP 地址空间不足，无法实现在线切换等问题。目前由 ISC (Internet Software Consortium) 提供的开源 DHCP 软件实现了 Failover( 灾难备份 ) 的功能 , 很好地解决了传统方法带来的问题，在业界得到广泛地应用，特别是 Linux 平台，很早就采用了该实现方法。但实践中由于客户对该功能的理解不够深入，影响了工程中使用，本文归纳了灾难备份中的几个主要概念：服务器状态机转移，IP 地址绑定状态的变更等 , 着重对灾备的原理进行详细介绍 , 有利于用户在工程中充分发挥灾备的强大功能。 灾备中 DHCP 服务器的状态机切换 IETF 的 draft-ietf-dhc-failover-07.txt 文档中描述了 DHCP 灾备协议，ISC DHCP 4.1 服务器对这一协议进行了实现，它允许两台服务器共享公共地址池，每个服务器可以分配地址池中一半的地址，这时候我们说两个服务器都处于 NOMAL 状态下。如果其中一台服务器 S1 出现故障，虽然两台机子的通信失败，但另外一台 S2 的 DHCP 服务不会有任何影响，他可以响应已分配地址客户端的 renew 消息，也可以接收新客户端的 discovery 消息，然后基于自己管理的一半地址池，分配给他们可用的地址，这种情况下 S2 会自动切换到 COMMUNICATION-INTERRUPTED 状态。 如果故障服务器 S1 长期无法恢复，我们就需要将 S1 宕机的消息告知 S2（通常是向 S2 发送 omshell 外部命令）, 这时候 S2 会等待一个安全期（由配置文件中的 MCLT 定义），保证 S1 服务的 IP 地址都已过期，然后 S2 将会回收先前由 S1 管理的另外一半地址池，对整个地址池进行管理和分配，同时 S2 会自动切换到 PARTNER-DOWN 状态。之后当 S1 恢复时，它会自动检测网络，与 S1 进行通信，然后向 S1 发出同步地址数据库的请求，等同步完成后，两个服务器就会像以前一样各自管理一半的地址池，自动进入 NORMAL 状态。 总之，NORMAL, COMMUNICATION-INTERRUPTED, PARTNER-DOWN 是 DHCP 灾备机制中的三种主要状态机，事实上，灾备切换是一个复杂的过程，其中还包含很多中间状态，比如，RECOVER 状态、RECOVER-DONE 状态、 POTENTIAL-CONFLICT 状态，等等。下图是灾备中主要状态机的切换。 图 1. 灾备中的主要状态机切换 NORMAL 状态下的 DHCP 服务操作 当 DHCP 服务器处于 NORMAL 状态时，每个服务器都会响应所有的 DISCOVERY 消息，响应来至于自己已分配地址客户端的 REQUEST 消息（REQUEST/RENEWAL 和 REQUEST/REBINDING 除外），而对于地址池中任何客户端的 REQUEST/RENEWAL 和 REQUEST/REBINDING 消息，每个服务器都可以响应。另外，一个服务器 S1 对客户端的消息响应可能会引起其地址数据库的数据更新，比如新分配了地址，时间戳发生变化，或客户端地址过期，这时 S1 会将更新消息（BNDUPD）及更新内容发送给它的 PARTNER 服务器 S2，S2 完成对自己的地址数据库更新后，会向 S1 回复消息（BNDACK）； COMMUNICATIONS-INTERRUPTED 状态下的 DHCP 服务操作 当两个服务器处于 COMMUNICATIONS-INTERRUPTED 状态下时，每个服务器都独立地提供 DHCP 服务，而并不假定 PARTNER 服务器已经宕机。事实上，它的 PARTNER 服务器也许工作正常只是通信发生了问题，或者是真的不工作了。在这样的情形下，每个服务器都会响应来自任意客户端的请求消息，而当它们之间的通信恢复后，双方服务器会自动地进行一个地址数据库的同步整合操作； PARTNER-DOWN 状态下的 DHCP 服务操作 当一个服务器处于 COMMUNICATIONS-INTERRUPTED 状态下时，该服务器假定它的 PARTNER 处于宕机状态，并基于整个地址池为所有的 DHCP 客户端提供服务。 DHCP 地址数据库中 IP 地址的状态切换 大多数 DHCP 服务器中，一个 IP 地址能呈现多种状态。灾备工作模式下，对于管辖范围内的所有 IP， 一个服务器和它