HA 脑裂原理

HA 脑裂原理

“裂脑”，乃一个形象的术语，系HA系统危机情景。

引子：“裂脑”是治疗“癫痫”病的一种手术。医生们认为癫痫病发作是由于大脑“异常放电”所至。为了阻止“异常放电”波及整个大脑（左、右半脑），就用手术来割断病人左右脑的连接神经。使病人在发病时至少还有半个大脑正常、能控制行为。但施行过手术的所谓“裂脑人”在术后有一段不适应期，表现得行为分裂，仿佛体内存在着2个人，时常要发生冲突。例如，右脑想让一只手去脸上挠痒痒，左脑却不认同、以为是谁的手要“登鼻子上脸”就让另一只手去阻止，于是明明是自己的2只手，却互不相让、扭在一起扳起了手腕...传说中的左右手互博就这样诞生了！！

　　在高可用（HA）系统中，当联系2个节点的“心跳线”断开时，本来为一整体、动作协调的HA系统，就分裂成为2个独立的个体。由于相互失去了联系，都以为是对方出了故障。两个节点上的HA软件像“裂脑人”一样，争抢“共享资源”、争起“应用服务”，就会发生严重后果——或者共享资源被瓜分、2边“服务”都起不来了；或者2边“服务”都起来了，但同时读写“共享存储”，导致数据损坏（常见如数据库轮询着的联机日志出错）。

对付HA系统“裂脑”的对策，目前达成共识的的大概有以下几条：
1）添加冗余的心跳线，例如：双线条线（心跳线也HA），尽量减少“裂脑”发生几率；
2）启用磁盘锁。正在服务一方锁住共享磁盘，“裂脑”发生时，让对方完全“抢不走”共享磁盘资源。但使用锁磁盘也会有一个不小的问题，如果占用共享盘的一方不主动“解锁”，另一方就永远得不到共享磁盘。现实中假如服务节点突然死机或崩溃，就不可能执行解锁命令。后备节点也就接管不了共享资源和应用服务。于是有人在HA中设计了“智能”锁。即：正在服务的一方只在发现心跳线全部断开（察觉不到对端）时才启用磁盘锁。平时就不上锁了。
3）设置仲裁机制。例如设置参考IP（如网关IP），当心跳线完全断开时，2个节点都各自ping一下参考IP，不通则表明断点就出在本端。不仅“心跳”、还兼对外“服务”的本端网络链路断了，即使启动（或继续）应用服务也没有用了，那就主动放弃竞争，让能够ping通参考IP的一端去起服务。更保险一些，ping不通参考IP的一方干脆就自我重启，以彻底释放有可能还占用着的那些共享资源。