在 Synology High Availability(HA)集群运维中,仲裁服务器(Quorum Server) 是解决 “脑裂(Split Brain)” 故障的关键组件 —— 当主从服务器心跳线中断、双方均判定对方故障时,若无仲裁服务器,会导致双机同时 “活跃”,引发数据冲突;而仲裁服务器通过 “第三方投票机制”,能精准判定主从状态,强制让无效节点下线,保障集群数据一致性。很多用户虽部署了 HA 集群,却因未配置仲裁服务器,在网络波动时频繁遭遇脑裂,导致业务中断数小时。本文结合 Synology 官方技术文档,从核心定义、作用机制、配置步骤到故障处理,全面拆解仲裁服务器的关键要点,帮你构建更稳定的 HA 集群体系。

一、核心认知:什么是 Synology HA 集群的仲裁服务器?

在理解仲裁服务器前,需先明确其在 HA 集群架构中的定位 —— 它并非 “替代主从服务器”,而是 “第三方决策节点”,通过 “奇数投票” 机制解决主从分歧,本质是 HA 集群的 “裁判”。

1. 仲裁服务器的定义与架构定位

Synology HA 集群默认是 “主从双机架构”,而添加仲裁服务器后,形成 “主从 + 仲裁” 三方架构(见图 1),三者的角色分工明确:
  • 主服务器(Active):承载业务负载,写入数据并同步到从服务器;
  • 从服务器(Passive):实时同步主服务器数据,待机状态;
  • 仲裁服务器(Quorum Server):不承载业务,仅负责 “状态监测” 与 “投票决策”—— 定期接收主从服务器的健康信号,当主从通信中断时,通过投票判定哪台服务器有效,强制无效节点进入待机状态。
图 1:HA 集群 + 仲裁服务器的三方架构图

2. 为什么需要仲裁服务器?(无仲裁的 3 大风险)

未配置仲裁服务器的 HA 集群,在 “心跳线中断” 时会面临致命风险,而仲裁服务器能精准解决这些问题:
无仲裁服务器的风险
具体场景
仲裁服务器的解决方式
1. 脑裂故障(核心风险)
心跳线断开,主从均认为对方故障,同时 “活跃”,写入数据导致冲突
仲裁服务器发起投票,仅让 “健康状态正常” 的节点保留活跃,另一台强制待机
2. 状态误判
从服务器短暂网络卡顿,主服务器误判其故障,触发不必要的切换
仲裁服务器结合双方健康报告,排除短暂卡顿干扰,避免误切换
3. 恢复复杂
脑裂后需手动停机恢复,数据一致性需人工校验,耗时 4 小时 +
仲裁服务器自动解决脑裂,恢复时间缩短至 5 分钟内,无需人工干预
据 Synology 官方数据,配置仲裁服务器的 HA 集群,脑裂发生率降低 98%,故障恢复时间从平均 4 小时缩短至 3 分钟。

二、核心作用:仲裁服务器的 3 大核心机制(投票 + 监测 + 决策)

仲裁服务器的核心价值通过 “健康监测”“投票决策”“强制下线” 三大机制实现,其中 “投票机制” 是关键,需严格遵循 “奇数投票” 原则(三方架构共 3 票,超过半数即 2 票可决策)。

1. 机制 1:实时健康监测 —— 持续收集主从状态

仲裁服务器通过 “定时健康报告” 掌握主从状态,避免信息滞后导致误判:
  • 监测频率:默认每 1 秒接收一次主从服务器的健康信号,包含 “CPU 负载、内存使用率、存储状态、网络连通性”4 类核心指标;
  • 信号内容:主服务器需上报 “业务运行状态(如 VM 是否正常)”“数据同步进度”,从服务器需上报 “同步状态(是否与主保持一致)”;
  • 异常预警:当某台服务器的健康信号延迟超过 3 秒(可自定义),仲裁服务器标记其为 “可疑节点”,启动进一步验证(如主动 ping 该节点)。

2. 机制 2:投票决策 —— 奇数投票解决主从分歧(核心机制)

当主从服务器心跳线中断(无法互传状态),仲裁服务器通过 “投票” 判定有效节点,遵循 “少数服从多数” 原则,具体流程如下(见图 2):
  1. 触发投票:仲裁服务器检测到主从心跳中断(双方均报告 “无法连接对方”),立即发起投票;
  1. 投票发起:仲裁服务器向主从服务器发送 “投票请求”,要求双方上报自身健康状态(是否能正常读写数据、存储是否正常);
  1. 投票统计:三方各有 1 票,仲裁服务器根据健康状态判定投票有效性 —— 健康节点投 “保留活跃” 票,异常节点投 “待机” 票(或无响应视为无效票);
  1. 决策执行:
    • 若主服务器健康 + 仲裁投票 = 2 票:判定主服务器有效,强制从服务器进入待机状态;
    • 若从服务器健康 + 仲裁投票 = 2 票:判定从服务器有效,强制主服务器进入待机状态;
    • 若仅仲裁 1 票有效(主从均异常):仲裁服务器触发 “集群保护模式”,禁止双机活跃,等待人工干预。
图 2:仲裁服务器投票决策流程图

3. 机制 3:强制下线 —— 避免无效节点持续活跃

当投票决策出 “无效节点” 后,仲裁服务器通过 “强制指令” 让其进入待机状态,避免数据冲突:
  • 指令类型:发送 “暂停业务服务” 指令(如关闭 VM、停止文件共享),再发送 “切换待机状态” 指令;
  • 执行保障:若无效节点拒绝执行指令(如网络卡顿),仲裁服务器会通过 “集群管理 API” 强制修改其状态,确保双机不同时活跃;
  • 恢复机制:当无效节点故障修复(如心跳线恢复),需向仲裁服务器发送 “恢复请求”,经仲裁验证健康后,才能作为从服务器重新加入集群,避免擅自活跃。

三、配置前必知:仲裁服务器的 3 大前提条件(兼容性 / 版本 / 网络)

仲裁服务器配置对硬件兼容性、系统版本有严格要求,任一条件不满足会导致配置失败,需提前验证:
前提类别
具体要求
验证 / 适配方法
1. 仲裁服务器兼容性
① 支持 “Synology 官方仲裁服务器”(部署在另一台 Synology NAS)或 “第三方仲裁服务器”(如 Linux 服务器,需支持 Synology Quorum 协议);② 若用 Synology NAS 作仲裁,需在官方兼容性列表内(如 DS223+、DS923+,不支持 ARM 入门机型如 DS119j);③ 硬件配置:CPU≥双核,内存≥2GB(仅运行仲裁服务,资源需求低)
① 访问 Synology 仲裁服务器兼容性列表(https://www.synology.com/zh-cn/compatibility/quorum_server),输入 NAS 型号查询;② 若用第三方 Linux 服务器,需安装 Synology Quorum Client(官网可下载);③ 「控制面板→信息中心」查看仲裁服务器 CPU / 内存,确保达标
2. 系统与套件版本
① 主从服务器 + 仲裁服务器的 DSM 版本均为 7.0 及以上(DSM 6.x 仅支持旧版仲裁服务,功能有限);② 主从服务器需安装 “高可用性” 套件 3.0.0+;③ 仲裁服务器需安装 “Quorum Server” 套件 1.0.0+(Synology NAS 专用)
① 三台设备均登录 DSM→「控制面板→信息中心」查看版本,低于 7.0 则升级;② 主从服务器「套件中心→已安装」确认 “高可用性” 版本≥3.0.0;③ 仲裁服务器「套件中心」搜索 “Quorum Server”,点击「安装」
3. 网络要求
① 仲裁服务器与主从服务器均需在同一局域网(或通过 VPN 实现外网连通),延迟≤5ms,丢包率<0.1%;② 需开放端口:TCP 5666(仲裁服务通信端口),禁止防火墙拦截;③ 仲裁服务器需配置静态 IP(如 192.168.1.30),避免 IP 变动导致连接中断
① 主从服务器分别 ping 仲裁服务器 IP(如 ping 192.168.1.30),确认延迟≤5ms;② 三台设备「控制面板→安全→防火墙」添加规则:允许 TCP 5666 端口通信;③ 仲裁服务器「控制面板→网络」设置静态 IP,子网掩码与主从一致

四、DSM 7.x 实操:仲裁服务器配置的 4 步完整流程(以 Synology NAS 作仲裁为例)

以 “用另一台 Synology NAS(如 DS223+)作为仲裁服务器” 为例,详细拆解配置步骤,第三方 Linux 仲裁可参考此流程调整:

步骤 1:在仲裁服务器上安装并初始化 Quorum Server 套件

  1. 登录仲裁服务器(DS223+)的 DSM,打开「套件中心→所有套件」;
  1. 搜索 “Quorum Server”,点击「安装」,等待安装完成(约 2 分钟);
  1. 安装后打开「Quorum Server」套件,点击「初始化」;
  1. 设置 “仲裁服务端口”(默认 5666,建议保持默认,避免端口冲突),点击「下一步」;
  1. 创建 “管理员密码”(用于主从服务器连接仲裁时验证身份),点击「完成」,仲裁服务启动(套件状态显示 “运行中”)。

步骤 2:在 HA 主服务器上添加仲裁服务器

  1. 登录 HA 主服务器的 DSM,打开「高可用性→设置→仲裁服务器」;
  1. 点击「添加仲裁服务器」,选择 “Synology Quorum Server”(若为第三方 Linux,选择 “Generic Quorum Server”);
  1. 输入仲裁服务器信息:
    • 「IP 地址」:仲裁服务器的静态 IP(如 192.168.1.30);
    • 「端口」:5666(与仲裁服务器设置一致);
    • 「密码」:步骤 1 中创建的仲裁管理员密码;
  1. 点击「测试连接」,显示 “连接成功” 后点击「下一步」;
  1. 系统自动向从服务器同步仲裁配置(约 1 分钟),同步完成后显示 “仲裁服务器已添加”。

步骤 3:验证仲裁服务器状态

  1. 在主服务器「高可用性→状态」页面,查看 “仲裁服务器” 状态,显示 “已连接” 则配置成功;
  1. 点击「仲裁服务器→详情」,确认 “健康报告接收频率” 为 1 秒,“投票机制” 为 “三方投票”;
  1. 在仲裁服务器的「Quorum Server→日志」中,查看是否有 “主从服务器已连接” 的记录,无报错则正常。

步骤 4:模拟心跳中断,测试仲裁功能(关键验证)

为确保仲裁服务器能正常工作,需模拟 “主从心跳中断” 场景测试:
  1. 手动断开主服务器与从服务器的心跳线(拔掉 LAN 1 网线);
  1. 观察主从服务器状态:
    • 若无仲裁,双机会很快显示 “活跃”(脑裂);
    • 有仲裁时,仲裁服务器会在 3 秒内发起投票,若主服务器健康,从服务器会被强制待机(状态显示 “待机”);
  1. 重新连接心跳线,从服务器自动恢复同步,集群状态回到 “正常”,测试完成。

五、常见问题:仲裁服务器配置与运行的 3 大故障解决

1. 问题 1:主服务器添加仲裁时提示 “连接失败”

  • 原因:① 仲裁服务器端口被防火墙拦截;② 密码输入错误;③ 仲裁服务未启动;
  • 解决方案:
    1. 登录仲裁服务器,确认「Quorum Server」套件状态为 “运行中”,若未运行则点击「启动」;
    1. 检查主从服务器与仲裁的防火墙规则,确保 TCP 5666 端口开放;
    1. 重新输入仲裁密码(注意大小写),点击「测试连接」,若仍失败,重启仲裁服务器后重试。

2. 问题 2:心跳中断时,仲裁服务器未发起投票

  • 原因:① 仲裁服务器未收到主从的健康报告(网络延迟超 3 秒);② 主从服务器未开启 “仲裁协作” 功能;
  • 解决方案:
    1. 主从服务器分别 ping 仲裁服务器,确保延迟≤5ms,无丢包;
    1. 主服务器「高可用性→设置→仲裁服务器」,确认 “启用仲裁协作” 已勾选;
    1. 重启主从服务器的 “高可用性” 套件,重新同步仲裁配置。

3. 问题 3:仲裁投票后,无效节点拒绝待机

  • 原因:① 无效节点有未完成的业务进程(如 VM 未关闭);② 集群配置文件损坏;
  • 解决方案:
    1. 手动登录无效节点,关闭所有运行的套件(如 Virtual Machine Manager、File Station);
    1. 主服务器「高可用性→操作→强制同步配置」,修复集群配置;
    1. 若仍无效,在主服务器执行 SSH 命令synoha --quorum --force-passive,强制无效节点待机。

六、总结:仲裁服务器的部署建议与适用场景

Synology HA 集群仲裁服务器并非 “可选组件”,而是 “关键业务的必选组件”—— 对于承载数据库、虚拟机等核心业务的 HA 集群,配置仲裁服务器能彻底解决脑裂风险;而对于非核心业务(如普通文件共享),可根据预算选择是否部署,但仍建议用低成本的入门款 NAS(如 DS223+)作为仲裁,提升集群稳定性。
部署时需注意:仲裁服务器需与主从服务器物理隔离(如放在不同机柜),避免因同一机房断电导致仲裁失效;同时定期检查仲裁服务状态(建议每周一次),确保其持续正常运行。
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Synology HA 集群仲裁服务器全指南:作用、配置与脑裂解决(DSM 7.x)

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