Keepalived高可用LVS反向代理服务器

Keepalived是什么?

Keepalived是VRRP在Linux上的一种实现，以守护进程方式运行。
能够更具配置文件自动生成ipvs规则并对各个RS做健康状态监测。

VRRP:Virtual Router Redundancy Protocol，也叫做虚拟路由冗余协议。
他的原理是将多个设备组成一个虚拟路由器。
这些设备之间会通过VRRP协议传递心跳信息以检测设备是否已经故障。
他早期用于网络设备冗余，防止单点故障。
其实通俗来说，就是设备的热备份。
在故障产生的时候，可以省去人为地切换，减少故障时间。

使用Keepalived之前我们需要掌握的知识

常用实现方案：

主备模型：
将多个服务器配置成一个虚拟路由器，一主多备。
主主模型：
组成多个虚拟路由器，提供多个服务。
虽然本质上都是一主多备，但是角色分配不一样。

主备之间的工作模式:

抢占模式:优先级。
一开始定义成Master，优先级低还是会被抢走。
非抢占模式:先到先得
服务器之间不会根据优先度动态竞选成Master”
除非本王死了，要不然你一辈子都是太子“那种感觉。

Keepalived中的术语：

VRID:虚拟路由器的标识。有相同 VRID 的一组路由器构成一个虚拟路由器。
虚拟 MAC 地址:一个虚拟由器拥有一个虚拟 MAC 地址。
虚拟 MAC 地址的格式为 00-00-5E-00-01-{VRID}。
通常情况下，虚拟路由器回应 ARP 请求使用的是虚拟 MAC 地址，
只有虚拟路由器做特殊配置的时候，才回应接口的真实 MAC 地址。
优先级:VRRP 根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的地位。
优先级是0-255之间的数值，数字越大优先级越高

VRRP工作过程:

1.选出一个主路由器:看优先级;优先级一样就看ip，谁大谁是Master。
2.发送arp欺骗的IP报文，通知其连接的设备，并开始承担报文转发的任务。
3.周期性发送心跳信息、优先级、还有工作状况。
因为不可能同时将同一个对外的IP地址配置在两台路由器上面。
所以要arp欺骗报文，告诉对方自己的MAC地址给ARP表。

配置Keepalived高可用LVS反向代理后端Web服务器

实验拓扑：

KeepAlived

主机名	主机地址	安装组件
node1	192.168.2.201,192.168.2.221	Keepalived
node2	192.168.2.202,192.168.2.222	Keepalived
node3	192.168.2.203	Apache
node4	192.168.2.204	Apache

本文中的服务器使用CentOS7.1，Keepalived-1.2.13
服务器均关闭iptables和selinux

注意：

这里我们node1和node2为什么要设置两个ip?
因为你试想只有一个ip的话，当node1发生故障，ip转移到node2的时候，我们怎么访问node1？
所以192.168.2.201用作固定访问用，实际环境中可以是内网ip地址。
而192.168.2.221则视为keepalived可以转移的公网ip。

(1)node1和node2安装keepalived和ipvsadm

  [root@node1 ~]# yum install ipvsadm keepalived 
  [root@node2 ~]# yum install ipvsadm keepalived

(2)修改网络配置

[root@node1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777736

TYPE=Ethernet
BOOTPROTO="static"
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
NAME=eno16777736
DEVICE=eno16777736
ONBOOT=yes
IPADDR="192.168.2.201"
NETMASK="255.255.255.0"
DNS1="192.168.2.1"
GATEWAY="192.168.2.1"

[root@node1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777736:0

TYPE=Ethernet
BOOTPROTO="static"
NAME=eno16777736:0
ONBOOT=yes
IPADDR="192.168.2.211"
NETMASK="255.255.255.0"
DNS1="192.168.2.1"
GATEWAY="192.168.2.1"
ONPARENT=yes

[root@node1 ~]# service network restart

[root@node1 ~]# ifconfig 
eno16777736: flags=4163  mtu 1500
        inet 192.168.2.201  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.2.255
        inet6 fe80::250:56ff:fe3c:d757  prefixlen 64  scopeid 0x20
        ether 00:50:56:3c:d7:57  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 125436  bytes 31500491 (30.0 MiB)
        RX errors 0  dropped 6  overruns 0  frame 0
        TX packets 234981  bytes 17023789 (16.2 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

eno16777736:0: flags=4163  mtu 1500
        inet 192.168.2.211  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.2.255
        ether 00:50:56:3c:d7:57  txqueuelen 1000  (Ethernet)

(3)修改keepalived配置（全局配置段和主机配置段）

[root@node1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
        root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_HOST1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eno16777736
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.2.221/24 dev eno16777736 label eno16777736:1
    }
}


vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eno16777736
    virtual_router_id 52
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 2222
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.2.222/24 dev eno16777736 label eno16777736:2
    }
}

注意：
1.node2的配置中
  将VI_1的改为priority 99，state BACKUP，
  将VI_2的改为priority 100，state MASTER！！！
也就是说，
  VI_1中，node1的优先度是100的MASTER，node2则是优先度99的BACKUP
  VI_2中，node1的优先度是99的BACKUP，node2则是优先度是100的MASTER
2.这里一个VI就是一个虚拟路由器，所以这里有两个VI，所以组成了两个虚拟路由器。
这样是为了可以实现双主，不会让备份主机处于空闲而造成浪费。

在这一步完成之后，我们就可以先保存一下，然后重启Keepalived服务了。
因为是第一次，我们先分开来配置，不用到时候配置了LVS的参数再重启。
这样更加容易排错。要不然，lvs的配置有错误，这里的配置也有错误，就很混乱。

此时检验keepalived是否工作正常的方法：
通过关闭node1上面的keepalived，看看192.168.2.221会不会转移到node2上面。
同样，关闭node2上面的keepalived，看看node2的ip192.168.2.222会不会转移到node1上。

(3)还是同一个配置文件,这次修改LVS相关配置(LVS配置段)。

virtual_server 192.168.2.221 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    sorry_server 127.0.0.1 80

    real_server 192.168.2.203 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }

    real_server 192.168.2.204 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }
}

virtual_server 192.168.2.222 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    sorry_server 127.0.0.1 80

    real_server 192.168.2.203 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }

    real_server 192.168.2.204 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }
}

这个配置主要用于自动生成lvs规则。
这里定义了两个lvs的Director规则，每个VirtualServer后面都定义RealServer。
这里我们做了一个双主的模型，也就是lvs1和lvs2都工作。
假如lvs1故障，lvs1的ip就会转移到lvs2上。
假如lvs2故障，lvs1的ip就会转移到lvs1上。

重启keepalived之后查看效果（node1）

[root@bc ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.2.221:80 rr 
  -> 192.168.2.203:80             Route   1      0          0         
  -> 192.168.2.204:80             Route   1      0          0         
TCP  192.168.2.222:80 rr 
  -> 192.168.2.203:80             Route   1      0          0         
  -> 192.168.2.204:80             Route   1      0          0

此时node1只有192.168.2.221的ip，所以只有上面的生效。

(4)node3和node4的配置

我们将它写成一个脚本，目标是为了将LVS1的VIP和LVS2的VIP分别配置在lo:0和lo:1上面
接受start参数的时候，做arp限制；接受stop参数的时候，取消限制。
这样做是为了，当两个VIP都切换过来的时候，可以进行响应。

[root@node3 ~]# vim RealServer.sh 

#!/bin/bash

usage(){
        echo "This Script is design for setting the arp argument for lvs-dr RealServer"
        echo "Usage:`basename $0` start|stop"
}

case $1 in
        start)
                echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
                echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
                echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
                echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
                echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
                ifconfig lo:0 192.168.2.221/32 broadcast 192.168.2.221 up
                ifconfig lo:1 192.168.2.222/32 broadcast 192.168.2.222 up
                route add -host 192.168.2.221 dev lo:0
                route add -host 192.168.2.222 dev lo:1
                ;;
        stop)
                echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
                echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
                echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
                echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
                echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
                ifconfig lo:0 192.168.2.221/32 broadcast 192.168.2.221 down
                ifconfig lo:1 192.168.2.222/32 broadcast 192.168.2.222 down
                route del -host 192.168.2.221 dev lo:0
                route del -host 192.168.2.222 dev lo:1
                ;;
        *)
                usage
                ;;
esac

(5)测试方法

由于这一步十分难做演示，所以说一下主要的步骤。
当node1使用systemctl stop keepalived.service的时候，
使用192.168.2.221会转移到node2，浏览器依然可以使用192.168.2.221访问node3和node4
同时使用192.168.2.222依然可以访问node3和node4，不影响node2的正常运作。

当node2使用systemctl stop keepalived.service的时候，
使用192.168.2.221依然可以访问node3和node4，不影响node1的正常运作。
同时192.168.2.222此时会转移到node1，浏览器依然可以使用192.168.2.221访问node3和node4

所以你怎么刷，或者关掉任意一个LVS，都可以用192.168.2.221和192.168.2.222这两个ip访问后端两台主机。

注意：
因为这里为了显示效果，使用了IP访问。使用IP访问的时候，假如有多台虚拟主机，一定会默认访问第一个。
上面的Keepalived配置的ACTIVE/ACTIVE模式，一般是httpd配置放两个虚拟主机网站。

这样用域名访问网站的时候，假如指向同一个IP的时候，也能显示不同的网站。