keepalive构建高可用LVS集群

一、什么是keepalived？

    利用虚拟路由冗余协议（vrrp）技术，实现lvs的高可用，也可以对nginx和haproxy等轻量级带有负载均衡的软件进行高可用。因为keepalived非常轻量级，速度非常快，配置简单，所以受到众多企业运维人员青睐。 

   参考资料：http://outofmemory.cn/wiki/keepalived-configuration

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二、虚拟路由备份协议

    VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议）是一种容错协议，这个协议内的所有路由分为主备，平时数据都是由主节点的IP接口接收转发，一旦主节点故障，就自动启动备用节点，夺取主节点的IP，接管主节点的所有转发工作。

    

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三、案例:KeepAlived 实现高可用 LVS

    1、环境准备

1.   准备两个http节点：172.16.113.13          172.16.113.14            vip：172.16.13.1

2.   准备两个lvs节点：  172.16.13.13            172.16.13.14             vip：172.16.13.1

3.   测试两个lvs节点可不可以对后面两个http节点进行负载均衡

4.   配置keepalived：172.16.13.13     172.16.13.14                         vip：172.16.13.1

5.   测试keepalived对lvs的高可用性

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     2、网络拓扑图

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    3、两个http节点上的配置

       1)安装并开启http服务，确保80端口开启可用；

       2)配置lvs-RS

# vim chk-lvs.sh               //写个脚本配置方便多了，只要执行以下就可以了
#!/bin/bash
vip=172.16.13.1
interface="lo:0"
case $1 in
start)
    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/all/arp_announce
    echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
    ifconfig $interface $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
    route add -host $vip dev $interface
;;
stop)
    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/all/arp_announce
    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
    ifconfig $interface down
;;
status)
    if ifconfig lo:0 |grep $vip &> /dev/null; then
echo "ipvs is running."
    else
echo "ipvs is stopped."
    fi
;;
*)
    echo "Usage: `basename $0` {start|stop|status}"
    exit 1
esac
# service httpd start
# bash chk-lvs start

      3）浏览器分别输入172.16.113.13和172.16.113.14测试http服务是否可用

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    4、准备两个LVS节点并测试可用

      1） 安装ipvsadm

      2)  配置ipvs规则

      3） 测试lvs负载均衡是不是可用

# yum install ipvsadm -y

# vim ipvs.sh 
#!/bin/bash
vip=172.16.13.1
rip=('172.16.113.13' '172.16.113.14')
weight=('1' '2')
port=80
scheduler=rr
ipvstype='-g'
case $1 in
start)
    iptables -F -t filter
    ipvsadm -C
    ifconfig eth0:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
    route add -host $vip dev eth0:0
    echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
    ipvsadm -A -t $vip:$port -s $scheduler
    [ $? -eq 0 ] && echo "ipvs service $vip:$port added."  || exit 2
    for i in `seq 0 $[${#rip[@]}-1]`; do
        ipvsadm -a -t $vip:$port -r ${rip[$i]} $ipvstype -w ${weight[$i]}
        [ $? -eq 0 ] && echo "RS ${rip[$i]} added."
    done
    touch /var/lock/subsys/ipvs
;;
stop)
    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
    ipvsadm -C
    ifconfig eth0:0 down
    rm -f /var/lock/subsys/ipvs
    echo "ipvs stopped."
;;
status)
    if [ -f /var/lock/subsys/ipvs ]; then
echo "ipvs is running."
ipvsadm -L -n
else
echo "ipvs is stopped."
fi
;;
*)
    echo "Usage: `basename $0` {start|stop|status}"
exit 3
;;
esac
   
# bash ipvs.sh start
# ipvsadm -Ln

      4）浏览器输入172.16.13.1测试DR模型能不能负载

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    5、安装配置keepalived

# yum install keepalived -y
# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   notification_email {
     [email protected]                        //目标邮箱，可以有多个
   }
   notification_email_from [email protected]           //发件人邮箱
   smtp_server 127.0.0.1                 //邮件服务器地址
   smtp_connect_timeout 30               //邮件服务器连接超时时长
   router_id LVS_DEVEL   //运行Keepalived服务器的一个标识。发邮件时显示在邮件标题中的信息
}
vrrp_script chk_mt_down {           //定义一个函数，检测外部因素决定权重的增加或删除
    script "[[ -f /etc/keepalived/down ]] && exit 1 || exit 0"     //如果检测到down文件，就自动减5个数值的权重
    interval 1                     //一秒检测一次
    weight -5 
}
vrrp_instance VI_1 {              //定义一个vrrp实例
    state BACKUP                  //装态有两个MASTER  /  BACKUP
    interface eth0                //指定网卡
    virtual_router_id 52    //虚拟路由标识，这个标识是一个数字，并且同一个vrrp实例使用唯一的标识，即同一个vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须是一致的，范围0-255
    priority 95           //定义优先级，数字越大，优先级越高，在一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级。
    advert_int 1          //设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
    authentication {                 //设定认证机制
        auth_type PASS               //设置验证类型，主要有PASS和AH两种
        auth_pass 21111             //主备密码必须相同
    }
    virtual_ipaddress {    //虚拟ip可以定义多个；格式：ip/16 dev eth2 label eth2:1  
        172.16.13.1
    }
        track_script {        //在这里定义一个函数，追踪上面定义的chk_mt_down函数
chk_mt_down
        }
 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"     //下面三行定义消息通知机制的，需要在/etc/keepalived/目录下创建执行脚本notify.sh,脚本内容下面给出
 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
virtual_server 172.16.13.1 80 {            //定义ipvs规则
    delay_loop 6                           //健康状态检查间隔
    lb_algo rr                             //lvs的调度算法
    lb_kind DR                             //lvs的工作模式有DR/NAT/TUN
    nat_mask 255.255.255.255        //掩码netmask 255.255.255.255
#    persistence_timeout 10         //这里是定义会话保持的，单位是秒，因为要测试高可用，所以注释掉了
    protocol TCP                                           //转发协议的类型有tcp/udp两种
    real_server 172.16.113.13 80 {                //定义后端http服务器的
        weight 1                                                     //权重
    TCP_CHECK {                                        //定义健康状态检测方式
          connect_timeout 3
          nb_get_retry 3
          delay_before_retry 3
        }
       }
    real_server 172.16.113.14 80 {
        weight 1
    TCP_CHECK {                                   //定义TCP_CHECK方式
          connect_timeout 3                         //定义连接超时
          nb_get_retry 3                              //定义重试次数
          delay_before_retry 3                    //定义重试间隔
        }
    }
}
# vim /etc/keepalived/notify.sh           //邮件通知机制的运行脚本
 vip=172.16.13.1
contact='kaadmin@localhost'    //必须有kaadmin这个用户存在才可以收到邮件；su - kaadmin 后使用mail查看邮件
notify() {
 mailsubject="`hostname` to be $1: $vip floating"
 mailbody="`date '+%F %H:%M:%S'`: vrrp transition, `hostname` changed to be $1"
echo $mailbody | mail -s "$mailsubject" $contact
}
case "$1" in
master)
notify master
exit 0
;;
backup)
       notify backup
exit 0
;;
fault)
notify fault
exit 0
;;
*)
echo 'Usage: `basename $0` {master|backup|fault}'
exit 1
 ;;
esac
# chmod +x  /etc/keepalived/notify.sh                //添加执行权限
# service keepalived start          //启动keepalived

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    6、测试高可用的LVS

              1）浏览器输入172.16.13.1查看负载均衡是否可用   

         2）将后端http服务器下线，测试健康状态检测是否可用

# service httpd stop
# ipvsadm -Ln                                //查看规则显示113.13节点已经下线

         3）创建down文件，测试keepalived是不是可以自动转变"主备"

# touch /etc/keepalived/down
# tail -f /var/log/messages                       //日志显示节点转变为backup节点

# rm  -f /etc/keepalived/down                        
# tail /var/log/messages      //日志显示当前节点转变为master节点

        4）将主节点keepalived关闭，查看备节点能不能转变为主节点

# service keepalived stop
# tail -6 /var/log/messages

       5）最后检查邮件通知能不能正常接收查看

# su - kaadmin
# mail                             //我已经收到了6封邮件了