基于keepalived 实现VIP转移，lvs，nginx的高可用

一、Keepalived 高可用集群的解决方案

二、VRRP的有限状态机

三、利用keepalived 实现主从VIP的切换

四、实现在状态转变的时候自定义进行通知，

五、实现负载均衡

六：实现nginx的高可用

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一、Keepalived 高可用集群的解决方案

最初的诞生是为ipvs提供高可用的，在后端的realserver接收不到主节点的信息之后，keepalived能够自己调用ipvsadm命令生成规则，能够自动实现，将主节点的VIP以及ipvs规则“拿过来”，应用在从节点上，继续为用户服务。还可以实现对后端realserver的健康状况做检测。

keepalived在一个节点上启动之后，会生成一个Master主进程，这个主进程又会生成两个子进程，分别是VRRP Stack（实现vrrp协议的） Checkers(检测ipvs后端realserver的健康状况检测)

二、VRRP的有限状态机

VRRP双方节点都启动以后，要实现状态转换的，刚开始启动的时候，初始状态都是BACKUP，而后向其它节点发送通告，以及自己的优先级信息，谁的优先级高，就转换为MASTER，否则就还是BACKUP，这时候服务就在状态为MASTER的节点上启动，为用户提供服务，如果，该节点挂掉了，则转换为BACKUP，优先级降低，另一个节点转换为MASTER，优先级上升，服务就在此节点启动，VIP,VMAC都会被转移到这个节点上，为用户提供服务，

实验环境：

虚拟主机版本：

CentOS6.4-i686

两个节点：

node1.limian.com 172.16.6.1

node2.limian.com 172.16.6.10

准备

1、节点一：

同步时间：

[root@node1 ~]# ntpdate 172.16.0.1

安装keepalived

[root@node1 ~]# yum -y install keepalived

2、节点二做同样的工作

三、利用keepalived 实现主从VIP的切换

3.1我们修改下keepalived的配置文件：

[root@node1 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node1 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.back  //先给配置文件备份一下
[root@node1 keepalived]# vim keepalived.conf

3.2全局阶段

global_defs {
   notification_email {                        //定义邮件服务的
        root@localhost                         //定义收件人，这里改为本机，只是测试使用 
   }
   notification_email_from kaadmin@localhost   //定义发件人，
   smtp_server 127.0.0.1                       //定义邮件服务器，一定不能使用外部地址
   smtp_connect_timeout 30                     //超时时间
   router_id  LVS_DEVEL                       
}

3.3定义vrrp阶段

vrrp_instance VI_1 {          //定义虚拟路由，VI_1 为虚拟路由的标示符，自己定义名称
    state MASTER              //开启后，该节点的优先级比另一节点的优先级高，所以转化为MASTER状态
    interface eth0            //所有的通告等信息都从eth0这个接口出去
    virtual_router_id 7      //虚拟路由的ID，而且这个ID也是虚拟MAC最后一段的来源，这个ID号一般不能大于255，且这个ID一定不能有冲突
    priority 100            //初始优先级
    advert_int 1            //通告的个数
    authentication {        //认证机制
        auth_type PASS      //认证类型
        auth_pass 1111      //密码，应该为随机的字符串
    } 
    virtual_ipaddress {     //虚拟地址，即VIP
        172.16.6.100   
    }
}

这样我们主节点的配置文件就修改好了，需要复制到从节点上，再做适当的修改就可以使用了

[root@node1 keepalived]# scp keepalived.conf 172.16.6.1:/etc/keepalived/

3.4登录到从节点;

[root@node2 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node2 keepalived]# vim keepalived.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP       //修改从节点的状态，主节点为MASTER,从节点就为BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 7
    priority 99       //修改优先级，注意从节点的优先级一定要小于主节点
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.16.6.100
    }
}

3.5然后在主节点启动服务

[root@node1 keepalived]# service keepalived start
[root@node1 ~]# ip addr show   //查看我们定义的VIP

3.6在从节点启动服务

[root@node2 keepalived]# service keepalived start

把主节点上的服务停掉，看VIP会不会到从节点上

[root@node2 ~]# ip addr show

3.7在主节点上启动服务

[root@node1 ~]# service keepalived start
[root@node1 ~]# ip addr show    //检测结果发现VIP转移到了主节点

注：

默认情况下ARRP工作在“抢占模式”下，如果发现一个节点的服务停止了，另一个节点会立即把VIP和VMAC“抢过来”，如果在“非抢占模式”下，无论你的优先级过高，一个节点服务停止，另一个节点也不会“抢”VIP和VMAC，除非这个节点挂了，两一个节点才会“抢”。

四、实现在状态转变的时候自定义进行通知，

4.1这需要依赖于脚本来完成

主节点

[root@node1 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node1 keepalived]# vim notify.sh   //编写脚本
#!/bin/bash
vip=172.16.6.100
contact='root@localhost'
thisip=`ifconfig eth0 | awk '/inet addr:/{print $2}' | awk -F: '{print $2}'`
Notify() {
    mailsubject="$thisip is to bi $vip master"
    mailbody="vrrp transaction, $vip floated to $thisip"
    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
[root@node1 keepalived]# chmod +x notify.sh
[root@node1 keepalived]# ./notify.sh master
[root@node1 keepalived]# mail   //查看有没有收到通知
Heirloom Mail version 12.4 7/29/08.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root": 1 message 1 new
>N  1 root                  Wed Sep 25 14:54  18/668   "172.16.6.10 is to bi 172.16.6.100 mas"
&

转换状态查看是否会收到通知

[root@node1 keepalived]# ./notify.sh backup
[root@node1 keepalived]# ./notify.sh fault
[root@node1 keepalived]# mail
Heirloom Mail version 12.4 7/29/08.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root": 3 messages 2 new
    1 root                  Wed Sep 25 14:54  19/679   "172.16.6.10 is to bi 172.16.6.100 mas"
>N  2 root                  Wed Sep 25 14:57  18/668   "172.16.6.10 is to bi 172.16.6.100 mas"
 N  3 root                  Wed Sep 25 14:57  18/668   "172.16.6.10 is to bi 172.16.6.100 mas"
&

说明脚本正常工作，那么去编辑配置文件

[root@node1 keepalived]# vim keepalived.conf

在全局阶段添加

vrrp_script chk_mantaince_down{   //定义可以手动控制状态的脚本
   script "[[ -f /etc/keepalived/down ]] && exit 1 || exit 0"
   interval 1                    //检查时间间隔
   weight -2                     //如果检测失败，优先级-2
}

在vrrp阶段添加如下几行

track_script {     //引用定义的脚本
       chk_mantaince_down
    }
  notify_master"/etc/keepalived/notify.sh master"
   notify_backup"/etc/keepalived/notify.sh backup"
   notify_fault"/etc/keepalived/notify.sh fault"

4.2将该脚本复制到另一个节点，

[root@node1 keepalived]# scp notify.sh 172.16.6.1:/etc/keepalived/

并在配置文件中相应的位置添加相同内容

两个节点都重启服务

4.3让主节点变成从节点

root@node1 keepalived]# touch down

通过监控，发现主节点立即变成从节点，并收到一封邮件

[root@node1 keepalived]# tail -f /var/log/messages
You have new mail in /var/spool/mail/root

五、实现负载均衡

5.1编辑配置文件

[root@node1 keepalived]# vim keepalived.conf
#####负载均衡阶段#################
virtual_server 172.16.6.100 80 {  //指定VIP和端口
    delay_loop 6  //延迟多少个周期再启动服务，做服务检测
    lb_algo rr loadbalance 负载均衡调度算法
    lb_kind DR 类型
    nat_mask 255.255.0.0 掩码
    persistence_timeout 0 持久连接时间
    protocol TCP                     //协议
    real_server 172.16.6.11 80 {  //定义后端realserver的属性
        weight 1
HTTP_GET {                    //定义检测的方法
            url {                      //检测的URL
              path /
status_code 200       //获取结果的状态码
            }
            connect_timeout 3   //连接超时时间
            nb_get_retry 3       //尝试次数
            delay_before_retry 3  //每次尝试连接的等待时间
        }
}
real_server 172.16.6.12 80 {    //定义后端realserver的属性
        weight 1
HTTP_GET {                      //定义检测的方法
            url {               //检测的URL
              path /
status_code 200                 //获取结果的状态码
            }
            connect_timeout 3   //连接超时时间
            nb_get_retry 3       //尝试次数
            delay_before_retry 3 //每次尝试连接的等待时间
        }
    }
}

5.2、在从节点上做同样的修改

5.3重启服务并用ipvsadm命令检测是否会生成规则

[root@node1 keepalived]# service keepalived restart
[root@node1 keepalived]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.6.100:80 rr
[root@node1 keepalived]#

但是为什么没有我们定义的两个realserver呢？那是因为没启动虚拟机呢，健康状况检测没通过，就不会显示了，我们去启动一个虚拟机，并启动服务即可。

并执行如下命令，做lvs负载均衡的DR模型

#ifconfig lo:0 172.16.6.11 broadcast 172.16.6.11 netmask 255.255.255.255 up
#route add -host 172.16.6.11 dev lo:0
#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

注：

1、后端的realserver的数量可以添加多台，但是需要在主节点的配置文件中给出相应的配置，并在添加的realserver上执行相关命令即可

2、尽管keepalived可以自行添加ipvs规则，实现负载均衡，但是无法实现动静分离，在生产环境中我们要根据场景选择最佳的方案。

六：实现nginx的高可用

6.1前提

两个节点上都装上nginx服务，并确保httpd没启用

# netstat -tunlp //确保80端口没占用

# service nginx start

6.2为每个节点的nginx编辑一个页面，以便于效果更直观一些

[root@node1 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html  //节点1
172.16.6.10
[root@node2 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html  //节点2
172.16.6.1

6.3确保nginx可以正常访问

6.4然后停掉服务，

[root@node1 keepalived]# vim notify.sh //修改脚本，让它可以监测nginx服务，并可以启动或关闭服务
##################
case "$1" in
    master)
        notify master
        /etc/rc.d/init.d/nginx start
        exit 0
    ;;
    backup)
        notify backup
        /etc/rc.d/init.d/nginx stop
        exit 0
    ;;
    fault)
        notify fault
        /etc/rc.d/init.d/nginx stop
        exit 0
    ;;
######################################

6.5同步脚本到节点2

[root@node1 keepalived]# scp notify.sh 172.16.6.1:/etc/keepalived/

6.6在主节点上

[root@node1 keepalived]# touch down
[root@node1 keepalived]#ss -tunl   //发现80端口未被监听
[root@node1 keepalived]# rm -f down
[root@node1 keepalived]#ss -tunl  //发现80端口已经被监听