1. 什么是高可用，为什么要设计高可用?
- 两台业务系统启动着相同的服务,如果有一台故障,另一台自动接管,称为高可用.
- 高可用的目的: 保证系统实时不间断的可用性. (每一层都要考虑高可用)
- 系统可靠性评估
2. 高可用使用什么工具来实现? 是硬件还是软件?
- 软件 Keepalived
3. keepalived如何实现高可用?
- keepalived是通过vrrp来实现的高可用. vrrp,虚拟路由冗余协议.
4. vrrp诞生的过程以及vrrp的原理?
- 虚拟路由冗余协议
客户端 -----> 网关 (10.0.0.254)
pc1 >>>>
pc2 >>>> 路由器/网关设备 （10.0.0.254）（master 主设备） 例: 出现故障
路由器/网关设备 （10.0.0.253）（backup 主设备）
pc3 >>>>
# 用户正常将请求发送给 主设备，当主设备出现问题，情况会如下：
解决方法1：
加一台备设备 10.0.0.253
解决方法2:
将备改为主的地址，但是此操作无法解决问题；
因为在第一次网络包通讯的时候，pc会记录一个mac地址，在第一次网络包通讯的时候，pc会记录一个mac地址(硬件地址，假设是主设备的mac地址)
如果将备地址改为主地址，但是pc还是会将请求发送给记录的mac(主设备，但是主设备已经故障)
如果修改mac地址表
1. mac 表会定时刷新(不到时间，不会自动刷新)，但是调整过期时间
此处就用到了vrrp协议
vrrp
pc1 >>>>
pc2 >>>> v ip 路由器/网关设备 （10.0.0.254）（master 主设备） 例: 出现故障
v mac 路由器/网关设备 （10.0.0.253）（backup 主设备）
pc3 >>>>
vrrp会在客户端与网管设备中间加一个 vip （虚拟ip） vmac （虚拟mac地址），pc就会将请求发给vip， vip会将请求发送给 备设备，这个时候keepalive会通知pc arp更新了，这样就做到了无缝连接
5. keepalived高可用使用场景?
通常业务系统需要保证7X24小时不down机。比如公司内部OA系统，每天公司人员都需要使用，则不允许down机。作为业务系统来说随时随地地都要求可用。
6. keepalived高可用核心概念总结
- 1.如何确定谁是主节点谁是备节点。(投票选举？优先级？)
- 2.如果Master故障，Backup自动接管，那Master恢复后会夺权吗？(抢占式、非抢占式)
- 3.如果两台服务器都认为自己是Master会出现什么问题？(脑裂)
7. keepalived高可用安装与配置
7.1 安装
yum install -y keepalived
在 lb01 和 lb02 上安装
7.2 配置
rpm -qc keepalived
/etc/keepalived/keepalived.conf
/etc/sysconfig/keepalived
'【主】 配置文件'
global_defs {
router_id lb01 标识信息，随意指定
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER 表示此设备为主
priority 150 优先级
interface eth0 绑定到eth0 网卡
virtual_router_id 50
advert_int 1 心跳间隔时间，秒；检测【主】是否存在（正常/故障）
authentication { 发送心跳，主机之间的认证
auth_type PASS
auth_pass 1111 认证密码
}
virtual_ipaddress {
10.0.0.99 虚拟ip地址，可以写多个，都可以
}
}
'【备】 配置文件 '
global_defs {
router_id lb02 标识信息，随意指定
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP 表示此设备为备
priority 100 优先级
interface eth0
virtual_router_id 50
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.0.0.99 虚拟ip地址，可以写多个，都可以
}
}
7.3 启动
systemc start keepalived
7.4 测试
查看主设备，虚拟IP 是否绑定成功（主设备工作正常）
ping 虚拟IP
查看 arp地址表
可以看出虚拟IP 的物理地址和【主设备】的MAC地址相同，MAC 使用的是 【主设备】
因为改过 【主设备】eth0 网卡的IP ，所以跟上图的【主设备】IP不同，MAC地址相同
8. keepalived高可用地址漂移测试?
提供一个 VIP 和 VMAC 模拟 master停止keeplaived 看是否会发生地址漂移至Backup
主IP 10.0.0.21 备IP 10.0.0.201
在ping 虚拟IP 的时候，将Master停掉，可以看到，VMAC 和VIP 自动切换到 BACKUP 上
可以看到，在MASTER设备停掉之后，虚拟IP 会漂移绑定到 BACKUP 上 10.0.0.201 就是BACKUP的IP地址，keepalived 也通知系统，arp地址表更新了
9. keepalived高可用抢占式与非抢占式
在访问量高的网站上，不能频繁切换的，不配置非抢占式，当Master设备出现故障，转换到BACKUP 上进行访问时，如果没有配置非抢占式，主Master设备会抢回资源，这样就会出现抢占式，导致不稳定，如何配置非抢占式??
Master
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
priority 150
nopreempt 非抢占式配置
}
Backup
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
priority 100
nopreempt 非抢占式配置
}
注： 两台设备都要配置 'state 全部改成 BACKUP'，根据优先级判断，如果不改Master 还是会抢占
测试
主 10.0.0.21
备 10.0.0.201
停掉优先级高的设备
如果没有配置抢占式，优先级高的设备在启动/恢复的时候，会将VIP抢占，配置了非抢占式之后，启动优先级高的设备之后，不会抢占,如下：
可以看出，在配置了非抢占式之后，优先级高的设备故障之后恢复并没有抢占走VIP
注： 两台设备都要配置 'state 全部改成 BACKUP'，根据优先级判断，如果不改Master 还是会抢占
10. keepalived高可用与Nginx集成
- PS: 有 Nginx 负载均衡，并不一定要用Keepalived
- Nginx 单独就可以实现流量分发和调度
- 多用在硬件环境上
- 云服务器无法使用Keepalived （云产品有一个叫做SLB,代替负载均衡，前提不要部署Nginx）
10.1 准备环境
lb01 10.0.0.5 负载1
lb02 10.0.0.6 负载2
web01 10.0.0.7
web02 10.0.0.8
web03 10.0.0.9
在保证Nginx负载可用的情况下打开Keepalived ，将host文件的解析地址改问 VIP （vrrp 协议的VIP ） ，Nginx其实就是借用了 Keepalive 的地址漂移功能，因为Nginx 在做负载的时候，如果负载一故障，需要手动指定另一个负载的IP 到hosts文件，而借助了Keepalived 有了地址漂移功能，在Keepalived功能故障的时候，会自动漂移到另一台keepalvied 服务器
11. keepalived高可用脑裂与故障解决
出现原因
**主备keepalived服务器都开启了防火墙，互相都无法通信，导致各种都认为自己是MASTER **
网卡故障
网线松动
ping vip是可以通的，但是网站无法打开，因为两台Keepalived 在抢占资源 ；
解决方法1 ：杀掉其中一台Keepalived 进程，另一台恢复正常
解决方法2 ： (待补充)
10.1 keepalived 与 Nginx 建立连接
- 如果Nginx宕机, 会导致用户请求失败, 但Keepalived并不会进行地址漂移
- 所以需要编写一个脚本检测Nginx的存活状态, 如果不存活则kill nginx和keepalived
# 检测Nginx 状态脚本如下
vim /server/scripts/check_www.sh
#!/bin/sh
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)
#1.判断Nginx是否存活,如果不存活则尝试启动Nginx
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
systemctl start nginx
sleep 3
#2.等待3秒后再次获取一次Nginx状态
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)
#3.再次进行判断, 如Nginx还不存活则停止Keepalived,让地址进行漂移,并退出脚本
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi
fi
# 注意要给脚本加上执行权限： chmod +x /server/scripts/check_www.sh
配置keepalived使用 (keepalived支持内置运行shell脚本)
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id lb01
}
#定义脚本所在的位置,以及执行时间
vrrp_script check_www {
script "/server/scripts/check_www.sh"
interval 5 不要低于上边脚本定义的等待时间，尽量留有空余
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
priority 150
nopreempt
interface eth0
virtual_router_id 50
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.0.0.3
}
#调用脚本
track_script {
check_www
}
}
示例操作
将Nginx 配置文件做了一些错误的改动，导致无法Nginx 服务无法启动，当脚本检测到Nginx 无法启动之后，就会停止Keepalived 服务，Keepalived 服务检测到异常，就会进行地址漂移，将资源分配到另一台 keepalived 服务器，继续工作
