KEEPALIVED && LVS

keepalived

简介

1、keepalived的两个功能：failover（故障转移和自动切换）、healthcheck（健康检查）

2、故障转移切换原理：

​ 通过VRRP（虚拟冗杂协议）协议实现；

​ 既主机点不断向备节点广播心跳消息，一旦备节点接收不到主机点的心跳消息时，

​ 备节点主动调用自身的接管程序，接管主节点的ip资源和服务。当主节点恢复时，

​ 备节点释放资源，恢复到备用状态

3、VRRP协议：

​ 通过竞选机制来将路由任务交给某台VRRP路由器（竞选机制通过配置优先级实现）。

​ VRRP出现就是为了解决静态路由的单点故障

安装

Centos7 + keepalived-1.3.9.tar.gz

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#不知道干啥 重要!
[root@Meo ~]# ln -s /usr/src/kernels/3.10.0-693.11.1.el7.x86_64/ /usr/src/linux 
[root@Meo ~]# tar zxvf keepalived-1.3.9.tar.gz
[root@Meo ~]# cd keepalived-1.3.9
# 解决部分依赖
[root@Meo ~]# yum install -y openssl* libnfnetlink*
[root@Meo ~]# ./configure
Keepalived configuration
------------------------
Keepalived version       : 1.3.9
Compiler                 : gcc
Preprocessor flags       : 
Compiler flags           : -Wall -Wunused -Wstrict-prototypes -Wextra -g -O2
Linker flags             : 
Extra Lib                :  -lcrypto  -lssl 
Use IPVS Framework       : Yes
IPVS use libnl           : No
IPVS syncd attributes    : No
IPVS 64 bit stats        : No
fwmark socket support    : Yes
Use VRRP Framework       : Yes
Use VRRP VMAC            : Yes
Use VRRP authentication  : Yes
With ip rules/routes     : Yes
SNMP vrrp support        : No
SNMP checker support     : No
SNMP RFCv2 support       : No
SNMP RFCv3 support       : No
DBUS support             : No
SHA1 support             : No
Use Debug flags          : No
Stacktrace support       : No
Memory alloc check       : No
libnl version            : None
Use IPv4 devconf         : No
Use libiptc              : No
Use libipset             : No
init type                : upstart
Build genhash            : Yes
Build documentation      : No

*** WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.
[root@Meo ~]# make
[root@Meo ~]# make install

配置启动文件。

从源文件中copy keepalived的启动脚本到/etc/init.d/
[root@Meo keepalived-1.3.9]# cp keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
[root@Meo ~]# mkdir /etc/keepalived
[root@Meo ~]# cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ 
[root@Meo keepalived-1.3.9]# cp keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
[root@Meo ~]# cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/

执行启动服务 并设为开启自启。

[root@Meo ~]# service keepalived start  
Starting keepalived (via systemctl):                       [  确定  ]  
[root@Meo ~]# chkconfig keepalived on  

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Keepalived单实例配置文件

MASTER的配置文件：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_7          # 要与备用机不同 不知道为什么
}

# 表示第一个实例
vrrp_instance VI_1 {        # 主机与备用机要一样
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 55     # 主机与备用机要一样
    priority 150            # 优先级 官方建议主与备之间最好相隔50
    advert_int 1            # 表示1秒钟无心跳切换到备用
    authentication {
        auth_type PASS      # 主机与备用机要一样
        auth_pass 1111      # 主机与备用机要一样
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.112/24    # vip
    }
}

BACKUP的配置文件：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 55
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.112/24
    }
}

Keepalived多实例配置文件

互为主备（windows下用Beyond Compare 4比较可以直观看出）

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
   [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 10.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.136/24
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.140/24
    }
}

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
   [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 10.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.136/24
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.140/24
    }
}

Keepalived与LVS

keepalived起初是为了LVS而开发的，所以对lvs有很好的支持。

只需要做下面四步骤即可搭建keepalived+lvs

1. 在LB上做IP绑定

   绑定VIP，暴露给外部(网卡名可能不同)

   ​ ifconfig eth0:0 10.0.0.8/24

   2. 在RS

   设置VIP地址，该IP地址绑定在环回网卡上，不会对外暴露

   ifconfig lo:0 10.0.0.8/32 up（注意子网掩码的特殊）

   3. 对RS回环网卡上的VIP做ARP抑制

[root@Meo ~]#echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
[root@Meo ~]#echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
[root@Meo ~]#echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@Meo ~]#echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

​ 4. 在keepalived配置文件中增加LVS配置

# 配置一个LB实例
virtual_server 10.0.0.8 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr     # 轮训模式
    lb_kind DR      # lvs模式
    persistence_timeout 30  # 会话保持
    protocol TCP            # tcp健康检查
# 上续相当于 ipvsadm -A -t 10.0.0.29:80 -s wrr -p 20

# 配置一个RS
    real_server 10.0.0.9 80 {
        weight 1    # 权重
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }
}
# 上续相当于
# ipvsadm -a -t 10.0.0.8:80 -r 10.0.0.9:80 -g -w 1

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ARP协议简介

ARP虽然工作在二层协议，但是数据三层协议

ARP 中文：地址解析协议
作用：实现通过IP地址获得对应主机的物理地址（MAC地址）
条件：ARP协议要求通信的主机双方必须在同一物理网段（既局域网环境）

ARP协议的运作过程:

1.  主机10.0.0.1想发数据到主机10.0.0.2，会先检查缓存（ARP表），发现没有0.2的MAC地址

2.  10.0.0.1发送ARP广播（我想要0.2的MAC地址）

3.  局域网内所有主机都接受到0.1的广播，但只有0.2给他一个单播回复，并缓存0.1的MAC地址

4.  主机0.1将0.2的MAC地址保存到缓存中，发送数据