高可用集群
LB:(lvs/nginx (http/upstream,stream/upstream))
HP
HA Cluster(high availability
cluster):集群就是一组计算机，它们作为一个整体向用户提供一组网络资源。这些单个计算机系统就是集群的节点（node）。 高可用集群软件的主要作用就是实现故障检查和业务切换的自动化。只有两个节点的高可用集群又称为双机热备，即使用两台服务器互相备份。当一台服务器出现故障时，可由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续对外提供服务。双机热备只是高可用集群的一种，高可用集群系统更可以支持两个以上的节点，提供比双机热备更多、更高级的功能，更能满足用户不断出现的需求变化。
资源：组成一个高可用集群的“组件”
高可用集群的衡量标准
HA=MTTF/(MTTF+MTTR)*100% MTTF:平均无故障时间； MTTR:平均修复时间；* SPof:Single Point of Failure 单点故障； 具体的HA衡量标准： * 99% 一年宕机时间不超过4天 * 99.9% 一年宕机时间不超过10小时 * 99.99% 一年宕机时间不超过1小时 * 99.999% 一年宕机时间不超过6分钟 **提高系统高可用的解决方案之降低MTTR，即采用冗余方案**
系统故障
硬件故障：设计缺陷、wear out、自然灾害、....
软件故障：设计缺陷、
高可用模型
双主 active/active active<--->heartbeat<--->active
主备 active/passive active---->heartbeat---->passive
高可用指的是“服务”的高可用 HA Nginx service： vip/Nginx process[/shared storage]
在构建集群时：一般采用奇数个节点；
网络分区
隔离设备： node隔离：node STONITH = SHooting the other head；关闭故障设备的电源（闪断）； 资源隔离：fence 关闭故障设备访问存储的网络端口； quorum： with quorum 大于1/2投票； whitout quorum 小于1/2投票
failover：故障切换，某资源故障时，将资源转移至其他节点的操作； failback: 故障移回，即某资源的主节点故障后重新修改上线后，将转移至其它节点的资源重新切回的过程；
HA Cluster实现方案：
vrrp协议的实现 keepalived ais:完备的HA集群 RHCS(cman) heartbeat corosync
keepalived
基于vrrp协议实现高可用 vrrp:Virtual Redundant Routing Protocol 虚拟冗余路由协议； 术语 虚拟路由器：Virtual Router 虚拟路由器标识：Vrid (0-255) 物理路由器： master：主设备 通告心跳通告备用设备节点自己的工作状态； backup:备用设备 priority： VIP:Virtual IP VMAC:Virutal MAC (00-00-5E-00-01-vrid) 通告：心跳，优先级等；周期性； 抢占式，非抢占式； 安全工作： 认证：（3中工作方式） 无认证； 简单字符认证； MD5 工作模型：主主，主备 keepalived vrrp协议的软件实现，原声设计的目的为了高可用的ipvs服务； vrrp协议完成地址流动； 为vip地址所在的节点生成ipvs规则（在配置文件中预先定义）； 为ipvs集群的各RS做健康状态监测； 基于脚本调用接口通过执行脚本完成脚本中定义的功能，进而影响集群事务； keepalived的核心组件 vrrp stack ipvs wrapper checkers
HA Cluster的安装配置
HA Cluster的配置前提
*各节点时间必须同步；（ntp,chrony） *确保iptables及selinux不会成为阻碍 *各节点之间可通过主机名相互通信（对KA并非必须）； 一般使用/etc/hosts解析 *各节点之间的root用户可以基于秘钥认证的ssh服务完成互相通信；（并非必须）
keepalived安装配置
关闭selinux和iptables
iptables -vnL
getenforce
程序环境
主配置文件：/etc/keepalived/keeplived.conf 主程序文件：/usr/sbin/keepalived Unit File ：keepalived.service Unit File : /etc/sysconfig/keepalived
配置文件组成：
THE HIERACHY GLOBAL CONFIGURATION gloab definitions static routes/address VRRPD CONFIGURATION vrrp synchronzation groups :vrrp同步组 vrrp instances:每个vrrp instance即一个vrrp路由器； LVS CONFIGURATION virtual server groups virtual servers:ipvs集群的vs和rs
单主配置示例
node1
global_defs {
notification_email {
root@localhost
}
notification_email_from keepalived@localhost 邮件发送服务器
smtp_server 127.0.0.1 邮件服务器地址
smtp_connect_timeout 30 服务器超时时间
router_id node1 节点1
vrrp_mcast_group 224.0.0.80 多播地址
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_route_id 88
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
ahth_pass fajinide
}
virtual_ipaddress {
172.16.80.80/16 dev eno16777736 label eno16777736:0
}
track_interface {
eno16777736
}
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
notify_backup "/etc/keppalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keppalived/notify.sh fault"
}
node2
global_defs {
notification_email {
root@localhost
}
notification_email_from keepalived@localhost 邮件发送服务器
smtp_server 127.0.0.1 邮件服务器地址
smtp_connect_timeout 30 服务器超时时间
router_id node2 节点1
vrrp_mcast_group 224.0.0.80 多播地址
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eno16777736
virtual_route_id 88
priority 98
advert_int 1 每隔多长时间进行通告
authentication {
auth_type PASS
ahth_pass fajinide
}
virtual_ipaddress {
172.16.80.80/16 dev eno16777736 label eno16777736:0 虚拟地址
}
track_interface {
eno16777736
}
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
notify_backup "/etc/keppalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keppalived/notify.sh fault"
}
配置语法：
配置虚拟路由器： vrrp_instance{ .... } 专用参数： state MASTER|BACKUP：当前节点在此虚拟路由器上的初始状态；只能有一个是MASTER，余下的都应该为BACKUP； interface IFACE_NAME：绑定为当前虚拟路由器使用的物理接口； virtual_router_id VRID：当前虚拟路由器的惟一标识，范围是0-255； priority 100：当前主机在此虚拟路径器中的优先级；范围1-254； advert_int 1：vrrp通告的时间间隔； authentication { auth_type AH|PASS auth_pass } virtual_ipaddress { / brd dev scope label
示例通知脚本
#!/bin/bash
#
contact='root@localhost'
notify() {
mailsubject="$(hostname) to be $1, vip floating"
mailbody="$(date +'%F %T'): vrrp transition, $(hostname) changed to be $1"
echo "$mailbody" | mail -s "$mailsubject" $contact
}
case $1 in
master)
notify master
;;
backup)
notify backup
;;
fault)
notify fault
;;
*)
echo "Usage: $(basename $0) {master|backup|fault}"
exit 1
;;
esac
双主模型示例
server1的配置：
global_defs {
notification_email {
root@localhost
}
notification_email_from keepalived@localhost
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id node1
vrrp_mcast_group4 224.0.100.19
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_router_id 14
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 571f97b2
}
virtual_ipaddress { 10.1.0.91/16 dev eno16777736
}
}
vrrp_instance VI_2 {
state BACKUP
interface eno16777736
virtual_router_id 15
priority 98
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass ab8f07b2
}
virtual_ipaddress {
10.1.0.92/16 dev eno16777736
}
}
server2 的配置
global_defs {
notification_email {
root@localhost
}
notification_email_from keepalived@localhost
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id node1
vrrp_mcast_group4 224.0.100.19
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eno16777736
virtual_router_id 14
priority 98
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 571f97b2
}
virtual_ipaddress {
10.1.0.91/16 dev eno16777736
}
}
vrrp_instance VI_2 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_router_id 15
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass ab8f07b2
}
virtual_ipaddress {
10.1.0.92/16 dev eno16777736
}
}
state priority值需改变
虚拟服务器定义
配置参数： virtual_server IP port | virtual_server fwmark int
{ ... real_server { ... } ... }
常用参数：
公共配置定义部分：
delay_loop
lb_algo rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh：定义调度方法；
lb_kind NAT|DR|TUN：集群的类型；
persistence_timeout
protocol TCP：服务协议，仅支持TCP；
sorry_server
real_serverd的定义部分：
real_server
weight
notify_up
notify_down
}
HTTP_GET|SSL_GET：应用层检测
HTTP_GET|SSL_GET{
url {
path ：定义要监控的URL；
status_code ：判断上述检测机制为健康状态的响应码；
digest ：判断上述检测机制为健康状态的响应的内容的校验码；
**status_code和digest只要一种即可**
}
nb_get_retry ：重试次数；一般需配置
delay_before_retry ：重试之前的延迟时长；一般需配置
connect_ip ：向当前RS的哪个IP地址发起健康状态检测请求
connect_port ：向当前RS的哪个PORT发起健康状态检测请求
bindto ：发出健康状态检测请求时使用的源地址；
bind_port ：发出健康状态检测请求时使用的源端口；
connect_timeout ：连接请求的超时时长；一般需配置
}
TCP_CHECK {
connect_ip ：向当前RS的哪个IP地址发起健康状态检测请求
connect_port ：向当前RS的哪个PORT发起健康状态检测请求
bindto ：发出健康状态检测请求时使用的源地址；
bind_port ：发出健康状态检测请求时使用的源端口；
connect_timeout ：连接请求的超时时长；
}
高可用的ipvs集群示例：
! 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 node1
vrrp_mcast_group4 224.0.100.19
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_router_id 14
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 571f97b2
}
virtual_ipaddress {
10.1.0.93/16 dev eno16777736
}
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
virtual_server 10.1.0.93 80 {
delay_loop 3
lb_algo rr
lb_kind DR
protocol TCP
sorry_server 127.0.0.1 80
real_server 10.1.0.69 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 1
nb_get_retry 3
delay_before_retry 1
}
}
real_server 10.1.0.71 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 1
nb_get_retry 3
delay_before_retry 1
}
}
}
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
root@localhost
}
notification_email_from kaadmin@localhost
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id node1
vrrp_mcast_group4 224.0.100.67
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_router_id 44
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass f1bf7fde
}
virtual_ipaddress {
172.16.0.80/16 dev eno16777736 label eno16777736:0
}
track_interface {
eno16777736
}
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
vrrp_instance VI_2 {
state BACKUP
interface eno16777736
virtual_router_id 45
priority 98
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass f2bf7ade
}
virtual_ipaddress {
172.16.0.90/16 dev eno16777736 label eno16777736:1
}
track_interface {
eno16777736
}
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
virtual_server fwmark 3 {
delay_loop 2
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.0.0
protocol TCP
sorry_server 127.0.0.1 80
real_server 172.16.0.69 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 2
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 172.16.0.6 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 2
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
keepalived调用外部的辅助脚本进行资源监控，并根据监控的结果状态能实现优先动态调整；
分两步：(1) 先定义一个脚本；(2) 调用此脚本；
vrrp_script {
script ""
interval INT
weight -INT
}
track_script {
SCRIPT_NAME_1
SCRIPT_NAME_2
...
}
示例：高可用nginx服务
! 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 node1
vrrp_mcast_group4 224.0.100.19
}
vrrp_script chk_down {
script "[[ -f /etc/keepalived/down ]] && exit 1 || exit 0"
interval 1
weight -5
}
vrrp_script chk_nginx {
script "killall -0 nginx && exit 0 || exit 1"
interval 1
weight -5
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eno16777736
virtual_router_id 14
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 571f97b2
}
virtual_ipaddress {
10.1.0.93/16 dev eno16777736
}
track_script {
chk_down
chk_nginx
}
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}