LVS模式：（DR模式）+Keepalived（高可用）（4）

一.Keepalived的基本概念

keepalived是什么：

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件(防止单点故障)
它能够保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行，所以，Keepalived
一方面具有配置管理LVS的功能，同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能，另一方面也可实现系统网络服务的高可用功能

keepalived工作原理

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy
Protocol，即虚拟路由冗余协议。
虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了

Keepalived高可用故障切换转移原理

Keepalived高可用服务对之间的故障切换转移，是通过 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议）来实现的。 　　
在 Keepalived服务正常工作时，主 Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用以告诉备Backup节点自己还活看，当主 Master节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就因此无法继续检测到来自主 Master节点的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主Master节点的 IP资源及服务。而当主Master节点恢复时，备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。

那么，什么是VRRP呢？

VRRP ,全 称 Virtual Router Redundancy Protocol ,中文名为虚拟路由冗余协议
，VRRP的出现就是为了解决静态路由的单点故障问题，VRRP是通过一种竞选机制来将路由的任务交给某台VRRP路由器的。

VRRP的工作原理

VRRP可以将两台或者多台物理路由器虚拟成一个虚拟路由，这个虚拟路由通过虚拟IP（一个或者多个）对外提供服务
而在虚拟路由器内部十多个物理路由器协同工作，同一时间只有一台物理路由器对外提供服务
这台物理路由设备称为主备路由器，他拥有对外虚拟IP，提供各种网络功能
而其它的物理路由器不拥有对外虚拟的IP，也不提供对外网络功能，仅仅接收master的VRRP状态通高信息
这些路由器统被称为BACKUP的角色，当主路由失败时，处于BACKUP角色的备份路由器将重新进行选举
产生一个新的主路由器进入MASTER角色，继续对外提供服务，整个切换对于用户来说是透明的
每个虚拟路由器都有一个唯一的标识号，成为VRID，一个VRID与一组IP地址构成一个虚拟路由器
在VRRP协议中，所有的报文都是通过IP多播放式发送的 而在一个虚拟的路由器中，只有处于Master角色的路由器会一直发送VRRP数据包
处于BACKUP角色的路由器只会接受Master角色发送过来的报文信息 用来监控Master的运行状态，一般不会发生BACKUP抢占的情况
除非它的优先级更高，而当Master不可用时，BACKUP也就无法受到Master发过来的信息
于是就认定Master出现故障，接着多台BACKUP就会进行选举，优先级最高的BACKUP将成为新的Master
这种选举角色的切换非常快。因而保证了服务的持续可用性

面试中的文字表述：
Keepalived的工作原理：

Keepalived高可用对之间是通过VRRP通信的，因此，我们从 VRRP开始了解起：

1. VRRP,全称 Virtual Router Redundancy Protocol,中文名为虚拟路由冗余协议，VRRP的出现是为了解决静态路由的单点故障。

   2) VRRP是通过一种竟选协议机制来将路由任务交给某台 VRRP路由器的。

   3) VRRP用 IP多播的方式（默认多播地址（224.0_0.18))实现高可用对之间通信。

   4) 工作时主节点发包，备节点接包，当备节点接收不到主节点发的数据包的时候，就启动接管程序接管主节点的开源。备节点可以有多个，通过优先级竞选，但一般 Keepalived系统运维工作中都是一对。

   5) VRRP使用了加密协议加密数据，但Keepalived官方目前还是推荐用明文的方式配置认证类型和密码。

介绍完 VRRP,接下来我再介绍一下 Keepalived服务的工作原理：

Keepalived高可用对之间是通过 VRRP进行通信的，
VRRP是遑过竞选机制来确定主备的，主的优先级高于备，因此，工作时主会优先获得所有的资源，备节点处于等待状态，当主挂了的时候，备节点就会接管主节点的资源，然后顶替主节点对外提供服务。
　　在 Keepalived服务对之间，只有作为主的服务器会一直发送
VRRP广播包,告诉备它还活着，此时备不会枪占主，当主不可用时，即备监听不到主发送的广播包时，就会启动相关服务接管资源，保证业务的连续性.接管速度最快可以小于1秒。

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，其功能类似于heartbeat，用来防止单点故障。(单点故障是指一旦某一点出现故障就会导致整个系统架构的不可用)的发生
keepalived是一个类似于layer3, 4 & 5交换机制的软件，也就是我们平时说的第3层、第4层和第5层交换。Keepalived是自动完成，不需人工干涉。

1. 主要提供 loadbalancing（负载均衡）和 high-availability（高可用）功能
2. 负载均衡实现需要依赖Linux的虚拟服务内核模块（ipvs）
3. 高可用是通过VRRP协议实现多台机器之间的故障转移服务
4. 采用多进程的设计模式，每个进程负责不同的功能
5. 高可用web架构: LVS+keepalived+nginx+apache+php+eaccelerator(+nfs可选 可不选)

Keepalived的作用：

Keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器宕机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其他服务器代替该服务器的工作，当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的服务器。

keepalived需要注意的点:

1.如果服务器和用户直接连接的话，会出现很多问题，例如网络，存储，访问
2.如果服务器压力很大：解决方法是先访问缓存，再访问负载均衡
3.搜索服务器：专门用来接受搜索的请求的，一般来说存储都比较高效
4.对于用户来说，等待的时间都是查询的时间
5.节耦的用处：为了避免某一个节点坏了，所有都坏
6.redhat 6.5和6的启动方式都使用了IPVS的架构
7.SNMP是简单网络管理协议
8.在高可用的目录下bin脚本，etc是配置文件，sbin下是一个编译好的二进制文件
9.在做项目的时候注意网卡接口的名称
10.优先级 也即权重

还有，需要注意：
Keepalived起初是为LVS设计的，由于Keepalived可以实现对集群节点的状态检测，而IPVS可以实现负载均衡功能，因此，Keepalived借助于第三方模块IPVS就可以很方便的搭建一套负载均衡系统。在这里有个误区就是由于Keepalived可以和IPVS一起工作，所以普遍就认为Keepalived是一个负载均衡软件，这种理解是错误的。

二.配置DR模式下的高可用

前面学习了lvs的基础知识，现在我们来讨论调度器的备份，也就是集群（不再是单纯的调度器）
在上一个实验的基础上，当调度器server1也挂了，客户就彻底不能访问了，这时我们可以设置调度器的高可用。
时刻保证调度器的正常工作：设置调度器的master（主）和调度器backup（备）
我们在两台调度器上使用keepalived服务就可以将两个调度器关联在一起，keepalived检测两个调度器的工作情况
如果lvs挂掉了，客户就彻底访问不到任何东西了。
现在做一个高可用的lvs
我们使用keeplived代理lvs，它具有lvs的功能，但同时可以有多个，有主有备
当主挂了备用就去做轮询，当主好了备用就把任务还给主
当主调度器好着的时候，keepalived就回去通知备份调度器自己可以正常工作，不需要接管自己的任务
当主调度器坏了，不告诉备份调度器任何消息的时候，备份调度器就会自动去接管主调度器的工作
这个时候客户端依然可以正常访问

实验环境：
主机 	ip 	服务
server3 	172.25.63.3 	master
server2 	172.25.63.2 	Real-server
server1 	172.25.63.1 	Real-server
server4 	172.25.63.4 	Backup
物理机 	172.25.63.250 	测试

试验步骤：
首先，清除之前写过的LVS策略
将物理机的keepalived包发给master 主机server1和备机server4,并解压，安装，编译
因为这一步两台虚拟机的操作是相同的，所以我们只展示master主机server3的解压安装与编译。

!master主机server3：

[root@nodel1 ~]# cd /mnt
[root@nodel1 mnt]# ls
keepalived-2.0.17.tar.gz
[root@nodel1 mnt]# tar zxf keepalived-2.0.17.tar.gz
[root@nodel1 mnt]# ls
keepalived-2.0.17  keepalived-2.0.17.tar.gz
[root@nodel1 mnt]# cd keepalived-2.0.17/
[root@nodel1 keepalived-2.0.17]# yum install openssl-devel  gcc -y
[root@nodel1 keepalived-2.0.17]# ./configure  --prefix=/usr/local/keepalived --with-init=systemd
[root@nodel1 keepalived-2.0.17]# make && make install

制作软连接：

[root@nodel1 keepalived-2.0.17]# cd /usr/local/keepalived/etc/keepalived/
[root@nodel1 keepalived]# ls
keepalived.conf  samples
[root@nodel1 keepalived]# ln -s /usr/local/keepalived/etc/keepalived/  /etc/

备机4也是一样的操作
tar zxf keepalived-2.0.17.tar.gz ##解压
关闭server3的健康检查服务，并设置开机不启动（虽然我们是7.3版本的虚拟机，但这个健康检查服务是红帽6.5的管理方式）

此时，使用该种方式也是可以的
删除上一个实验手动添加的ip地址
编辑master的高可用配置文件

[root@nodel1 keepalived]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
里面的内容如下所示：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     root@localhost      #接收警报的email地址，可以添加多个
   }
   notification_email_from keepalived@localhost
   smtp_server 127.0.0.1             #设置smtp server地址
   smtp_connect_timeout 30        #设置连接smtp服务器超时时间
   router_id LVS_DEVEL                 #load balancer的标识ID，用于email警报
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER        #证明这台主机是master服务器，而备机要改成BACKUP，此状态是由priority的值来决定的，当前priority的值小于备机的值，那么将会失去MASTER状态
    interface eth0           #监测网络接口 #
    virtual_router_id 11     #主，备机的virtual_router_id 必须相同，取值0-255
    priority 100                   #主机的优先级，备份机改为50，主机优先级一定要大于备机
    advert_int 1                   #主备之间的通告间隔秒数
    authentication {                 #主备切换时的验证
        auth_type PASS         #设置验证类型，主要有PASS和HA两种
        auth_pass 1111          #设置验证密码，在一个vrrp_instance下，MASTER与BACPUP必须使用相同的密码才能正常通信
    }
    virtual_ipaddress {       #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个
        172.25.11.100
    }
}   
virtual_server 172.25.11.100 80 {        #定义虚拟服务器
    delay_loop 3              #每隔3秒查询realserver状态
    lb_algo rr                  #lvs调度算法，这里使用轮循
    lb_kind DR             #lvs是用DR模式
    #persistence_timeout 50        会话保持时间,单位是秒,这个选项对于动态网页是非常有
#用的,为集群系统中 session 共享提供了一个很好的解决方案。有了这个会话保持功能,用户的 
#请求会被一直分发到某个服务节点,直到超过这个会话保持时间。需要注意的是,这个会话保 
#持时间,是最大无响应超时时间,也就是说用户在操作动态页面时,如果在 50 秒内没有执行任 
#何操作,那么接下来的操作会被分发到另外节点,但是如果一直在操作动态页面,则不受 50 秒 #的时间限制。
    
    protocol TCP          #指定转发协议类型，有tcp和udp两种

    real_server 172.25.11.2 80 {                #配置服务节点
        TCP_CHECK {             #realserve的状态检测设置部分，单位是秒
        weight 1                  #配置服务节点的权值,权值大小用数字表示,数字越大,权
#值越高,设置权值的大小可以为不同性能的服务器分配不同的负载,可以对性能高的服务器设
#置较高的权值,而对性能较低的服务器设置相对较低的权值,这样就合理的利用和分配了系统资源
            connect_timeout 3      #3s无响应超时
            retry 3          #重试次数
            delay_before_retry 3     #重试间隔
     }
} 
    real_server 172.25.11.3 80 {
        TCP_CHECK {
        weight 1
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
     } 
   }
}

配置BACKUP的配置文件，大体上与MASTER相同，只需要修改类型与优先级，所以不想一步一步设置可以直接从MASTER主机上面拷过来配置文件再做修改

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
主要修改内容为：
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP       #修改类型为BACKUP
    interface eth0   
    virtual_router_id 11
    priority 50       #优先级为50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.15.100
    }
}

启动主。备虚拟机的高可用服务

<1>开启服务后，会发现给MASTER虚拟机自动分配vip地址（172.25.63.100）

将（主机）的keepalived服务关闭，则vip地址会漂移serverl4（备机）
在真机curl 172.25.63.100 发现可以正常访问两个web

如果将server3的服务再次开启，发现vip又会漂移回去
systemctl start keepalived.service
ip a ##发现恢复正常，查看有vip
此处忘记截图了。。。。。。。

测试健康检查

测试当没有服务宕机时，在物理机中测试的结果，发现测试页轮循输出
把server1的apache关闭后，再次测试发现只会正常输出server2的测试页
此时在物理机测试只会有server2
将server1的恢复

物理机测试正常轮询
如果我们把server1和server2的apache都关闭，那么再次测试会发现无法正常输出，Connection refused
因为我们关闭ldirectord了，因为此处的检查与ldirectord健康检查没有关系，所以显示的页面也不是“页面走丢了”