25.Keepalived 高可用

Keepalived 高可用基本概述

什么是高可用

一般是指2台机器启动着完全相同的业务系统，当有一台机器down机了，另外一台服务器就能快速的接管，对于访问的用户是无感知的。

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高可用通常使用什么软件？

硬件通常使用 F5软件通常使用 keepalived

注意：任何软件都可以使用keepalived来做高可用

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keepalived是如何实现高可用的？

keepalived软件是基于VRRP协议实现的，VRRP虚拟路由冗余协议，主要用于解决单点故障问题

PC第一次通过ARP广播寻找到Master网关的MAC地址与IP地址后，会将信息写到ARP的缓存表中，那么PC之后连接都是通过那个缓存表的信息去连接，然后进行数据包的转发，即使我们修改了IP但是Mac地址是唯一的，pc的数据包依然会发送给master。（除非是PC的ARP缓存表过期，再次发起ARP广播的时候才能获取新的backup对应的Mac地址与IP地址）

VIP：虚拟IP地址

VMAC：虚拟mac地址

如何才能做到出现故障自动转移，此时VRRP就出现了，我们的VRRP其实是通过软件或者硬件的形式在Master和Backup外面增加一个虚拟的MAC地址（VMAC）与虚拟IP地址（VIP），那么在这种情况下，PC请求VIP的时候，无论是Master处理还是Backup处理，PC仅会在ARP缓存表中记录VMAC与VIP的信息。

安装配置keepalived

环境准备

作用	IP	角色
lb01	10.0.0.5	Master
lb02	10.0.0.6	Backup
VIP	10.0.0.3

部署 keepalived

# 1.安装keepalived
[root@lb01 ~]# yum install -y keepalived
[root@lb02 ~]# yum install -y keepalived

# 2.MASTER配置文件
global_defs {                   #全局配置
    router_id lb01              #标识身份->名称
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                #标识角色状态
    interface eth0              #网卡绑定接口
    virtual_router_id 50        #虚拟路由id
    priority 150                #优先级
    advert_int 1                #监测间隔时间
    authentication {            #认证
        auth_type PASS          #认证方式
        auth_pass 1111          #认证密码
    }
    virtual_ipaddress {         
        10.0.0.3                #虚拟的VIP地址
    }
}


# 3.BACKUP配置文件
global_defs {
    router_id lb02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP        
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}

对比master与Backup的keepalived配置区别

Keepalived配置区别	Master节点配置	Backup节点配置
route_id（唯一标识）	router_id lb01	router_id lb02
state（角色状态）	state MASTER	state BACKUP
priority(竞选优先级)	priority 150	priority 100

启动Master和Backup节点的keepalived

#Master节点
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb01 ~]# systemctl enable keepalived

#Backup节点
[root@lb02 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb02 ~]# systemctl enable keepalived

高可用keepalived抢占式

两个节点都启动

#由于节点1的优先级高于节点2，所以VIP在节点1上面
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

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关闭节点1的keepalived

[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived

#节点2联系不上节点1，主动接管VIP
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

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此时重新启动Master上的keepalived，会发现VIP被强行抢占

[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

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高可用keepalived非抢占式

1、两个节点的state都必须配置为BACKUP
2、两个节点都必须加上配置 nopreempt
3、其中一个节点的优先级必须要高于另外一个节点的优先级。
两台服务器都角色状态启用nopreempt后，必须修改角色状态统一为BACKUP，唯一的区分就是优先级。

### Master配置
...
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP    #
        priority 150
        nopreempt       # 
    }
...


### Backup配置
...
   vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP     
        priority 100
        nopreempt         #
    }
...  
    
    
### 测试
# 查看VIP在节点1上面
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

# 将节点1的keepalived停掉
[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived

# 节点2接管VIP
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

# 启动节点1发现并没有抢占回来
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3

关联nginx和keepalived

# 写脚本判断nginx是否存活
[root@lb01 ~]# cat /root/nginx_keep.sh
#!/bin/sh
nginx_status=$(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 [ $nginx_status -eq 0 ];then
    systemctl start nginx
    sleep 3
    #2.等待3秒后再次获取一次Nginx状态
    nginx_status=$(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 [ $nginx_status -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
   fi
fi

# 想让VIP漂移，不重启nginx
#!/bin/sh
nginx_status=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)

if [ $nginx_status -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
fi

# 给脚本增加执行权限
[root@lb01 ~]# chmod +x /root/nginx_keep.sh


##### 注意：如果是抢占式，脚本只需要放在MASTER上，如果是非抢占式，脚本必须放在MASTER和BACKUP上
# 把脚本包含在/etc/keepalived/keepalived.conf里面
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {                   #全局配置
    router_id lb01              #标识身份->名称
}

vrrp_script xxx {
    script "/usr/local/nginx_keep.sh"
    interval 5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                #标识角色状态
    interface eth0              #网卡绑定接口
    virtual_router_id 50        #虚拟路由id
    priority 150                #优先级
    advert_int 1                #监测间隔时间
    authentication {            #认证
        auth_type PASS          #认证方式
        auth_pass 1111          #认证密码
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3                #虚拟的VIP地址
    }

    track_script {
        xxx
    }
}

网站访问脚本

#!/bin/bash

while true;do
        code_status=$(curl -I -m 10 -o /dev/null -s -w %{http_code} www.wp.com)
        if [ $code_status -eq 200 ];then
                echo "$(date +%F-%T)_网站访问成功" >> /tmp/web.log
        else
                echo "$(date +%F-%T)_网站访问失败,状态码是: $code_status" >> /tmp/web.log
        fi
        sleep 1
done

高可用会存在的问题：

1、如何确定谁是主节点谁是备节点？

• MASTER（主节点）
• BACKUP（备节点）
• priority（优先级，主节点的优先级要大于备节点的优先级）

2、如果Master故障，Backup自动接管，那么Master回复后会夺权吗？

• 如果配置的是抢占式，MASTER会抢回VIP
• 如果配置的是非抢占式，两个都BACKUP，额外加一个参数：nopreempt，非抢占式不会抢VIP

3、如果两台服务器都认为自己是Master会出现什么问题

两台机器上面都有VIP，两台机器都认为自己是主节点，如果都有VIP，会导致网站访问不了

1、服务器网线松动等网络故障
2、服务器硬件故障发生损坏现象而崩溃
3、主备都开启firewalld防火墙

#将节点1和节点2的防火墙都打开
[root@lb01 ~]# systemctl start firewalld
[root@lb02 ~]# systemctl start firewalld


# 写脚本判断
#!/bin/sh
vip=10.0.0.3
lb01_ip=10.0.0.5
#while true;do
    ping -c 2 $lb01_ip &>/dev/null
    if [ $? -eq 0 ];then
        lb01_vip_status=$(ssh $lb01_ip "ip add|grep $vip|wc -l")
        lb02_vip_status=$(ip add|grep $vip|wc -l)
        if [ $lb01_vip_status -eq 1 -a $lb02_vip_status -eq 1 ];then
                echo '主节点和备节点都有VIP，开始关闭备节点的VIP...'
                systemctl stop keepalived
        fi
    else
        echo '主节点无法通信'
    fi
#sleep 5
#done

注意：

负载均衡：lvs harproxy nginx

1.如果企业中用的是物理服务，机房。我们可以做keepalived的高可用

2.如果企业中用的是云服务器，（阿里云...）不能做keepalived.... slb