Keepalived集群软件高级使用(工作原理和状态通知)
1、介绍
Keeaplived主要有两种应用场景，一个是通过配置keepalived结合ipvs做到负载均衡（LVS+Keepalived），有此需求者可参考以往博文：http://lizhenliang.blog.51cto.com/7876557/1343734。另一个是通过自身健康检查、资源接管功能做高可用（双机热备），实现故障转移。
以下内容主要针对Keepalived+MySQL双主实现双机热备为根据，主要讲解keepalived的状态转换通知功能，利用此功能可有效加强对MySQL数据库监控。此文不再讲述Keepalived+MySQL双主部署过程，有需求者可参考以往博文：http://lizhenliang.blog.51cto.com/7876557/1362313
2、keepalived主要作用
keepalived采用VRRP（virtual router redundancy protocol），虚拟路由冗余协议，以软件的形式实现服务器热备功能。通常情况下是将两台linux服务器组成一个热备组（master-backup），同一时间热备组内只有一台主服务器（master）提供服务，同时master会虚拟出一个共用IP地址（VIP），这个VIP只存在master上并对外提供服务。如果keepalived检测到master宕机或服务故障，备服务器（backup）会自动接管VIP成为master，keepalived并将master从热备组移除，当master恢复后，会自动加入到热备组，默认再抢占成为master，起到故障转移功能。
3、工作在三层、四层和七层原理
Layer3：工作在三层时，keepalived会定期向热备组中的服务器发送一个ICMP数据包，来判断某台服务器是否故障，如果故障则将这台服务器从热备组移除。
Layer4：工作在四层时，keepalived以TCP端口的状态判断服务器是否故障，比如检测mysql 3306端口，如果故障则将这台服务器从热备组移除。
示例：
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id MYSQL_HA
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth1
virtual_router_id 50
nopreempt #当主down时，备接管，主恢复，不自动接管
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
ahth_pass 123
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.200 #虚拟IP地址
}
}
virtual_server 192.168.1.200 3306 {
delay_loop 6
# lb_algo rr
# lb_kind NAT
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.1.201 3306 { #监控本机3306端口
weight 1
notify_down /etc/keepalived/kill_keepalived.sh #检测3306端口为down状态就执行此脚本（只有keepalived关闭，VIP才漂移 ）
TCP_CHECK { #健康状态检测方式，可针对业务需求调整（TTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK）
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
Layer7：工作在七层时，keepalived根据用户设定的策略判断服务器上的程序是否正常运行，如果故障则将这台服务器从热备组移除。
示例：
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id MYSQL_HA
}
vrrp_script check_nginx {
script /etc/keepalived/check_nginx.sh #检测脚本
interval 2 #执行间隔时间
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth1
virtual_router_id 50
nopreempt #当主down时，备接管，主恢复，不自动接管
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
ahth_pass 123
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.200 #虚拟IP地址
}
track_script { #在实例中引用脚本
check_nginx
}
}
脚本内容如下： # cat /etc/keepalived/check_nginx.sh Count1=`netstat -antp |grep -v grep |grep nginx |wc -l` if [ $Count1 -eq 0 ]; then /usr/local/nginx/sbin/nginx sleep 2 Count2=`netstat -antp |grep -v grep |grep nginx |wc -l` if [ $Count2 -eq 0 ]; then service keepalived stop else exit 0 fi else exit 0 fi
4、健康状态检测方式
4.1 HTTP服务状态检测
HTTP_GET或SSL_GET {
url {
path /index.html #检测url，可写多个
digest 24326582a86bee478bac72d5af25089e #检测效验码
#digest效验码获取方法：genhash -s IP -p 80 -u http://IP/index.html
status_code 200 #检测返回http状态码
}
connect_port 80 #连接端口
connect_timeout 3 #连接超时时间
nb_get_retry 3 #重试次数
delay_before_retry 2 #连接间隔时间
}
4.2 TCP端口状态检测（使用TCP端口服务基本上都可以使用）
TCP_CHECK {
connect_port 80 #健康检测端口，默认为real_server后跟端口
connect_timeout 5
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
4.3 邮件服务器SMTP检测
SMTP_CHECK { #健康检测邮件服务器smtp
host {
connect_ip
connect_port
}
connect_timeout 5
retry 2
delay_before_retry 3
hello_name "mail.domain.com"
}
4.4 用户自定义脚本检测real_server服务状态
MISC_CHECK {
misc_path /script.sh #指定外部程序或脚本位置
misc_timeout 3 #执行脚本超时时间
!misc_dynamic #不动态调整服务器权重（weight），如果启用将通过退出状态码动态调整real_server权重值
}
5、状态转换通知功能
keepalived主配置邮件通知功能，默认当real_server宕机或者恢复时才会发出邮件。有时我们更想知道keepalived的主服务器故障切换后，VIP是否顺利漂移到备服务器，MySQL服务器是否正常？那写个监控脚本吧，可以，但没必要，因为keepalived具备状态检测功能，所以我们直接使用就行了。
主配置默认邮件通知配置模板如下：
global_defs # Block id
{
notification_email # To:
{
[email protected]
...
}
# From: from address that will be in header
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1 # IP
smtp_connect_timeout 30 # integer, seconds
router_id my_hostname # string identifying the machine,
# (doesn't have to be hostname).
enable_traps # enable SNMP traps
}
5.1 实例状态通知
a) notify_master ：节点变为master时执行
b) notify_backup ： 节点变为backup时执行
c) notify_fault ： 节点变为故障时执行
5.2 虚拟服务器检测通知
a) notify_up ： 虚拟服务器up时执行
b) notify_down ： 虚拟服务器down时执行
示例：
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id MYSQL_HA
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth1
virtual_router_id 50
nopreempt #当主down时，备接管，主恢复，不自动接管
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
ahth_pass 123
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.200
}
notify_master /etc/keepalived/to_master.sh
notify_backup /etc/keepalived/to_backup.sh
notify_fault /etc/keepalived/to_fault.sh
}
virtual_server 192.168.1.200 3306 {
delay_loop 6
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.1.201 3306 {
weight 1
notify_up /etc/keepalived/mysql_up.sh
notify_down /etc/keepalived/mysql_down.sh
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
状态参数后可以是bash命令，也可以是shell脚本，内容根据自己需求定义，以上示例中所涉及状态脚本如下：
1) 当服务器改变为主时执行此脚本
# cat to_master.sh
#!/bin/bash
Date=$(date +%F" "%T)
IP=$(ifconfig eth0 |grep "inet addr" |cut -d":" -f2 |awk '{print $1}')
Mail="[email protected]"
echo "$Date $IP change to master." |mail -s "Master-Backup Change Status" $Mail
2) 当服务器改变为备时执行此脚本
# cat to_backup.sh
#!/bin/bash
Date=$(date +%F" "%T)
IP=$(ifconfig eth0 |grep "inet addr" |cut -d":" -f2 |awk '{print $1}')
Mail="[email protected]"
echo "$Date $IP change to backup." |mail -s "Master-Backup Change Status" $Mail
3) 当服务器改变为故障时执行此脚本
# cat to_fault.sh
#!/bin/bash
Date=$(date +%F" "%T)
IP=$(ifconfig eth0 |grep "inet addr" |cut -d":" -f2 |awk '{print $1}')
Mail="[email protected]"
echo "$Date $IP change to fault." |mail -s "Master-Backup Change Status" $Mail
4) 当检测TCP端口3306为不可用时，执行此脚本，杀死keepalived，实现切换
# cat mysql_down.sh
#!/bin/bash
Date=$(date +%F" "%T)
IP=$(ifconfig eth0 |grep "inet addr" |cut -d":" -f2 |awk '{print $1}')
Mail="[email protected]"
pkill keepalived
echo "$Date $IP The mysql service failure,kill keepalived." |mail -s "Master-Backup MySQL Monitor" $Mail
5) 当检测TCP端口3306可用时，执行此脚本
# cat mysql_up.sh
#!/bin/bash
Date=$(date +%F" "%T)
IP=$(ifconfig eth0 |grep "inet addr" |cut -d":" -f2 |awk '{print $1}')
Mail="[email protected]"
echo "$Date $IP The mysql service is recovery." |mail -s "Master-Backup MySQL Monitor" $Mail