LVS+Keepalived 高可用群集

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一、Keepalived 双机热备基础知识

Keepalived 起初是针对 LVS 设计的一款强大的辅助工具，主要用来提供故障切换（Failover）和健康检查（Health Checking）功能——判断 LVS 负载调度器、节点服务器的可用性，及时隔离并替换为新的服务器，当故障主机恢复后将其重新加入群集

1.Keepalived 概述

• keepalived 的官方网站：https://www.keepalived.org/
• 在非 LVS 群集环境中使用时，Keepalived 也可以作为热备软件使用

Keepalived 的热备方式

• Keepalived 采用 VRRP（虚拟路由冗余协议）热备份协议，以软件的方式实现 Linux 服务器的多机热备功能
• 复习一下：VRRP 是针对路由器的一种备份解决方案——由多台路由器组成一个热备组，通过共用的虚拟 IP 地址对外提供服务；每个热备组内同一时刻只有一台主路由器（Master）提供服务，其他路由器（Backup）处于冗余状态，若当前在线的路由器出现故障，则其他路由器会自动接替（优先级决定接替顺序）虚拟 IP 地址，以继续提供服务
  
• 热备组内的每台路由器都可能成为主路由器，虚拟路由器的 IP 地址（VIP）可以在热备组内的路由器之间进行转移，所以也称为漂移 IP 地址
• 使用 Keepalived 时，漂移地址的实现不需要手动建立虚接口配置文件，而是由 Keepalived 根据配置文件自动管理

2.使用 Keepalived 实现双机热备

• 基于 VRRP 协议的热备方式，Keepalived 可以用作服务器的故障切换，每个热备组可以有多台服务器——当然，最常用的还是双机热备
• 在双击热备方案中，故障切换主要针对虚拟 IP 地址的漂移来实现，因此可以适用于各种应用服务器（Web、FTP、Mail、SSH、DNS…）
  
• 其中，主、备服务器都需安装 keepalived

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二、LVS+Keepalived 高可用群集

• Keepalived 的设计目标是构建高可用的 LVS 负载均衡群集，可以调用 ipvsadm 工具来创建虚拟服务器、管理服务器池，而不仅仅用作双机热备
• 使用 keepalived 构建 LVS 群集更加简便易用，主要优势在于：对 LVS 负载调度器实现热备切换，提高可用性；对服务器池中的节点进行健康检查，自动移除失效节点，恢复后再重新加入
• 以下将以 DR 模式的 LVS 群集为基础，增加一台从负载调度器，使用 keepalived 来实现主、从调度器的热备，从而兼有负载均衡、高可用性两种能力的 LVS 网站群集平台
  
• 使用 Keepalived 构建 LVS 群集时，也需要用到 ipvsadm 管理工具，但大部分工作会由 keepalived 自动完成，不需要手动执行 ipvsadm （除了查看和监控群集以外）

1.准备

• 实验前期配置建议翻阅我的上一篇博客，搭建相应架构，只要额外再加一台和主调度器配置相同的从调度器即可
• 传送门：构建 LVS 负载均衡群集–直接路由模式（LVS-DR）

2.环境

• 主 DR 服务器（负载调度器）（CentOS 7-1）：192.168.126.11
• 从 DR 服务器（负载调度器）（CentOS 7-2）：192.168.126.12
• Web 服务器 1（CentOS 7-3）：192.168.126.13
• Web 服务器 2（CentOS 7-4）：192.168.126.14
• NFS 服务器（CentOS 7-5）：192.168.126.15
• VIP：192.168.126.166
• Win10 客户端：192.168.126.10

3.配置 keepalived

这里主、从 DR 服务器 的配置几乎是一样的，只是名称和优先级有所差别

yum -y install keepalived
#安装软件包

route add -host 192.168.126.166 dev ens33:0
#这一步很重要！禁锢虚拟网卡

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
#备份


vim keepalived.conf

global_defs {
     						#定义全局参数
    #第10行，邮件服务指向本地
	smtp_server 127.0.0.1
    #第12行，指定服务器（路由器）的名称，主备服务器名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
	router_id LVS_01
}

vrrp_instance VI_1 {
     				#定义VRRP热备实例参数
#20行，指定热备状态，主为MASTER，备为BACKUP
    state MASTER
    #21行，指定承载vip地址的物理接口
    interface ens33
    #第22行，指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致	
    virtual_router_id 10
    #第23行，指定优先级，数值越大优先级越高，主为100，备为99
    priority 100
    advert_int 1					#通告间隔秒数(心跳频率)
    authentication {
     				#定义认证信息,每个热备组保持一致
		auth_type PASS				#认证类型
        第27行，指定验证密码，主备服务器保持一致
        auth_pass 123123
    }
    virtual_ipaddress {
     				#指定群集vip地址
        192.168.126.166
    }
}
#第34行，指定虚拟服务器地址(VIP)、端口，定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.126.166 80 {
     
    delay_loop 6					#健康检查的间隔时间(秒)
    lb_algo rr						#指定调度算法，轮询(rr)
    #第37行，指定群集工作模式，直接路由(DR)
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50			#连接保持时间(秒)
    protocol TCP					#应用服务采用的是 TCP协议
    #第41行，指定第一个Web节点的地址、端口
    real_server 192.168.126.13 80 {
     
        weight 1					#节点的权重
        第43行，添加以下健康检查方式		
        TCP_CHECK {
     
			connect_port 80			#添加检查的目标端口
			connect_timeout 3		#添加连接超时(秒)
			nb_get_retry 3			#添加重试次数
			delay_before_retry 3	#添加重试间隔
		}
	}

	real_server 192.168.126.14 80 {
     		#添加第二个Web节点的地址、端口
        weight 1
        TCP_CHECK {
     
			connect_port 80
			connect_timeout 3
			nb_get_retry 3
			delay_before_retry 3
		}
	}

#删除后面多余的配置
}




systemctl start keepalived
#开启服务

ip addr show dev ens33
#查看虚拟网卡vip

4.测试

• 在客户机的浏览器中，能够通过 LVS + Keepalived 群集的 VIP 地址（192.168.126.166）正常访问 Web 页面内容
• 当主、从调度器任何一个失效时（可通过去主调度器 ifdown ens33:0 关闭虚拟网卡以来模拟故障），Web 站点仍然可以访问（可能需要刷新或者重新打开浏览器）
• 只要有两台及以上的真实服务器可用，就可以实现访问量的负载均衡
  
  
• 通过主、备调度器的 /var/log/messages 日志文件，可以跟踪故障切换过程
• 若要查看负载分配情况，可以执行“ipvsadm -ln” “ipvsadm -lnc”等操作命令，最终可以验证 LVS+Keepalived 高可用负载均衡群集的健壮性