目录
一、Keepalived概述
1.1 Keepalived服务重要功能
①、管理 LVS 负载均衡软件
②、支持故障自动切换(Failover)
③、实现 LVS 集群中节点的健康检查(Health Checking)
1.2 VRRP通信原理
二、Keepalived工具介绍
2.1 keepalived体系主要模块及作用:
2.2 keepalived服务的工作原理
三、keepalived脑裂及解决办法
3.1 keepalived脑裂
3.2 脑裂的原因
3.3 解决对策
四、LVS+Keepalived高可用群集搭建
4.1 集群概述
4.2 开始部署
4.3 配置负载调度器(192.168.63.20)
五、配置负载调度器(主192.168.63.20)
六、配置负载调度器(备192.168.63.102)
七、配置 节点服务器web1(192.168.63.103)
八、配置节点服务器web2(192.168.63.104)
九、测试
Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS服务高可用方案,可以解决静态路由出现的单点故障问题。
在一个LVS服务集群中通常有主服务器(MASTER)和备份服务器(BACKUP)两种角色的服务器,但是对外表现为一个虚拟IP,主服务器会发送VRRP通告信息给备份服务器,当备份服务器收不到VRRP消息的时候,即主服务器异常的时候,备份服务器就会接管虚拟IP,继续提供服务,从而保证了高可用性。
早期的LVS软件,需要通过命令行或脚本实现管理,并且没有针对LVS节点的健康检查功能。为了解决LVS的这些使用不便问题,Keepalived诞生了,可以说,Keepalived软件起初是专为解决LVS的问题而诞生的。因此,Keepalived和LVS的感情很深,他们的关系如同夫妻一样,可以紧密地结合,愉快地工作。Keepalived可以通过读取自身的配置文件,实现通过更底层的接口直接管理LVS的配置以及控制服务的启动,停止功能,这使得LVS的应用更加简单方便了。
Keepalived可以实现任意两台主机之间,例如Master和Backup主机之间的故障转移和自动切换,这个主机可以是普通的不能停机的业务服务器,也可以是LVS负载均衡,Nginx反向代理这样的服务器。
Keepalived高可用功能实现的简单原理为,两台主机同时安装好Keepalived软件并启动服务,开始正常工作时,由角色为Master的主机获得所有资源并对用户提供服务,角色为Backup的主机作为Master主机的热备;当角色为Master的主机失效或出现故障时,角色为Backup的主机将自动接管Master主机的所有工作,包括接管VIP资源及相应资源服务;而当角色为Master的主机故障修复后,又会自动接管回它原来处理的工作,角色为Backup的主机则同时释放Master主机失效时它接管的工作,此时,两台主机将恢复到最初启动时各自的原始角色及工作状态。
Keepalived可以通过在自身的Keepalived.conf文件里配置LVS的节点IP和相关参数实现对LVS的直接管理;除此之外,当LVS集群中的某一个甚至是几个节点服务器同时发生故障无法提供服务时,Keepalived服务会自动将失效的节点服务器从LVS的正常转发队列中清除出去,并将请求调度到别的正常节点服务器上,从而保证最终用户的访问不受影响;当故障的节点服务器被修复以后,Keepalived服务又会自动地把它们加入到正常转发队列中,对客户提供服务。
一般企业集群需要满足的三个特点:负载均衡、健康检查、故障切换,使用 LVS + Keepalived 完全可以满足需求。
vrrp会把多台路由器组成一个虚拟路由组vrid,vrrp会生成一个虚拟路由(包含虚拟IP和虚拟MAC,局域网内用户不关心哪一个是主哪一个是备,它们只用虚拟路由器的虚拟IP作为它们的网关)实际上虚拟IP就是承载master路由器上,也就是说实际的数据是通过master转发的。
backup是通过优先级来决定哪个是master路由,优先级最大的那台就是master,backup只是用来监听master定时发来的vrrp报文,如果超时未收到master发来的vrrp报文backup就会抢占master,虚拟IP也会漂移到backup头上。
专为LVS和HA设计的一款健康检查工具
支持故障自动切换(Failover)
支持节点健康状态检查(Health Checking)
官方网站: http://www.keepalived.orgl
keepalived体系架构中主要有三个模块,分别是core、check、vrrp
Keepalived高可用之间是通过VRRP进行通信的,VRRP是通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,此时备不会抢占主,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。
在高可用(HA)系统中,当联系2个节点的“心跳线”断开时,本来为一整体、动作协调的HA系统,就分裂成为2个独立的个体。由于相互失去了联系,都以为是对方出了故障。两个节点上的HA软件像“裂脑人”一样,争抢“共享资源”、争起“应用服务”,就会发生严重后果——或者共享资源被瓜分、2边“服务”都起不来了;或者2边“服务”都起来了,但同时读写“共享存储”,导致数据损坏(常见如数据库轮询着的联机日志出错)。
vim check_keepalived.sh
#!/bin/bash
$ip=192.168.63.20
while true
do
if [ `ip a show ens33 |grep $ip|wc -l` -ne 0 ]
then echo "keepalived is error!"
else echo "keepalived is OK !"
fi
done
环境
主DR 服务器:192.168.63.20
备DR 服务器:192.168.63.102
Web 服务器1:192.168.63.103
Web 服务器2:192.168.63.104
############################ 配置Keepalived master服务器 #################################
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
2. #安装服务
yum -y install ipvsadm keepalived
3. #修改配置文件keeplived.conf
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
......
global_defs { #定义全局参数
--10行--修改,邮件服务指向本地
smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改,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--修改,指定热备状态,主为MASTER,备为BACKUP
state MASTER
--21行--修改,指定承载vip地址的物理接口
interface ens33
--22行--修改,指定虚拟路由器的ID号,每个热备组保持一致
virtual_router_id 10
--23行--修改,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
--27行--修改,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
192.168.63.188
}
}
--36行--修改,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 192.168.63.188 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)
--39行--修改,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
--43行--修改,指定第一个Web节点的地址、端口
real_server 192.168.63.103 80 {
weight 1 #节点的权重
--45行--删除,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 192.168.63.104 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##
4. #启动服务、查看虚拟网卡vip
systemctl start keepalived
ip addr show dev ens33
5. #调整proce响应参数,关闭Linux内核的重定向参数响应
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
6. #刷新一下
sysctl -p
############################# 配置ipvsadm #################################
7. #配置负载分配策略,并启动服务
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
8.
#清空ipvsadm,并做策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.63.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.63.188:80 -r 192.168.63.103:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.63.188:80 -r 192.168.63.104:80 -g
9. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
关闭防火墙
安装服务
修改配置文件keeplived.conf
keeplived.conf是主配置文件
[root@mayinbin keepalived]# systemctl start keepalived.service
[root@mayinbin keepalived]# ip addr show dev ens33
配置ipvsadm
配置ipvsadm
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd
3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is yxp web!
4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.63.188
NETMASK=255.255.255.255
5. #重启网络服务,开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
6. #设置路由
route add -host 192.168.63.188 dev lo:0
route -n
7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址,而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
8. #刷新proc参数
sysctl -p
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd
3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is dhc web!
4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.63.188
NETMASK=255.255.255.255
5. #重启网络服务,开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
6. #设置路由
route add -host 192.168.63.188 dev lo:0
route -n
7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址,而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
8. #刷新proc参数
sysctl -p
web2设置同web1一样,就不做过多的标注了
在客户端访问 http://192.168.63.188/ ,默认网关指向 192.168.63.188
再在主服务器关闭 keepalived 服务后在测试,systemctl stop keepalived