LVS+Keepalived
群集的含义
Cluster，集群、群集
由多台主机构成，但对外只表现为一个整体，只提供一个访问入口（域名或IP地址），相当于一台大型计算机
问题
互联网应用中，随着站点对硬件性能、影响速度、服务稳定性、数据可靠性等要求越来越高，单台服务器已经无法满足负载均衡及高可用的要求
解决方法
使用价格昂贵的小型机、大型机
使用多台相对廉价的普通服务器构建集群
通过整合多台服务器，使用lvs来达到服务器的高可用和负载均衡，并以同一个IP地址对外提供相对的服务。
企业群集分类
群集的三种类型
负载均衡群集
高可用群集
高性能运算群集
负载均衡群集(Load Balance Cluster)
提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、高负载（LB）的整体性能
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点，从而缓解整个系统的负载压力。例如，“DNS轮询”“反向代理”等
高可用群集(High Availability Cluster)
提高应用系统的可靠性、尽可能的减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用（HA）的容错效果
HA的工作方式包括双工和主从两种模式，双工及所有节点同时在线；主从则只有主节点在线，当出现故障时从节点能自动切换为主节点。例如故障切换、双机热备等。
高性能运算群集(High Performance Computer Cluster)
以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型、超级计算机的高性能运算（HPC）能力
高性能依赖于“分布式运算”、“合并计算”，通过装用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算机能力。例如，“云计算” “网格计算”等
负载均衡集群架构
第一层负载调度器（Load Balancer或Director）
访问整个集群系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP地址，也成为群集IP地址。通常会配置主，备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用。
第二层服务器池（Srver Pool）
集群所提供的应用服务、由服务池承担，其中每个节点具有独立的RIP地址（真实IP），只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时，负责调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后在重新纳入服务器池。
第三层共享储存（Share Storage）
为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性。共享储存可以使用NAS设备，或者提供NFS共享服务的专用服务器。
负载均衡的结构
keepalived工具介绍
专为LVS和HA设计的一款健康检查工具
持故障自动切换(Failover)
支持节点健康状态检查(Health Checking)
判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，当master主机出现故障及时切换到backup 节点保证业务正常，当master故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回master节点。
Keepalived实现原理剖析
Keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux服务器的多机热备功能
VRRP(虚拟路由冗余协议)
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
每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态
若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务
VRRP 相关术语
虚拟路由器：Virtual Router
虚拟路由器标识：VRID(0-255)，唯一标识虚拟路由器
VIP：Virtual IP
VMAC：Virutal MAC (00-00-5e-00-01-VRID)
物理路由器：
master：主设备
backup：备用设备
priority：优先级
虚拟路由器的主备 是由priority：优先级决定的
VRRP工作过程
选举Master，比较优先级，高的为Master，若优先级相同无Master时，比较接口IP地址，大的为Master，Master设备发送ARP报文，承担报文转发工作；
状态维持，Master设备周期发送通告报文，公布配置信息和工作状态；
Backup设备根据收到的通告报文判断Master设备是否工作正常，如果Master设备主动放弃Master地位时，会发送优先级为0的通告报文，Backup设备收到后会快速切换成Master设备或者定时器超时后Backup设备认为Master设备无法正常工作，会切换状态为Master
当Master设备出现故障后怎么办
Master设备故障后，组内的备份设备一段时间（Master_Down_Interval定时器取值为：3×Advertisement_Interval＋Skew_Time，单位为秒）内没有接收到来自Master设备的报文，则将自己转为Master设备。一个VRRP组里有多台备份设备时，短时间内可能产生多个Master设备，设备将会对收到的VRRP报文中的优先级与本地优先级做比较，从而选取优先级高的设备成为Master。
Master设备故障后恢复的时候会怎么样
Master设备恢复后，若其优先级为255则立即为Master设备，若优先级小于255，先切换为Backup设备，当Backup优先级高于Master设备时，如果此时工作模式为抢占模式，则Backup设备切换为Master设备，如果工作模式为非抢占模式，Backup设备不会切换为Master。（当设备切换为Master地位时都会发送免费ARP报文，承担报文转发功能）
Keepalived案例讲解
Keepalived可实现多机热备,每个热备组可有多台服务器
双机热备的故障切换是由虚拟P地址的漂移来实现,适用于各种应用服务器
Keepalived配置目录位于/etc/keepalived/
Keeplived及其工作原理
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
Keepalived体系主要模块及其作用
keepalived体系架构中主要有三个模块，分别是core、check和vrrp
core模块：为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。
vrrp模块：是来实现VRRP协议的。
check模块：负责健康检查，常见的方式有端口检查及URL检查
LVS+Keepalived 高可用群集
结构图
主DR 服务器：192.168.239.10
备DR 服务器：192.168.239.50
Web 服务器1：192.168.239.20
Web 服务器2：192.168.239.30
vip：192.168.239.100
NFS服务器：192.168.239.40
客户端：192.168.239.200
配置nfs共享服务器（192.168.239.40）
配置两台节点web服务器（192.168.239.20、192.168.239.30 ）
第一台节点服务器（192.168.239.20）
第二台节点服务器（192.168.239.30）
与第一台一致挂载文件不同
配置负载调度器（主：192.168.239.10）
配置负载调度器（备：192.168.239.50）
与主配置一致唯一不同keepalived配置文件
测试
关闭主负载调度器的keepalived服务再次测试
此时备负载调度器则会将自己转为Master设备
