【LVS + Keepalived 群集】

目录

  • 一、Keepalived 案列分析
  • 二、Keeoalived 工具介绍
    • 1、keepalived 实现原理剖析
    • 2、VRRP (虚拟路由冗余协议)是指对路由器的一种备份解决方案
    • 3、keepalived 案例讲解
    • 4、keepalived 的安装与启动
    • 5、Keepalived及其工作原理
      • Keepalived体系主要模块及其作用
  • 三、LVS+Keepalived 高可用群集
    • 1.配置负载调度器(主、备相同)
      • (1)配置keeplived 主DR服务器
      • (2)配置keeplived 备DR服务器
      • (3)启动 ipvsadm 服务
      • (4)调整 proc 响应参数,关闭Linux 内核的重定向参数响应
    • 2.配置节点服务器(192.168.102.10,192.168.102.20)
      • 配置节点服务器1
      • 配置节点服务器2
    • 使用浏览器进行测试
  • 四、keepalived的抢占与非抢占模式
  • 五、nginx 的keepalived配置
    • 1、配置调度器1 (192.168.102.50)
    • 2、配置调度器2 (192.168.102.40)


一、Keepalived 案列分析

企业应用中,单台服务器承担应用存在单点故障的危险

单点故障一旦发生,企业服务将发送中断,造成极大的危害
【LVS + Keepalived 群集】_第1张图片

二、Keeoalived 工具介绍

专门为LVS 和 HA 设计的一款健康检查工具

支持故障自动切换
支持节点的健康状态检查

1、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
【LVS + Keepalived 群集】_第2张图片

2、VRRP (虚拟路由冗余协议)是指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,其他路由器处于几余状态

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

3、keepalived 案例讲解

双机热备的故障切换是由虚拟IP地址的飘逸来实现,使用于各种应用服务器

实现基于web 服务的双机热备

飘移地址:192.168.10.72
主,备服务器:192.168.10.73、192.168.10.74
提供的应用服务:web

【LVS + Keepalived 群集】_第3张图片

4、keepalived 的安装与启动

在LVS 群集环境中应用时,也需要ipvsadm 管理工具

使用yum 进行安装 keepalived

启动keepalived 服务

5、Keepalived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(VIP),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。(调度器之间的健康检查和主备切换)

●check模块:负责健康检查,常见的方式有端口检查及URL检查。(节点服务器的健康检查)

三、LVS+Keepalived 高可用群集

主DR 服务器:192.168.102.50
备DR 服务器:192.168.102.40
Web 服务器1:192.168.102.10
Web 服务器2:192.168.102.20
vip:192.168.102.188
客户端:192.168.102.200

1.配置负载调度器(主、备相同)

关闭防火墙

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

安装服务

yum -y install ipvsadm keepalived

开启ipvsadm服务

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

(1)配置keeplived 主DR服务器

进入keepalived 目录,给里面的内容备份

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

进入配置文件里修改

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
--14行--注释掉,取消严格遵守VRRP协议功能,否则VIP无法被连接
	#vrrp_strict
}

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
	#nopreempt		#如果设置非抢占模式,两个节点state必须为BACKUP,并加上配置 nopreempt
--23行--修改,指定优先级,数值越大优先级越高,这里设置主为100,备为90
    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 abc123
    }
    virtual_ipaddress {				#指定群集vip地址
        192.168.102.188
    }
}
--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 192.168.102.188 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 0			#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 192.168.102.10 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 192.168.102.20 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##
}

【LVS + Keepalived 群集】_第4张图片

【LVS + Keepalived 群集】_第5张图片

修改完后重新启动服务

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived.service

查看虚拟网卡 vip

ip addr	

查看到在主的上面增加了一个虚拟网卡 vip
【LVS + Keepalived 群集】_第6张图片

(2)配置keeplived 备DR服务器

关闭防火墙

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

安装服务

yum -y install ipvsadm keepalived

开启ipvsadm服务

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

进入keepalived 目录,给里面的内容备份

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

进入配置文件里修改

vim keepalived.conf

【LVS + Keepalived 群集】_第7张图片【LVS + Keepalived 群集】_第8张图片

修改完后重新启动服务

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived.service

查看虚拟网卡 vip

ip addr	

【LVS + Keepalived 群集】_第9张图片

(3)启动 ipvsadm 服务

192.168.102.50 主调度器

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -ln
#如没有VIP 的分发策略,则重启 keepalived 服务,systemctl restart keepalived

【LVS + Keepalived 群集】_第10张图片

192.168.102.40 备调度器

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -ln

【LVS + Keepalived 群集】_第11张图片

(4)调整 proc 响应参数,关闭Linux 内核的重定向参数响应

vim /etc/sysctl.conf

加入配置文件

net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

重新加载

sysctl -p

2.配置节点服务器(192.168.102.10,192.168.102.20)

配置节点服务器1

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0

安装一个服务器

yum -y install httpd
systemctl start httpd

在节点服务器1 上写入网页内容

echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

【LVS + Keepalived 群集】_第12张图片
创建一个虚拟网卡

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.102.188
NETMASK=255.255.255.255

注意:子网掩码必须全为1

启动虚拟网卡,并添加路由,将发送给vip地址的包从虚拟网卡回环地址发送(将访问vip的数据限制在本地以免arp混乱)
单独启动网卡设置

ifup lo:0
ifconfig lo:0

添加到rc.local 开机自动加载上面的限制命令 (永久添加)

vim /etc/rc.d/rc.local
route add -host 192.168.102.188 dev lo:0

【LVS + Keepalived 群集】_第13张图片

加入权限

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

调整内核的 ARP 响应参数以阻止更新 VIP 的 MAC 地址,避免发生冲突

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1			#系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2		#系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址,而选择发送接口的IP地址
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

刷新配置

sysctl -p

配置节点服务器2

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0

安装一个服务器

yum -y install httpd
systemctl start httpd

在节点服务器2 上写入网页内容

echo 'this is dai web!' > /var/www/html/index.html

【LVS + Keepalived 群集】_第14张图片
创建一个虚拟网卡

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.102.188
NETMASK=255.255.255.255

注意:子网掩码必须全为1

启动虚拟网卡,并添加路由,将发送给vip地址的包从虚拟网卡回环地址发送(将访问vip的数据限制在本地以免arp混乱)
单独启动网卡设置

ifup lo:0
ifconfig lo:0

添加到rc.local 开机自动加载上面的限制命令 (永久添加)

vim /etc/rc.d/rc.local
route add -host 192.168.102.188 dev lo:0

【LVS + Keepalived 群集】_第15张图片

加入权限

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

调整内核的 ARP 响应参数以阻止更新 VIP 的 MAC 地址,避免发生冲突

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1			#系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2		#系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址,而选择发送接口的IP地址
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

刷新配置

sysctl -p

使用浏览器进行测试

在客户端访问 http://192.168.102.188/
再在主服务器关闭 keepalived 服务后再测试, systemctl stop keepalived

【LVS + Keepalived 群集】_第16张图片

Keepalived通过什么判断哪台主机为主服务器,通过什么方式配置浮动IP?

答案:
Keepalived首先做初始化先检查state状态,master为主服务器,backup为备服务器。
然后再对比所有服务器的priority,谁的优先级高谁是最终的主服务器。
优先级高的服务器会通过ip命令为自己的电脑配置一个提前定义好的浮动IP地址。

四、keepalived的抢占与非抢占模式

抢占模式即MASTER从故障中恢复后,会将VIP从BACKUP节点中抢占过来。非抢占模式即MASTER恢复后不抢占BACKUP升级为MASTER后的VIP
非抢占式俩节点state必须为bakcup,且必须配置nopreempt。
注意:这样配置后,我们要注意启动服务的顺序,优先启动的获取master权限,与优先级没有关系了。

五、nginx 的keepalived配置

1、配置调度器1 (192.168.102.50)

安装nginx

vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
yum install -y nginx

进入nginx的配置文件里添加内容,实现4层代理

cd /etc/nginx
vim nginx.conf
stream{
    upstream backend{
         server 192.168.102.10:80;
         server 192.168.102.20:80;

    }
        server{
             listen 8080;
             proxy_pass backend;
         }
}

【LVS + Keepalived 群集】_第17张图片

配置完后重新启动服务,并查看端口有没有打开
【LVS + Keepalived 群集】_第18张图片

使用别的客户端主机访问 192.168.102.50 看有没有实现转发
【LVS + Keepalived 群集】_第19张图片
在keepalived 的目录里写下一个脚本

#!/bin/bash
if !  killall -0 nginx
then
    systemctl stop keepalived
fi

给脚本加上权限

chmod +x nginx.sh 

进入 keepalived 的配置文件里修改

vim keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_01
   #vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   #vrrp_garp_interval 0
   #vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script chk_nginx {
      script "/etc/keepalived/nginx.sh"
      interval 2
      weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.102.188
    }
   track_script {
          chk_nginx
     }

}

2、配置调度器2 (192.168.102.40)

安装nginx

vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
yum install -y nginx

进入nginx的配置文件里添加内容,实现4层代理

cd /etc/nginx
vim nginx.conf
stream{
    upstream backend{
         server 192.168.102.10:80;
         server 192.168.102.20:80;

    }
        server{
             listen 8080;
             proxy_pass backend;
         }
}

【LVS + Keepalived 群集】_第20张图片

配置完后重新启动服务,并查看端口有没有打开
【LVS + Keepalived 群集】_第21张图片

使用别的客户端主机访问 192.168.102.40 看有没有实现转发
【LVS + Keepalived 群集】_第22张图片

在keepalived 的目录里写下一个脚本

#!/bin/bash
if !  killall -0 nginx
then
    systemctl stop keepalived
fi

给脚本加上权限

chmod +x nginx.sh 

进入nginx的配置文件里添加内容,实现4层代理

cd /etc/nginx
vim nginx.conf
stream{
    upstream backend{
         server 192.168.102.10:80;
         server 192.168.102.20:80;

    }
        server{
             listen 8080;
             proxy_pass backend;
         }
}

进入 keepalived 的配置文件里修改

vim keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_02
   #vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   #vrrp_garp_interval 0
   #vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_script chk_nginx {
      script "/etc/keepalived/nginx.sh"
      interval 2
      weight 2

}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.102.188
    }
   track_script {
          chk_nginx
     }

}

使用客户机访问 192.168.102.188 看有没有通过脚本的模式来实现负载均衡
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