大数据云计算运维之HA高可用服务搭建

HA高可用服务搭建

1、HA Cluster高可用集群

HA是High Available缩写。 HA Cluster是指高可用性集群，是保证业务连续性的有效解决方案，一般 有两个或两个以上的节点，且分为活动节点及备用节点。

FailOver：故障自动切换，MASTER/BACKUP，MASTER宕机了，BACKUP 充当主机使用。

2、为什么要引入HA高可用

答：主要是为了解决Web服务的单点故障。 HA高可用软件架构原理：keepalived/mha

3、Keepalived软件概述

Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS 集群系统中各个服务节点的状态，后来又加入了可以实现高可用的VRRP功 能。因此，Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务 （例如：Nginx、HAproxy、MySQL等）的高可用解决方案软件。

4、Keepalived组成和原理

Keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的（故障切换方 式）。VRRP是Virtual Router RedundancyProtocol(虚拟路由器冗余协 议）的缩写，VRRP出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题的，它 能够保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行。 （FailOver+VIP漂移）

使用Keepalived进行VIP（虚拟的IP地址），所有服务器共享一个虚拟的 VIP的实现。

虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供 相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个 backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内 其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp 包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个 backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

Keepalived的功能体系结构，大致分两层：用户空间（user space）和内 核空间（kernel space）。

内核空间：主要包括IPVS（IP虚拟服务器，用于实现网络服务的负载均 衡）和NETLINK（提供高级路由及其他相关的网络功能）两个部份。

用户空间：

WatchDog：负则监控checkers和VRRP进程的状况
VRRP Stack：负载均衡器之间的失败切换FailOver，如果只用一个负载均衡
器，则VRRP不是必须的。
Checkers：负责真实服务器的健康检查healthchecking，是keepalived
最主要的功能。换言之，可以没有VRRP Stack，但健康检查
healthchecking是一定要有的。
IPVS wrapper：用户发送设定的规则到内核ipvs代码.
Netlink Reflector：用来设定vrrp的vip地址等。

keepalived主要使用三个模块，分别是core、check和vrrp。core模块为 keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和 解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现 VRRP协议的。

5、安装Keepalived软件

第一步：关闭防 火墙与SELinux、关闭NetworkManager、时间同步。

第二步：在Web01与Web02（两台机器组建高可用集群）使用yum命令安 装Keepalived软件

yum install keepalived -y

第三步：了解keepalived配置文件与日志信息输出的位置

配置文件：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

日志文件：

cat /var/log/messages

6、设置Keepalived配置文件

Web01与Web02同时操作：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

第一步：使用冒号：末行模式，切换光标到35行，然后按dG，删除35行以 后的所有内容

第二步：了解一下配置文件中每一行的含义19~34行

vrrp_instance #组建vrrp实例组的组名（Web01与Web02要保持一致） {
	state #角色名称(MASTER/BACKUP)
	interface #网卡名称(eth0=>ens33)
	virtual_router_id #vrrp组的编号（Web01与Web02要保持一致）
	priority #权重（选举=>权重高=>当选几率大）
	advert_int 1 #心跳间隔时间
	authentication {
		auth_type PASS #=> 授权类型（PASS密码）
		auth_pass 1111 #=> 组密码（想组建集群，其密码必须一致）
	}
	virtual_ipaddress {
		10.1.1.100 #=> VIP，虚拟的IP地址，需要与集群中的机器保持在同一网段
	}
}

设置完成后，保存并退出

第三步：启动Keepalived软件

systemctl start keepalived
systemctl status keepalived

分别在Web01/Web02中使用ip a命令，查看网卡上是否挂载VIP地址：

ip a

7、解析www.shop.com到VIP虚拟IP地址

Windows中找到hosts文件：

ip 域名
例如：
192.168.1.100 www.baidu.com

8、让VIP可以ping通

把域名解析到VIP，通过VIP访问到提供服务的服务器。

特别注意：1.3以后版本要注释vrrp_strict，否则虚拟IP无法ping通

设置完成后，重启keepalived软件

systemctl restart keepalived

9、模拟服务器故障，VIP漂移

MASTER：网络无法连接，keepalived软件关闭
Web01 # systemctl stop network

10、让Keepalived可以监测Nginx服务

问题：当我们在MASTER服务器中，手工停止Nginx，VIP会发生漂移么？

答：不会，因为keepalived软件主要检测keepalived服务状态以及网络情 况。只要这两者正常，这个VIP就不会发生漂移。

这个时候就产生了一个问题：Nginx都已经停止了，实际上这台MASTER服 务器就无法对外提供Web服务了，所以这个时候VIP也应该正常发生漂移。

第一步：编写nginx.sh脚本，自动检测Nginx的运行状态 （Web01/Web02）

# mkdir /scripts
# vim /scripts/nginx.sh
#!/bin/bash
nginx_status=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $nginx_status -eq 0 ]; then
	systemctl stop keepalived
fi

第二步：给nginx.sh文件添加一个可执行权限

chmod +x /scripts/nginx.sh

设置完成后，不要着急继续向下操作。首先测试一下nginx.sh脚本是否可用

/scripts/nginx.sh

第三步：在Web01/Web02两台机器的keepalived.conf文件中配置 nginx.sh脚本

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_script 健康检测脚本对象名称 {
	script STRING | QUOTED-STRING ## 指定：<外部脚本>的<调用路径>
	interval INTEGER ## 设置：<健康跟踪检测>的<时间间隔>，默认为 1 秒
}

以上只是在keepalived配置文件中定义了一个检测脚本，但是还没有真正 的调用。

第四步：在vrrp_instance标签中真正调用check_nginx这个检测脚本

vrrp_instance VI_1 {
...
track_script {
check_nginx
}
...
}

第五步：设置完成后，重启keepalived

systemctl restart keepalived

二、Keepalived配置补充

1、抢占与非抢占模式

☆ 什么是抢占模式

MASTER：权重100

BACKUP：权重90

当MASTER发生故障时（宕机），VIP会自动从MASTER漂移到BACKUP服 务器。但是当MASTER维修完毕后，启动keepalived的瞬间，其就会把VIP 从BACKUP服务器中抢占过来。我们把这种情况就称之为“抢占模式”。

扩展：keepalived中，到底是如何决定谁是MASTER？

答：主要通过权重配置以及IP地址的大小

① 如果Web01与Web02其权重不同，当我们同时启动keepalived的时候， 其默认会选择权重比较大的服务器充当MASTER。

② 如果Web01与Web02其权重相同，则IP地址大的，优先成为MASTER Web02（10.1.1.13） > Web01（10.1.1.11）

☆ 非抢占模式

问题：如果让我们的HA Cluster集群成为非抢占模式呢？

答：一共分三步

第一步：更改keepalived.conf配置文件

vrrp_instance VI_1 {
	virtual_router_id 51
------------------------ 华丽的分割线 ------------------
	nopreempt => 非抢占模式
------------------------ 华丽的分割线 ------------------
	priority 100
}

第二步：配置state角色都为BACKUP

vrrp_instance VI_1 {
------------------------ 华丽的分割线 ------------------
	state BACKUP => 所有服务器都设置为BACKUP，没有MASTER/BACKUP之分
------------------------ 华丽的分割线 ------------------
	virtual_router_id 51
	nopreempt
	priority 100
}

第三步：重启keepalived软件

systemctl restart keepalived