Linux学习：Keepalived高可用集群

目录

一、Keepalived简介

二、keepalived工作原理

三、keepalived配置文件

1、global_defs 区域

2、vrrp_script区域

3、vrrp_instance区域

四、keepalived实战项目

1、Haproxy_Director(分发器）+Keepalived

（1）haproxy负载均衡

（2）keepalived实现调度器HA

（3）master服务器宕机测试

（4）对调度器Haproxy的健康检查（扩展）

​2、Nginx_director+Keepalived

（1）nginx负载均衡

（2）keepalived实现调度器HA

（3）master服务器宕机测试

（4）对调度器nginx健康检查

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一、Keepalived简介

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，它的作用是检测web服务器的状态。

如果有一台服务器死机，或工作出现故障，keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后，自动将web服务器加入到服务器集群中。解决了静态路由的单点故障问题。

二、keepalived工作原理

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称（Virtual Router Redundancy Protocol），即虚拟路由冗余协议。实现路由器高可用的协议。

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，master不断向backup发送心跳信息，告诉backup自己还活着，当backup收不到心跳的时候就认为master已经宕机，就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master，从而保证高可用。

keepalived主要有三个模块：

1. core模块：为keepalived的核心，负责进程的启动，维护，以及全局配置文件的加载和解析。

2. check模块：负责健康检查，包括常见的各种检查方式。

3. vrrp模块：是实现VRRP协议的。

三、keepalived配置文件

keepalived配置文件：keepalived.conf。里面主要包括以下几个配置区域，分别是：

• global_defs 全局配置

• static_ipaddress 静态路由配置

• vrrp_script 检测脚本

• vrrp_instance 定义高可用相关的配置

• virtual_server 定义配置服务器

1、global_defs 区域

主要是配置故障发生时的通知对象以及机器标志​

global_defs {
   notification_email {
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

• notification_email:故障发生时给谁发邮件通知

• notification_email_from：通知邮件从哪个地址发出

• smtp_server：通知邮件的smtp地址

• smtp_connect_timeout：连接smtp服务器的超时时间

• enable_traps：开启SNMP陷阱

• router_id：标志本节点的字符串，通常为ip地址，故障发生时邮件会通知到

2、vrrp_script区域

用来做健康检查的，当检查失败时会将vrrp_instance的priority减少相应的值。

​

vrrp_script check_haproxy {
        script "/etc/keepalived/check_haproxy_status.sh"
        interval 5
        weight  -20
}

• script：自己写的的监测脚本

• interval 5：每5s监测一次

• weight -20：监测失败，则相应的vrrp_instance的优先级会减少20个点

3、vrrp_instance区域

定义当前服务器的内容​

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.200.16
    }
     track_script {
        check_haproxy
        }
}

• state：只有MASTER和BACKUP。MASTER为工作状态，BACKUP是备用状态。

• interface：网卡接口，可通过ip addr查看自己的网卡接口。

• virtual_router_id ：虚拟路由标志，同组的virtual_router_id 应保持一致，它决定多播的mac地址

• priority：设置本节点的优先级，优先级高的为master

• advert_int：MASTER和BACKUP同步检查的时间间隔

• virtual_ipaddress：虚拟ip

四、keepalived实战项目

1、Haproxy_Director(分发器）+Keepalived

master：192.168.40.143

backup：192.168.40.141

web1:192.168.40.138

web2:192.168.40.139

（1）haproxy负载均衡

需要提前提前准备四台虚拟机，并配置好haproxy负载均衡，能实现页面转换。

主/备调度器均能实现正常调度。

（2）keepalived实现调度器HA

注：主/备调度器均能实现正常调度

1、主/备调度器安装软件

master和backup均安装keepalived

[root@localhost ~]# yum -y install keepalived

2、keepalived

配置详解

! Configuration File for keepalived //标记

global_defs { //global配置模块

router_id director1 //master为director1，辅助backup修改为director2 }

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP //禁止抢占

nopreempt

interface ens33 //VIP绑定的网络接口

virtual_router_id 80 //master和backup一致

priority 100 //优先级，可以决定哪个是master，辅助改为50

advert_int 1

authentication {

auth_type PASS //关于安全的配置，只有type和pass相同，才在一个组里 ​ auth_pass 1111 ​ }

virtual_ipaddress{ //指虚拟ip

192.168.40.100

}

}

master

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

master配置内容​

! Configuration File for keepalived
global_defs {
        router_id director1
 }
 vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 80
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.40.200
         }
}

​ backup

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

backup配置内容​

! Configuration File for keepalived
global_defs {
        router_id director2
 }
 vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    nopreempt
    interface ens33
    virtual_router_id 80
    priority 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.40.200
    }
}​

配置完毕后，检查haproxy的负载均衡是否启动正常，一切准备就绪后，启动keepalived

在master启动keepalived后，需要查看ip，在ens33接口会出现192.168.40.200的虚拟IP，在backup并没有新增的ip出现

 

 此时，在浏览器输入192.168.40.200会出现web1和web2页面的跳转。

 

（3）master服务器宕机测试

停止master上的keepalived服务，然后查看ip，发现虚拟ip不存在了。但在浏览器输入192.168.40.200仍可以正常访问页面。

[root@localhost ~]# systemctl stop keepalived
[root@localhost ~]# ip a

在backup上查询ip可以发现虚拟ip:192.168.40.200

当keepalived重新启动后，虚拟ip会漂移到master上，而backup上没有。

 

（4）对调度器Haproxy的健康检查（扩展）

若master上的haproxy服务出现问题时，再次访问页面会出现错误，vip并不会漂移到backup上。提前关闭haproxy服务，发现浏览器的访问失败

解决方法：

1、让keepalived以一定时间间隔执行一个外部脚本，脚本的功能是当haproxy失败，则关闭本机的keepalived。

a、编写脚本文件并授权​

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/check_haproxy_status.sh
[root@localhost ~]# chmod +x /etc/keepalived/check_haproxy_status.sh​

脚本内容如下：​

#!/bin/bash
/usr/bin/curl -I http://localhost &>/dev/null
if [ $? -ne 0];then
        /etc/init.d/keepalived stop
fi​

b、在配置文件里添加健康检查脚本的模块，然后重启keepalived，可以发现虚拟ip漂移到backup上。浏览器也可以顺利访问。​

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
[root@localhost ~]# systemctl start keepalived
[root@localhost ~]# ip a​

​加入脚本文件的配置

! Configuration File for keepalived
global_defs {
        router_id director1
   }
   vrrp_script check_haproxy {
        script "/etc/keepalived/check_haproxy_status.sh"
        interval 5
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 80
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.40.200
         }
    track_script  {
        check_haproxy
        }
}

​

2、Nginx_director+Keepalived

（1）nginx负载均衡

主/备调度器能够实现正常调度，可以实现页面之间的轮询

先安装nginx：

[root@localhost ~]#yum -y install nginx

编辑配置文件，并启动服务:

[root@localhost ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf [root@localhost ~]# systemctl start nginx

nginx配置文件

   include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    upstream web {
         server 192.168.40.138:80;
         server 192.168.40.139:80;
    }
    server {
        listen       80;
        listen       [::]:80;
        server_name  _;
        location / {
                proxy_pass http://web;
        }
        error_page 404 /404.html;
        location = /404.html {
        }
   
    error_page 500 502 503 504 /50x.html;
    location = /50x.html {
    }
}

配置好master和backup的nginx后，可以在浏览器实现页面的轮询。

（2）keepalived实现调度器HA

master

安装keepalived软件：

[root@localhost ~]#yum -y install keepalived

配置keepalived,在这里提前放置了脚本文件，来监测nginx宕机的情况

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf​

! Configuration File for keepalived
global_defs {
        router_id director1
 }
 vrrp_script check_nginx {
        script "/etc/keepalived/check_nginx_status.sh"
        interval 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 {
        192.168.40.200
         }
    track_script {
        check_nginx
        }
}

​ 重新启动keepalived服务

backup

安装keepalived软件：

[root@localhost ~]#yum -y install keepalived

配置keepalived，

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

​

    ! Configuration File for keepalived
global_defs {
        router_id director2
 }
 vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    nopreempt
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.40.200
    }
}

​ 重新启动keepalived服务

浏览器测试：

 

（3）master服务器宕机测试

停止master上的keepalived服务：

[root@localhost ~]# systemctl stop keepalived [root@localhost ~]# ip a

 

查看backup的ip，可以发现虚拟ip实现了飘移，浏览器可以正常访问。

 

（4）对调度器nginx健康检查

给master添加监测脚本，使master上的nginx宕机后，仍可以顺利访问页面

a、编写脚本文件并授权

[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/check_nginx_status.sh
[root@localhost ~]# chmod +x /etc/keepalived/check_nginx_status.sh

​脚本内容如下：
#!/bin/bash
/usr/bin/curl -I http://localhost &>/dev/null
if [ $? -ne 0];then
        /etc/init.d/keepalived stop
fi

b、在配置文件里添加健康检查脚本的模块，然后重启keepalived，可以发现当master上的nginx服务出现问题，虚拟ip漂移到backup上。浏览器也可以顺利访问。