LVS+Keepalived群集

keepalived概述及其功能

· 故障自动切换failover
· 实现lvs群集中节点健康检查
· 节点服务器的高可用性

keepalived软件就是通过vrrp协议来实现高可用功能

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。

VRRP通信原理和keepalived工作原理

VRRP协议：
是虚拟路由冗余协议，它的出现就是为了解决静态路由的单点故障

VRRP是通过一种竞选协议机制，来将路由交给某台VRRP路由器

VRRP用多播的方式（多播地址：224.0.0.18）实现高可用之间的通信，工作时主节点发包，当备节点接受不到主节点发的数据包的时候，就主动接管主节点的资源，备节点可以有多个，通过优先级来进行竞选，但一般keepalived系统运维工作是一对的，所以vrrp就是使用加密协议加密数据，但keepalived官方目前还是推荐用明文的方式认证类型和密码

keepalived工作原理：
keepalived高可用之间是通过vrrp进行通信的，vrrp是通过竞选的来确定主备，主的优先级高于备，因此工作时主优先获得所有资源，备的节点处于等待状态，当主挂了的时候，备节点就会接管主节点的资源，就顶替主的节点资源对外提供服务

在keepalived服务之间，只用作为主的服务器会一直发送vrrp广播包，告诉备我还活着，此时备不会去抢占主，当主不可用的时候，即备要监听不到主发送的广播包时，他就会启动相关服务，来取接管资源保证业务的连续性，接管速度是最快大概小于一秒钟。

Keepalived经常会出现的问题

脑裂现象

出现脑裂现象产生的原因

Master一直发送心跳消息给backup主机，如果中间的链路突然断掉，backup主机将无法收到master主机发送过来的心跳消息（也就是vrrp报文），backup这时候会立即抢占master的工作，但其实这时候的master是正常工作的，此时就会出现脑裂的现象。

怎么预防脑裂现象

1.使用shell脚本对这两个主机之间的连通性进行监测，如果发现有问题，就会立即关闭keepalived服务来防止脑裂的产生。

2.增加一条链路作为备用链路，即使主链路挂掉了，备用链路也会顶上来，master主机可以继续给backup主机发送心跳消息。

3.监控软件的方法，这边主要是采用的zabbix来监控的，主要就是创建监控项，创建触发器来测试关闭keepalived服务。

实验：LVS+Keepalived 高可用群集实验部署

主DR 服务器：ens33(192.168.10.14) ipvsadm 、keepalived(热备) 虚拟IP：192.168.10.188  网卡 ens33:0
备DR 服务器：ens33(192.168.10.15) ipvsadm 、keepalived
虚拟IP：192.168.10.188  网卡 ens33:0
Web 服务器1：ens33 192.168.10.16
lo:0(VIP)192.168.10.188
Web 服务器2：ens33 192.168.10.17
lo:0(VIP)192.168.10.188
vip：192.168.10.188         
客户端：192.168.10.100

1.配置负载调度器（主、备相同）  (192.168.10.14、192.168.10.15）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

（1）配置keeplived（主、备DR 服务器上都要设置）

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
--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bakcup，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
        192.168.10.188
    }
}
--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 192.168.10.188 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 192.168.10.16 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 192.168.10.17 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##
}

192.168.10.14和15都需要配置vip(虚拟IP)
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.188
NETMASK=255.255.255.255

重启网卡 systemctl restart network
ifup  ens33:0 

systemctl start keepalived
ip addr                        #查看虚拟网卡vip

（2）启动 ipvsadm 服务

--192.168.10.14---

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

ipvsadm -C   ##清空规则
ipvsadm -A -t 192.168.10.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.10.188:80 -r 192.168.10.16:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.10.188:80 -r 192.168.10.17:80 -g

ipvsadm -ln
#如没有VIP 的分发策略，则重启 keepalived 服务，systemctl restart keepalived

--192.168.10.15---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -ln

（3）调整 proc 响应参数，关闭Linux 内核的重定向参数响应

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p

2.配置节点服务器

systemctl stop firewalld
setenforce 0

yum -y install httpd
systemctl start httpd

--192.168.10.16---
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.10.17---
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.188
NETMASK=255.255.255.255

service network restart 或 systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.10.188 dev lo:0

vim /etc/sysctl.conf

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

sysctl -p

3.测试验证

在客户端访问 http://192.168.10.188/ 
再在主服务器关闭 keepalived 服务后再测试， systemctl stop keepalived