Keepalived高可用集群

介绍

Keepalived软件起初是专门为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的高可用解决方案软件。

Keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的,VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol（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

VRRP原理

1.master在工作状态会不断群发一个广播包(内涵优先参数)

2.其他路由收到收到广播后会和自己的优先参数作对比,如果优先参数小于自己则什么都不执行,如果优先参数大于自己则开启争抢机制

3.如果启动了争抢机制,他就会群发自己的优先参数,最终优先参数最小的称为master路由.

keepalived的三个核心模块

core核心模块 chech健康监测 vrrp虚拟路由冗余协议

Keepalived服务的三个重要功能

1.管理LVS　　　　2.对LVS集群节点检查　　　　　　3.作为系统网络服务的高可用功能

#其中3高可用可作为任意网络功能

Keepalived高可用故障切换转移原理

Keepalived高可用故障切换，是通过VRRP虚拟路由器冗余协议来实现的。　　

在Keepalived服务正常工作时，主Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用以告诉备Backup节点自己还活着，当主Master节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点无法检测到来自主Master节点心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主Master节点的IP资源及服务。而当主Master节点恢复时，备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。

keepalived搭建

yum -y install keepalived　　　　　　　　　　　　　　　　#安装keepalived 
vim /etc/keepalived/keepalived.conf　　　　　　　　　　#修改主keepalived配置文件
yum -y install openssh-clients　　　　　　　　　　　　　#安装scp　
scp /etc/keepalived/keepalived.conf root@192.168.50.149:/etc/keepalived/　　　　#发从给从
/etc/init.d/keepalived start　　　　　　　　　　　　　　#启动keepalived

Keepalived配置文件说明

主

! Configuration File for keepalived              

global_defs {                        #全局定义部分
   notification_email {              #设置警报邮箱
     acassen@firewall.loc            #邮箱
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc      #设置发件人地址
   smtp_server 192.168.50.1        #设置smtp server地址
   smtp_connect_timeout 30          #设置smtp超时连接时间    以上参数可以不配置
   router_id LVS_DEVEL               #是Keepalived服务器的路由标识在一个局域网内，这个标识（router_id）是唯一的
}

vrrp_instance VI_1 {      #VRRP实例定义区块名字是VI_1
    state MASTER          #表示当前实例VI_1的角色状态这个状态只能有MASTER和BACKUP两种状态，并且需要大写这些字符ASTER为正式工作的状态，BACKUP为备用的状态
    interface eth0       
    virtual_router_id 51 #虚拟路由ID标识,这个标识最好是一个数字,在一个keepalived.conf配置中是唯一的, MASTER和BACKUP配置中相同实例的virtual_router_id必须是一致的.
    priority 100                #priority为优先级 越大越优先
    advert_int 1               #为同步通知间隔。MASTER与BACKUP之间通信检查的时间间隔，单位为秒，默认为1.
    authentication {           #authentication为权限认证配置不要改动,同一vrrp实例的MASTER与BACKUP使用相同的密码才能正常通信。
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {         #设置虚拟IP地址
        192.168.50.16         #此格式ip a显示 ifconfig不显示
        192.168.50.17/24 dev eth0 label eth0:1    #绑定接口为eth0，别名为eth0：1
   }
#至此为止以上为实现高可用配置,如只需使用高可用功能下边配置可删除
#以下为虚拟服务器定义部分
virtual_server 192.168.50.16 80 {      #设置虚拟服务器,指定虚拟IP和端口
    delay_loop 6                           #健康检查时间为6秒
    lb_algo rr                               #设置负载调度算法 rr算法
    lb_kind NAT                            #设置负载均衡机制 #有NAT,TUN和DR三种模式可选
    nat_mask 255.255.255.0         #非NAT模式注释掉此行  注释用!号
    persistence_timeout 50           #连接保留时间,50秒无响应则重新分配节点
    protocol TCP                           #指定转发协议为TCP 
    real_server 192.168.5.150 80 {      #RS节点1
        weight 1                #权重
        TCP_CHECK {             #节点健康检查
        connect_timeout 8       #延迟超时时间
        nb_get_retry 3          #重试次数
        delay_before_retry 3    #延迟重试次数
        connect_port 80         #利用80端口检查
    }
    }
    real_server 192.168.50.149 80 {      #RS节点2
        weight 1
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80 
    }
    }
}

配置完毕后启动keepalived 并检测是否有虚拟端口

/etc/init.d/keepalived start
ip a | grep 192.168.50.16            #出现上述带有vip:192.168.50.16行的结果表示lb01的Keepalived服务单实例配置成功

从

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
    215379068@qq.com
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id lb02               #此参数和lb01 MASTER不同
}
vrrp_instance VI_1 {            #和lb01 MASTER相同
    state BACKUP                #此参数和lb01 MASTER不同
    interface eth0              #和lb01 MASTER相同
    virtual_router_id 55        #和lb01 MASTER相同
    priority 90                 #此参数和lb01 MASTER不同
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
    192.168.50.17/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}　　　　　　　　　　　　#以下都相同

配置完成后，启动Keepalived服务并模拟实验主从vip漂移(只需开启关闭主 .关闭主,主VIP消失从显示VIP ,开启主从VIP消失,主VIP显示)

Keepalived单实例与多实例

单实主备配置文件的不同

router_id dd1 router_id dd2　　　路由标识

state MASTER　　　 state BACKUP 主备状态

priority 100　　　　　 priority 90 优先级

Keepalived双实例双主模式配置

启动两个vrrp vrrp_instance VI_1和vrrp_instance VI_2 让他俩互为主从.

解决高可用服务只针对物理服务器的问题

Keepalived软件仅仅在对方机器宕机或Keepalived停掉的时候才会接管业务。但在实际工作中，有业务服务停止而Keepalived服务还在工作的情况，这就会导致用户访问的VIP无法找到对应的服务

实现方法1.可以写守护进程脚本来处理,。当服务有问题时，就停掉本地的Keepalived服务，实现IP漂移到对端继续提供服务。

例 nginx高可用

#!/bin/sh
while true
do
    if [ `netstat -antup | grep nginx | wc -l` -ne 1 ];then
        /etc/init.d/keepalived stop
    fi
    sleep 5
done
#此脚本的基本思想是若没有80端口存在，就停掉Keepalived服务实现释放本地的VIP。在后台执行上述脚本并检查：

第二个方法：可以使用Keepalived的配置文件参数触发写好的监测服务脚本。首先要开发检测服务脚本，注意这个脚本与上一个脚本的不同。

#!/bin/bash
if [ `netstat -antup | grep nginx | wc -l` -ne 1 ];then
    /etc/init.d/keepalived stop
fi

在keepalived的配置文件加入以下模块

vrrp_script chk_nginx_proxy {       #定义vrrp脚本，检测HTTP端口
    script "/server/scripts/chk_nginx_proxy.sh"     #执行脚本，当Nginx服务有问题，就停掉Keepalived服务
    interval 2          #间隔2秒
    weight 2

解决多组Keepalived服务器在一个局域网的冲突问题

当在同一个局域网内部署了多组Keepalived服务器对，而又未使用专门的心跳线通信时，可能会发生高可用接管的严重故障问题。之前已经讲解过Keepalived高可用功能是通过VRRP协议实现的，VRRP协议默认通过IP多播的形式实现高可用对之间的通信，如果同一个局域网内存在多组Keepalived服务器对，就会造成IP多播地址冲突问题，导致接管错乱，不同组的Keepalived都会使用默认的224.0.0.18作为多播地址。此时的解决办法是，在同组的Keepalived服务器所有的配置文件里指定独一无二的多播地址，配置如下：

global_defs {                                    #全局配置
router_id LVS_19                              #服务标识
vrrp_mcast_group4 224.0.0.19    #这个就是指定多播地址的配置
}
#提示：
1）不同实例的通信认证密码也最好不同，以确保接管正常。
2）另一款高可用软件Heartbeat，如果采用多播方式实现主备通信，同样会有多播地址冲突问题。

开发检测Keepalived裂脑的脚本

在备节点上执行脚本，如果可以ping通主节点并且备节点有VIP就报警，让人员介入检查是否裂脑。

#!/bin/bash
lb01_vip=192.168.0.240
lb01_ip=192.168.0.221
while true
do
    ping -c 2 -W 3 $lb01_ip &>/dev/null
    if [ $? -eq 0 -a `ip a | grep "$lb01_vip" | wc -l` -eq 1 ];then
        echo "ha is split brain.warning."
    else
        echo "ha is OK"
    fi
    sleep 5
done

可以将此脚本整合到Nagios或Zabbix监控服务里，进行监控报警。