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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集群外还可以为其他服务例如Nginx、Haproxy、MySQL等实现高可用。
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的问题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。
所以keepalived 一方面具有配置管理 LVS 的功能同时还具有对 LVS 下面节点进行健康检查的功能另一方面也可实现系统网络服务的高可用。
1、什么是Keepalive
Keepalived是一款专为LVS和HA设计的一款健康检查工具支持故障自动切换、支持节点健康状态检查。
VRRP工作方式抢占式、非抢占式、延迟抢占式模式。 2、Keepalive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。
在Keepalived服务之间只有作为主的服务器会一直发送VRRP广播包告诉备它还活着此时备不会抢占主当主不可用时即备监听不到主发送的广播包时就会启动相关服务接管资源保证业务的连续性。接管速度最快可以小于1秒。 3、Keepalive主要模块及作用 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。
4、Keepalived 服务重要功能 4.1 管理 LVS 负载均衡软件
Keepalived可以通过读取自身的配置文件实现通过更底层的接口直接管理LVS的配置以及控制服务的启动停止功能。 4.2 支持故障自动切换 Keepalived可以实现任意两台主机之间例如Master和Backup主机之间的故障转移和自动切换这个主机可以是普通的不能停机的业务服务器也可以是LVS负载均衡Nginx反向代理这样的服务器。
4.3 实现 LVS 负载调度器、节点服务器的高可用性HA 一般企业集群需要满足的三个特点负载均衡、健康检查、故障切换使用 LVS Keepalived 完全可以满足需求。
二、Keepalive脑裂及解决方法
1、Keepalive脑裂
主备调度器通过内网交换机连接如果交换机挂了则此时主调度器仍存活但备份调度器收不到主调度器的VRRP信息备调度器就会工作两台调度器就会同时工作出现脑裂现象。
主备调度器同时工作如果web是无状态应用那么客户端无论从哪一个调度器进行访问页面内容相同。但如果是有状态应用则两台调度器同时工作会导致客户端显示的页面资源不一致。
2、脑裂原因
高可用服务器对之间心跳线链路发生故障导致无法正常通信。如心跳线坏了包括断了老化因网卡及相关驱动坏了ip配置及冲突问题网卡直连因心跳线间连接的设备故障网卡及交换机因仲裁的机器出问题采用仲裁的方案高可用服务器上开启了 iptables防火墙阻挡了心跳消息传输Keepalived配置里同一 VRRP实例如果 virtual_router_id两端参数配置不一致也会导致裂脑问题发生。vrrp实例名字不一致、优先级一致。
3、应对策略
主备调度器多连一条线即使交换机挂了这两个还可以通信。通过第三方监控软件当发现两台调度器同时工作则杀掉主调度器。自己写一个脚本例如crontab和while死循环执行当监控到备调度器工作了就杀掉主调度器的keepalived服务。
三.实验搭建LVSKeepalived 高可用集群
实验环境
主keepalived服务器192.168.79.210 备keepalived服务器192.168.79.220 web1服务器192.168.79.230 web2服务器192.168.79.240 vip192.168.79.25 客户机192.168.79.250
1、 配置负载调度器主keepalived服务器192.168.91.210
############################ 配置Keepalived master服务器 #################################1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 02. #安装服务
yum install ipvsadm keepalived -y 3. #修改配置文件keeplived.conf
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_02router_id LVS_01
}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BACKUPstate 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
--23行--修改指定优先级数值越大优先级越高主为100备为99priority 100advert_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 123123}virtual_ipaddress { #指定群集vip地址192.168.79.25}
}
--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 192.168.79.25 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 DRpersistence_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 192.168.79.230 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 192.168.79.240 80 { #添加第二个 Web节点的地址、端口weight 1TCP_CHECK {connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}
}
##删除后面多余的配置##4. #启动服务、查看虚拟网卡vip
systemctl start keepalived
ip addr show dev ens33 5. #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.ip_forward 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 06. #刷新一下
sysctl -p############################# 配置ipvsadm #################################7. #配置负载分配策略并启动服务
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service8.
#清空ipvsadm并做策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.79.25:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.79.25:80 -r 192.168.79.240:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.79.25:80 -r 192.168.79.230:80 -g9. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm 2、配置负载调度器备keepalived服务器192.168.91.220 配置与主服务器相似以下内容需修改 3、配置节点服务器web1服务器192.168.79.230
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 02. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is zhuo web1!4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICElo:0
ONBOOTyes
IPADDR192.168.79.25
NETMASK255.255.255.2555. #重启网络服务开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:06. #设置路由
route add -host 192.168.79.25 dev lo:0
route -n7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce 28. #刷新proc参数
sysctl -p 2、配置节点服务器web1服务器192.168.79.230
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 02. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is zhuo web1!4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICElo:0
ONBOOTyes
IPADDR192.168.79.25
NETMASK255.255.255.2555. #重启网络服务开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:06. #设置路由
route add -host 192.168.79.25 dev lo:0
route -n7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce 28. #刷新proc参数
sysctl -p 3、配置节点服务器web2服务器192.168.79.240 配置与web1相似不再进行解释
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 02. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is lmz web2!4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICElo:0
ONBOOTyes
IPADDR192.168.79.25
NETMASK255.255.255.2555. #重启网络服务开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:06. #设置路由
route add -host 192.168.79.25 dev lo:0
route -n7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce 28. #刷新proc参数
sysctl -p
测试验证在客户机上测试客户机192.168.79.250 主keepalived服务器192.168.79.210 备keepalived服务器192.168.79.220 断开主keepalived服务器192.168.79.210 备keepalived服务器192.168.79.220
