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Keepalived 双机热备基础知识学会构建双机热备系统学会构建LVSHA 高可用群集
简介 在这个高度信息化的IT时代#xff0c;企业的生产系统#xff0c;业务运营#xff0c;销售和支持#xff0c;以及日常管理等环节越来越依赖于计算机和服务#…本章主要内容
Keepalived 双机热备基础知识学会构建双机热备系统学会构建LVSHA 高可用群集
简介 在这个高度信息化的IT时代企业的生产系统业务运营销售和支持以及日常管理等环节越来越依赖于计算机和服务对于高可用HA技术的应用需求不断提高以便提供持续的不间断的计算机系统或网络服务。 本章将学习如何使用 Keepalived 实现双机热备包括针对IP地址的故障切换以及在 LVS 高可用群集中的热备应用 1.1 Keepalived 双机热备基础知识 Keepalived 起初是专门针对LVS 设计的一款强大的辅助工具主要用来提供故障切换Failover和健康检查Health Checking功能——判断 LVS 负载调度器节点服务器的可用性及时隔离并替换新的服务器当故障主机恢复后将其重新加入群集 1.1.1Keepalived 概述及安装 Keepalived 的官方网站位于 http://www.keepalived.org/ 本章将以yum 方式讲解 Keepalived 的安装配置和使用过程在非 LVS 群集环境中使用时Keepalived 也可以作为热备软件使用。
1.Keepalived 的热备方式 Keepalived 采用 VRRPVirtual Router Redundancy Protocol虚拟路由冗余协议热备份以软件的方式实现 Linux 服务器的多机热备功能VRRP 时针对路由器的一种备份解决方案--由多台路由器组成一个热备组通过共用的虚拟IP 地址对外提供服务每个热备组内同一时只有一台路由器提供服务其他路由器处于冗余状态若当前在线的路由器失效则其他路由器会自动接替优先级决定接替顺序虚拟IP以继续提供服务 如图所示 热备组内的每台路由器都可能成为主路由器虚拟路由器的IP地址VIP可以在热备组的路由器之间进行转移所以也称为漂移IP地址。使用Keepalived 时漂移地址的实现不需要手动建立虚接口配置文件如上一章讲解的ens33:0而是由Keepalived 根据配置文件自动管理。 2.Keepalived 的安装与服务控制
1安装Keepalived 在CentOS7 系统中使用YUM 方式安装 keepalived 会自动安装keepalived 所需的软件包。除此之外在LVS 群集环境中应用时也需要用到 ipvsadm 管理工具
[rootKeepalived01 ~]# yum -y install keepalived ipvsadm
2控制 Keepalived 服务
YUM 安装 keepalived 后执行以下命令将 keepalived 服务设置为开机启动。
[rootKeepalived01 ~]# systemctl enable keepalived.service 1.1.2 使用 Keepalived 实现双机热备 基于 VRRP 的热备方式Keepalived 可以用作服务器的故障切换每个热备组可以有多台服务器——当然最常用的就是双机热备了。在这种双机热备方案中故障切换主要针对虚拟IP地址的漂移来实现因此能够适用于各种应用服务器不管 WebFTPMail还是SSHDNS..... 本小结将通过一个简单的案例来说明 Keepalived 双机热备的配置方法。其中主备服务器的IP地址为 192.168.182.100 和 192.168.182.101基于漂移地址 192.168.182.200 提供Web服务 主备服务器中都需要安装 Keepalived具体步骤参考1.1.1节使用YUM方式安装 httpd 提供web服务
1.主服务器的配置 Keepalived 服务的配置目录位于 /etc/keepalived/ 其中Keepalived.conf 是主配置文件另外包括一个子目录 samples/ 提供了许多配置详例作为参考。在Keepalived 的配置文件中使用 global_defs {....} 区段指定全局参数使用 vrrp_instance 实例名称 {....} 区段指定VRRP 热备参数注释文件以 “ ”号开头
[rootKeepalived01 ~]# systemctl stop firewalld
[rootKeepalived01 ~]# cd /etc/keepalived/
[rootKeepalived01 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
[rootKeepalived01 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {router_id Keepalived01 //本路由器服务器的名称
}vrrp_instance VI_1 { //定义VRRP 热备实例state MASTER //热备状态MASTER 表示主服务器interface ens33 //承载VIP接口的 ID 号每个热备组保存一致virtual_router_id 1 //虚拟路由器的ID号每个热备组保持一致priority 100 //优先级数值越大优先级越高advert_int 1 //通告间隔秒数心跳频率authentication { //认证信息每个热备组保持一致auth_type PASS //认证类型auth_pass 1111 //密码字串}virtual_ipaddress {192.168.182.200 //指定漂移地址VIP可以多有个}
}确认上述配置无误然后启动Keepalived 服务实际状态为 master 的主服务器将为 ens33 接口自动添加 VIP 地址通过 ip 命令可以查看注意ifconfig 命令看不到
[rootKeepalived01 keepalived]# systemctl start keepalived.service //启动服务
[rootKeepalived01 keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:e8:c0:2b brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.182.100/24 brd 192.168.182.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet 192.168.182.200/32 scope global ens33 //自动设置的VIP地址valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::8898:d4ee:8e2f:474b/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[rootKeepalived01 keepalived]#
2.备份服务器的配置 在同一个keepalived热备组内所有的服务器的keepalived配置文件基本相同包括虚拟路由器的id号认证信息、漂移地址、心跳帧率等不同之处主要在于路由器名称、热备状态、优先级、
路由器名称router_id建议为每个参与热备份服务器指定不同的名称热备状态state至少应有一台主服务器将状态设为 MASTER可以有多台备用的服务器将状态设置为 BACKUP优先级priority数值越大取得VIP 控制权的优先级越高因此主服务器的优先级应该设为最高其他备用服务器的优先级可以依次减递但不要相同以免争夺 VIP 控制权时发生冲突 配置备用服务器可以有多台时可以参考主服务器的 keepalived.conf 配置文件内容只要修改路由器名称热备状态优先级就可以了
[rootKeepalived02 ~]# systemctl stop firewalld.service
[rootKeepalived02 ~]# cd /etc/keepalived/
[rootKeepalived02 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
[rootKeepalived02 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {router_id keepalived02 //本路由器服务器名称
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUP //备份状态为BACKUPinterface ens33virtual_router_id 1priority 99 //优先级数值低于主服务器advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.182.200}
}确认配置无误一样需要启动 Keepalived 服务此时主服务器任然在线VIP地址实际上任然由主服务器控制其他服务器处于备用状态因此在备用服务器中将不会有 ens33 添加VIP 地址
[rootKeepalived02 keepalived]# systemctl start keepalived.service
[rootKeepalived02 keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:10:f2:b6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.182.101/24 brd 192.168.182.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::47b8:3cc0:3783:e45f/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[rootKeepalived02 keepalived]# 3.测试双机热备功能 Keepalived 的日志消息保存在 /var/log/messages 文件中在测试主备故障自动切换功能时可以跟踪此日志文件来观察备份状态的变化。以针对连通性和 Web 服务的测试为例主要操作如下所述。
1测试连通性 在客户机中执行 ping -t 192.168.182.200 命令能够正常持续ping通根据以下操作继续观察测试结果 1停止启用主服务器的Keepalived 服务器发现ping测试只中断了 1 或 2 个包即恢复正常说明已有其他服务器接替 VIP地址并及时响应客户机请求。可以看到主服务器没用ens33这个VIP控制权了
[rootKeepalived01 keepalived]# systemctl stop keepalived.service
[rootKeepalived01 keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:e8:c0:2b brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.182.100/24 brd 192.168.182.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::8898:d4ee:8e2f:474b/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[rootKeepalived01 keepalived]# 可以看到备用服务器已经夺取VIP控制权
[rootKeepalived02 keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:10:f2:b6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.182.101/24 brd 192.168.182.255 scope global noprefixroute ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet 192.168.182.200/32 scope global ens33valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::47b8:3cc0:3783:e45f/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[rootKeepalived02 keepalived]# 2重新启动主服务器的 Keepalived 服务发现 ping 测试只中断了 1 或 2 个包即恢复正常说明主服务器已恢复正常并夺回 VIP 地址的控制权 再次使用 ip addr show dev ens33 查看主备服务器可以看到VIP已经重新被主服务器夺回控制权
2Web 访问测试
在客户机中访问 http://192.168.182.200 将看到由主服务器 192.168.182.100 提供的网页文档
1停止启用主服务器的 Keepalived 服务再次访问上述 Web 服务将看到由备用服务器192.168.182.101 提供的网页文档说明 VIP 地址以切换至备用服务器
2在重启启用主服务器的 Keepalived 服务再次访问上述 Web 服务将看到重新由主服务器192.168.182.100 提供的晚饭也文档说明主服务器已重新夺取VIP 地址
3查看日志记录 在执行主备服务器故障切换的过程中分别观察各自的 /var/log/messages 日志文件可以看到MASTERSLAVE 状态迁移记录
1主服务器中 Keepalived 服务状态先变为 stop 移除 VIP 地址恢复后重新变更为 MASTER
[rootKeepalived01 keepalived]# less /var/log/messages 通过上述测试过程可以发现双机热备已经正常客户机只要通过 VIP 地址就可以访问服务器所提供的 Web 等应用其中任何一台服务器失效另一台将会立即接替服务从而实现调高可用性。实际应用时注意主备服务器所提供的 Web 服务内容要保存一致 1.2 LVSKeepalived 高可用群集 Keepalived 的设计目标时构建高可用的 LVS 负载均衡群集可以调用 ipvsadm 工具来创建虚拟服务器管理服务器池而不仅仅用作双机热备使用Keepalived 构建 LVS 群集更加简单易用主要优势体现在对 LVS 负载调度器实现热备切换提高可用性对服务器池中的节点进行健康检查自动移除失效节点恢复后再重新加入 在基于LVSKeepalived 群集结构中至少包括两台热备的负载均衡调度器三台以上的节点服务器。本节将以 DR 模式的 LVS 群集为基础增加一台从负调度器使用 Keepalived 来实现主从调度器的热备从而构建兼有负载均衡糕可用两种能力的 LVS 网站群集平台如图 使用 Keepalived 构建 LVS 群集时也需要用到 ipvsadm 管理工具但大部分工作会由 Keepalived 自动完成不需要手动执行 ipvsadm 除了查看和监控群集以为
1.配置主调度器
1配置全局。热备配置
首先为主从调度器实现热备功能漂移地址使用LVS 群集的 VIP地址
[rootKeepalived01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
[rootKeepalived01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id Keepalived01
}vrrp_instance VI_1 {state MASTERinterface ens33virtual_router_id 1priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.182.200}
}[rootKeepalived01 ~]#
2Web 服务器池配置 在Keepalived 的热备配置基础上添加 virtual_server VIP 端口 {.....} 区段来配置虚拟服务器主要包括对负载调度算法群集工作模式健康检查间隔真实服务器地址等参数的设置
[rootKeepalived01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
virtual_server 192.168.182.200 80 { //虚拟服务器地址VIP端口delay_loop 15 //健康检查的时间间隔秒lb_algo rr //轮询rr调度算法lb_kind DR //直接路由DR群集工作模式persistence_timeout 60 //连接保持时间秒 若启用请去掉号protocol TCP //应用服务器采用的是TCP协议real_server 192.168.182.102 80 { //第一个Web节点的地址端口weight 1 //节点的权重TCP_CHECK{ //检查健康方式connect_port 80 //检查的目标端口connect_timeout 3 //连接超时秒nb_get_retry 3 //重试次数delay_before_retry 4 //重试间隔秒} } real_server 192.168.182.103 80 { //第二个Web节点的地址端口weight 1TCP_CHECK{connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 4}}
}3重启Keepalived fuwu
[rootKeepalived01 ~]# systemctl restart keepalived.service 2.配置从调度器 从调度器的配置与主调度器基本相同也包括全局配置热备配置服务器池配置只需要调整 router_id state priority 参数即可其余内容完全相同。配置完成以后重启 Keepalived 服务
[rootKeepalived02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id keepalived02
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 1priority 99advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.182.200persistence_timeout 60protocol TCPreal_server 192.168.182.102 80 {weight 1TCP_CHECK{connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 4}}real_server 192.168.182.103 80 {weight 1TCP_CHECK{connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 4}}
}[rootKeepalived02 ~]# systemctl restart keepalived.service 3.主/从服务器的参数配置
1主服务器
[rootKeepalived01 ~]# vim /etc/sysctl.conf
[rootKeepalived01 ~]# cat /etc/sysctl.conf | grep net
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 0[rootKeepalived01 ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 0[rootKeepalived01 ~]# systemctl restart keepalived.service 2从服务器
[rootKeepalived02 ~]# cat /etc/sysctl.conf | grep net
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 0[rootKeepalived02 ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 0[rootKeepalived02 ~]# systemctl restart keepalived.service 4.Web 服务池参数配置
[rootnode01 ~]# vim /etc/sysctl.conf
[rootnode01 ~]# cat /etc/sysctl.conf | grep net
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 2[rootnode01 ~]# sysctl -p
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 2[rootnode01 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[rootnode01 network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[rootnode01 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
[rootnode01 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
[rootnode01 network-scripts]# cat ifcfg-lo:0
DEVICElo:0
IPADDR192.168.182.200
NETMASK255.255.255.255
ONBOOTyes
[rootnode01 network-scripts]# ifup ifcfg-lo:0
[rootnode01 network-scripts]# ifconfig lo:0
lo:0: flags73UP,LOOPBACK,RUNNING mtu 65536inet 192.168.182.200 netmask 255.255.255.255loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)[rootnode01 network-scripts]# 5.配置NFS共享存储
1安装 nfs-utilsrpcbind 软件包 提供 RPC 支持的服务为 rpcbind提供 NFS 共享的服务为 nfs完成安装以后建议调整这两个服务的自启动状态以便每次开机后自动启用。手动加载 NFS 共享服务时应该先启动 rpcbind再启动 nfs。
[rootNFS ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[rootNFS ~]# systemctl enable nfs
[rootNFS ~]# systemctl enable rpcbind
2设置共享目录 NFS 的配置文件为/etc/exports文件内容默认为空无任何共享。在 exports 文件中设置共享资源时记录格式为“目录位置客户机地址(权限选项)”。例如若要将文件夹/opt/wwwroot 共享给 192.168.182.0/24 网段使用允许读写操作具体配置如下所示
[rootNFS ~]# mkdir /aaa
[rootNFS ~]# vim /etc/exports
[rootNFS ~]# cat /etc/exports
/aaa 192.168.182.0/24(rw,sync,no_root_squash)
3启动NFS 服务程序
[rootNFS ~]# systemctl start rpcbind
[rootNFS ~]# systemctl start nfs
[rootNFS ~]# netstat -anpt | grep rpc
tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN 67104/rpcbind
tcp 0 0 0.0.0.0:20048 0.0.0.0:* LISTEN 67238/rpc.mountd
tcp 0 0 0.0.0.0:33982 0.0.0.0:* LISTEN 67235/rpc.statd
tcp6 0 0 :::50091 :::* LISTEN 67235/rpc.statd
tcp6 0 0 :::111 :::* LISTEN 67104/rpcbind
tcp6 0 0 :::20048 :::* LISTEN 67238/rpc.mountd
[rootNFS ~]# 4查看本机发布的NFS 共享目录
[rootNFS ~]# showmount -e
Export list for NFS:
/aaa 192.168.182.0/24
[rootNFS ~]# 6.在客户机中访问 NFS 共享存储 NFS 协议的目标是提供一种网络文件系统因此对 NFS 共享的访问也使用 mount 命令来进行挂载对应的文件系统类型为 nfs。既可以手动挂载也可以加入/etc/fstab 配置文件来实现开机自动挂载。考虑到群集系统中的网络稳定性NFS 服务器与客户机之间最好使用专有网络进行连接。 1Web池安装 rpcbind 软件包并启动 rpcbind 服务 若要正常访问 NFS 共享资源客户机中也需要安装 rpcbind 软件包并启动 rpcbind 系统服务。另外为了使用 showmount 查询工具建议将 nfs-utils 软件包也一并装上
[rootnode01 ~]# yum -y install rpcbind nfs-utils
[rootnode01 ~]# systemctl enable rpcbind
[rootnode01 ~]# systemctl start rpcbind 如果已经安装了 nfs-utils 软件包则客户机也可以使用 showmount 查看 NFS 服务器端共享了哪些目录查询格式为“showmount -e 服务器地址
[rootnode01 ~]# showmount -e 192.168.182.105
Export list for 192.168.182.105:
/aaa 192.168.182.0/24
[rootnode01 ~]# 1.3 Web池安装 httpd 创建测试网页
1Web池安装httpd创建测试网页的命令如下
[rootnode01 ~]# yum -y install httpd
[rootnode01 ~]# mount 192.168.182.105:/aaa /var/www/html/
[rootnode01 ~]# vim /var/www/html/index.html
[rootnode01 ~]# cat /var/www/html/index.html
h1Hello Word/h1
[rootnode01 ~]#[rootnode02 ~]# mount 192.168.182.105:/aaa /var/www/html/
2Web池启动httpd 服务程序
[rootnode01 ~]# systemctl enable httpd
[rootnode01 ~]# systemctl start httpd
3Web服务器池配置 fstab 自动挂载 修改/etc/fstab 配置文件加入 NFS 共享目录的挂载设置。注意将文件系统类型设为 nfs挂载参数建议添加_netdev设备需要网络。若添加 soft、intr 参数可以实现软挂载允许在网络中断时放弃挂载。这样客户机就可以在每次开机后自动挂载 NFS 共享资源了。
[rootnode01 ~]# vim /etc/fstab
[rootnode01 ~]# cat /etc/fstab | grep nfs
192.168.182.105:/aaa /var/www/html nfs defaults,netdev 0 0
[rootnode01 ~]# 1.4 测试 LVSKeepalived 高可用群集 在客户机的浏览器中能够通过LVSKeepalived 群集的 VIP 地址192.168.182.200正常访问Web 页面内容。当主从调度器任何一个失效时Web站点任然何以访问可能需要刷新或者重新打开浏览器只需服务器池有两台及以上的真实服务器可用就可以实现访问量的负载均衡。 通过主从调度器的 /var/log/messages 日志文件可以追踪故障切换过程若要查看负载分配情况可以执行 ipvsadm-ln 或 ipvsadm -lnc 等操作。最终可以验证 LVSKeepalived 高可用负载均衡群集的健壮性 [rootKeepalived01 ~]# ipvsadm -lnc
IPVS connection entries
pro expire state source virtual destination
TCP 00:28 NONE 192.168.182.1:0 192.168.182.200:80 192.168.182.102:80
TCP 00:52 FIN_WAIT 192.168.182.1:59054 192.168.182.200:80 192.168.182.102:80
TCP 01:21 FIN_WAIT 192.168.182.1:59194 192.168.182.200:80 192.168.182.102:80
TCP 00:50 FIN_WAIT 192.168.182.1:59193 192.168.182.200:80 192.168.182.102:80
[rootKeepalived01 ~]#
