Linux下Keepalived安裝與配置
一、簡介
負載平衡是一種在真實伺服器叢集中分配IP流量的方法,可提供一個或多個高度可用的虛擬服務。在設計負載均衡拓撲時,重要的是要考慮負載均衡器本身的可用性以及它背後的真實伺服器。用C編寫的類似於layer3, 4 & 7交換機制軟體,具備我們平時說的第3層、第4層和第7層交換機的功能。
Keepalived為負載平衡和高可用性提供了框架。負載平衡框架依賴於眾所周知且廣泛使用的Linux虛擬伺服器(IPVS)核心模組,該模組提供第4層負載平衡。Keepalived實現了一組健康檢查器,以根據其健康動態地自適應地維護和管理負載平衡的伺服器池。虛擬冗餘路由協議(VRRP)實現高可用性。VRRP是路由器故障轉移的基礎磚塊。此外,keepalived實現了一組掛鉤到VRRP有限狀態機,提供低級別和高速協議互動。每個Keepalived框架可以獨立使用或一起使用,以提供彈性基礎設施。
在這種情況下,負載平衡器也可以被稱為導向器或LVS路由器。
簡而言之,Keepalived提供了兩個主要功能:
- 健康檢查LVS系統
- 實施VRRPv2堆疊以處理負載均衡器故障轉移
Keepalived使用四個Linux核心元件:
- LVS框架:使用getsockopt和setsockopt呼叫來獲取和設定套接字上的選項。
- Netfilter框架:支援NAT和偽裝的IPVS程式碼。
- Netlink介面:設定和刪除網路介面上的VRRP虛擬IP。
- 組播:將VRRP通告發送到保留的VRRP MULTICAST組(224.0.0.18)。
上圖是Keepalived的功能體系結構,大致分兩層:使用者空間(user space)和核心空間(kernel space)。
核心空間
使用者空間:
- WatchDog:負載監控checkers和VRRP程序的狀況
- VRRP Stack:負載負載均衡器之間的失敗切換FailOver,如果只用一個負載均稀器,則VRRP不是必須的。
- Checkers:負責真實伺服器的健康檢查healthchecking,是keepalived最主要的功能。換言之,可以沒有VRRP Stack,但健康檢查healthchecking是一定要有的。
- IPVS wrapper:使用者傳送設定的規則到核心ipvs程式碼
- Netlink Reflector:用來設定vrrp的vip地址等。
Keepalived的所有功能是配置keepalived.conf檔案來實現的。
二、安裝keepalived
2.1 方法一:yum方式
1、yum安裝
安裝依賴包
[[email protected] ~]# yum install -y curl gcc openssl-devel libnl3-devel net-snmp-devel
[[email protected] ~]# yum install -y keepalived
2、初始化及啟動
[[email protected] ~]# systemctl start keepalived //啟動keepalived
[[email protected] ~]# systemctl enable keepalived //加入開機啟動keepalived
[[email protected] ~]# systemctl restart keepalived //重新啟動keepalived
[[email protected] ~]# systemctl status keepalived //檢視keepalived狀態
2.2方法二、原始碼包
[[email protected] src]# pwd
/usr/local/src
[[email protected] src]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-2.0.7.tar.gz
[[email protected] src]# tar xvf keepalived-2.0.7.tar.gz
[[email protected] src]# cd keepalived-2.0.7
[[email protected] keepalived-2.0.7]# ./configure --prefix=/usr/local/keepalived
[[email protected] keepalived-2.0.7]# make && make install
完成後會在以下路徑生成:
/usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf
/usr/local/etc/sysconfig/keepalived
/usr/local/sbin/keepalived
2、初始化及啟動
# keepalived啟動指令碼變數引用檔案,預設檔案路徑是/etc/sysconfig/,也可以不做軟連結,直接修改啟動指令碼中檔案路徑即可(安裝目錄下)
[[email protected] /]# cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalived
# 將keepalived主程式加入到環境變數(安裝目錄下)
[[email protected] /]# cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/keepalived
# keepalived啟動指令碼(原始碼目錄下),放到/etc/init.d/目錄下就可以使用service命令便捷呼叫
[[email protected] /]# cp /usr/local/src/keepalived-2.0.7/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/keepalived
# 將配置檔案放到預設路徑下
[[email protected] /]# mkdir /etc/keepalived
[[email protected] /]# cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
- 加為系統服務:chkconfig –add keepalived
- 開機啟動:chkconfig keepalived on
- 檢視開機啟動的服務:chkconfig –list
- 啟動、關閉、重啟service keepalived start|stop|restart
三、keepalived.conf配置檔案說明
keepalived服務安裝完成之後,後面的主要工作就是在keepalived.conf檔案中配置HA和負載均衡。一個功能比較完整的常用的keepalived配置檔案,主要包含三塊:全域性定義塊、VRRP例項定義塊和虛擬伺服器定義塊。全域性定義塊是必須的,如果keepalived只用來做ha,虛擬伺服器是可選的。下面是一個功能比較完整的配置檔案模板:
#全域性定義塊
global_defs {
# 郵件通知配置
notification_email {
email1
email2
}
notification_email_from email
smtp_server host
smtp_connect_timeout num
lvs_id string
router_id string ## 標識本節點的字條串,通常為hostname
}
#VRRP 例項定義塊
vrrp_sync_group string {
group {
string
string
}
}
vrrp_instance string {
state MASTER|BACKUP
virtual_router_id num
interface string
mcast_src_ip @IP
priority num
advert_int num
nopreempt
smtp_alert
lvs_sync_daemon_interface string
authentication {
auth_type PASS|AH
auth_pass string
}
virtual_ipaddress { # Block limited to 20 IP addresses @IP
@IP
@IP
}
}
#虛擬伺服器定義塊
virtual_server (@IP PORT)|(fwmark num) {
delay_loop num
lb_algo rr|wrr|lc|wlc|sh|dh|lblc
lb_kind NAT|DR|TUN
persistence_timeout num
protocol TCP|UDP
real_server @IP PORT {
weight num
notify_down /path/script.sh
TCP_CHECK {
connect_port num
connect_timeout num
}
}
real_server @IP PORT {
weight num
MISC_CHECK {
misc_path /path_to_script/script.sh(or misc_path “/path_to_script/script.sh <arg_list>”)
}
}
real_server @IP PORT {
weight num
HTTP_GET|SSL_GET {
url {
# You can add multiple url block path alphanum
digest alphanum
}
connect_port num
connect_timeout num
nb_get_retry num
delay_before_retry num
}
}
}
全域性定義塊
1、email通知(notification_email、smtp_server、smtp_connect_timeout):用於服務有故障時傳送郵件報警,可選項,不建議用。需要系統開啟sendmail服務,建議用第三獨立監控服務,如用nagios全面監控代替。
2、lvs_id:lvs負載均衡器標識,在一個網路內,它的值應該是唯一的。
3、router_id:使用者標識本節點的名稱,通常為hostname
4、花括號{}:用來分隔定義塊,必須成對出現。如果寫漏了,keepalived執行時不會得到預期的結果。由於定義塊存在巢狀關係,因此很容易遺漏結尾處的花括號,這點需要特別注意。
VRRP例項定義塊
- vrrp_sync_group:同步vrrp級,用於確定失敗切換(FailOver)包含的路由例項個數。即在有2個負載均衡器的場景,一旦某個負載均衡器失效,需要自動切換到另外一個負載均衡器的例項是哪
- group:至少要包含一個vrrp例項,vrrp例項名稱必須和vrrp_instance定義的一致
- vrrp_instance:vrrp例項名
1> state:例項狀態,只有MASTER 和 BACKUP兩種狀態,並且需要全部大寫。搶佔模式下,其中MASTER為工作狀態,BACKUP為備用狀態。當MASTER所在的伺服器失效時,BACKUP所在的服務會自動把它的狀態由BACKUP切換到MASTER狀態。當失效的MASTER所在的服務恢復時,BACKUP從MASTER恢復到BACKUP狀態。
2> interface:對外提供服務的網絡卡介面,即VIP繫結的網絡卡介面。如:eth0,eth1。當前主流的伺服器都有2個或2個以上的介面(分別對應外網和內網),在選擇網絡卡介面時,一定要核實清楚。
3> mcast_src_ip:本機IP地址
4> virtual_router_id:虛擬路由的ID號,每個節點設定必須一樣,可選擇IP最後一段使用,相同的 VRID 為一個組,他將決定多播的 MAC 地址。
5> priority:節點優先順序,取值範圍0~254,MASTER要比BACKUP高
6> advert_int:MASTER與BACKUP節點間同步檢查的時間間隔,單位為秒
7> lvs_sync_daemon_inteface:負載均衡器之間的監控介面,類似於 HA HeartBeat 的心跳線。但它的機制優於 Heartbeat,因為它沒有“裂腦”這個問題,它是以優先順序這個機制來規避這個麻煩的。在 DR 模式中,lvs_sync_daemon_inteface與服務介面interface使用同一個網路介面
8> authentication:驗證型別和驗證密碼。型別主要有 PASS、AH 兩種,通常使用PASS型別,據說AH使用時有問題。驗證密碼為明文,同一vrrp 例項MASTER與BACKUP使用相同的密碼才能正常通訊。
9> smtp_alert:有故障時是否啟用郵件通知
10> nopreempt:禁止搶佔服務。預設情況,當MASTER服務掛掉之後,BACKUP自動升級為MASTER並接替它的任務,當MASTER服務恢復後,升級為MASTER的BACKUP服務又自動降為BACKUP,把工作權交給原MASTER。當配置了nopreempt,MASTER從掛掉到恢復,不再將服務搶佔過來。
11> virtual_ipaddress:虛擬IP地址池,可以有多個IP,每個IP佔一行,不需要指定子網掩碼。注意:這個IP必須與我們的設定的vip保持一致。
虛擬伺服器virtual_server定義塊
- virtual_server:定義一個虛擬伺服器,這個ip是virtual_ipaddress中定義的其中一個,後面一個空格,然後加上虛擬服務的埠號。
1> delay_loop:健康檢查時間間隔,單位:秒
2> lb_algo:負載均衡排程演算法,網際網路應用常用方式為wlc或rr
3> lb_kind:負載均衡轉發規則。包括DR、NAT、TUN 3種,一般使用路由(DR)轉發規則。
4> persistence_timeout:http服務會話保持時間,單位:秒
5> protocol:轉發協議,分為TCP和UDP兩種 - real_server:真實伺服器IP和埠,可以定義多個
1> weight:負載權重,值越大,轉發的優先順序越高
2> notify_down:服務停止後執行的指令碼
3> TCP_CHECK:服務有效性檢測
* connect_port:服務連線埠
* connect_timeout:服務連線超時時長,單位:秒
* nb_get_retry:服務連線失敗重試次數
* delay_before_retry:重試連線間隔,單位:秒
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