集群介紹，keepalived介紹，使用keepalived配置高可用集群
筆記內容：
18.1 集群介紹
18.2 keepalived介紹
18.3 用keepalived配置高可用集群（上）
18.4 用keepalived配置高可用集群（中）
18.5 用keepalived配置高可用集群（下）
筆記日期：2017-11-10
18.1 集群介紹
集群或者說是群集：其目的是為了實現將多臺計算機組合以來完成特定的任務，比如天氣預報，大型網絡遊戲，這些都需要很大的運算量，單臺計算機實現成本太高，而且不現實。那麽就需要通過集群的方式，將閑置的或者正在使用的計算機聯合起來，結合整體的力量來解決這些問題，其實就是多個計算機組合成一個大的計算機罷了。
集群的類型大致分為三類：
1.LB Load Balancing（負載均衡集群）
2.HA High Availability（高可用性集群）
3.HP High Performance（高性能集群）
簡單說明下這三種類型的集群：
1. 負載均衡型的集群目的是為了提高服務的並發能力，比如三臺WEB服務器組合成一個集群，我們就需要用這種類型的集群來實現負載均衡，既讓這三臺WEB服務器的負載平均一些，不至於有很空閑的服務器。
2. 高可用性的集群目的是為了提供7*24小時服務的能力，通過提供冗余服務器，來防止宏機造成的服務中斷
3. 高性能集群目的是為了在短期內解決大量復雜的計算，常見的天氣預報系統，科學勘探，人口普查等等
同時，集群提供了非常好的擴展/縮減性非常，可以方便的增加或者減少服務器。
18.2 keepalived介紹
Keepalived是Linux下一個輕量級別的高可用解決方案。高可用(High Avalilability,HA)，其實兩種不同的含義：廣義來講，是指整個系統的高可用行，狹義的來講就是之主機的冗余和接管，
它與HeartBeat RoseHA 實現相同類似的功能，都可以實現服務或者網絡的高可用，但是又有差別，HeartBeat是一個專業的、功能完善的高可用軟件，它提供了HA 軟件所需的基本功能，比如：心跳檢測、資源接管，檢測集群中的服務，在集群節點轉移共享IP地址的所有者等等。HeartBeat功能強大，但是部署和使用相對比較麻煩，
與HeartBeat相比，Keepalived主要是通過虛擬路由冗余來實現高可用功能，雖然它沒有HeartBeat功能強大，但是Keepalived部署和使用非常的簡單，所有配置只需要一個配置文件即可以完成，
Keepalived起初是為LVS設計的，專門用來監控集群系統中各個服務節點的狀態，它根據TCP/IP參考模型的第三、第四層、第五層交換機制檢測每個服務節點的狀態，如果某個服務器節點出現異常，或者工作出現故障，Keepalived將檢測到，並將出現的故障的服務器節點從集群系統中剔除，這些工作全部是自動完成的，不需要人工幹涉，需要人工完成的只是修復出現故障的服務節點。
後來Keepalived又加入了VRRP的功能，VRRP（Vritrual Router Redundancy Protocol,虛擬路由冗余協議)出現的目的是解決靜態路由出現的單點故障問題，通過VRRP可以實現網絡不間斷穩定運行，因此Keepalvied 一方面具有服務器狀態檢測和故障隔離功能，另外一方面也有HA cluster功能。
Keepalived體系結構圖：
18.3 用keepalived配置高可用集群（上）
想要使用Keepalived做這個集群的實驗，需要準備兩臺機器，一臺作為master，另一臺作為backup。
我這裏示例使用的master機器的IP是192.168.77.130
backup機器的IP是192.168.77.128
1. 並且兩臺機器都需要安裝Keepalived，安裝命令如下：
yum install -y keepalived
2. 然後就是安裝Nginx（兩臺機器都需要安裝），在這裏我使用Nginx作為一個負載均衡器，因為在許多的企業中用Nginx作為負載均衡的也不少，所以使用Nginx來作為演示會更接近在企業中的應用。安裝命令如下：
yum install -y nginx
提示：我這裏為了減少步驟和降低搭建過程的復雜度，所以使用yum來安裝，一般在企業中是使用二進制或者源碼包來安裝Nginx的。
如果你的機器沒有安裝epel擴展源，需要先安裝擴展源，命令如下：
yum install -y epel-release
編輯master機器上的keepalived配置文件，配置文件模板可以從以下網址獲得：
https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/master_keepalived.conf
或者直接從這裏復制（但是要記得把註釋去掉）：
global_defs { //定義全局參數
notification_email { //定義出現問題的時候，給這個郵箱發送郵件
aming@aminglinux.com
}
notification_email_from root@aminglinux.com //定義問題郵件由哪一個郵箱發出去
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script chk_nginx { //檢測服務是否正常
script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
interval 3 //檢測的間斷為3秒鐘
}
vrrp_instance VI_1 { //定義master相關的信息
state MASTER //定義角色為master
interface ens33 //定義網卡名稱（你機器上能夠正常通信的網卡名稱）
virtual_router_id 51 //定義路由器的id
priority 100 //定義權重，主角色和從角色的權重是不一樣的
advert_int 1 //
authentication { //定義認證相關的信息
auth_type PASS //定義認證的形式為使用密碼認證
auth_pass 123456 //定義密碼
}
virtual_ipaddress { //定義vip，這是一公有ip，也就是從和主都共同使用這個ip
192.168.77.100
}
track_script { //加載檢測腳本
chk_nginx
}
}
使用以下命令清空keepalived的配置文件裏的內容：
> /etc/keepalived/keepalived.conf
然後編輯keepalived配置文件：
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
把模板內容復制粘貼進去，註意：最好是檢查一下粘貼後的內容和模板的內容是否一致，確保沒有復制少了，如果這個配置文件有問題的話，keepalived就啟動不起來了。粘貼完了之後，要修改一下，將幾個配置修改為你機器上的信息：
網卡名稱，要定義你自己的網卡名稱。
global_defs那一段可以自定義，可以自己根據實際情況修改
可以定義一個自己的密碼
vip地址，最好是你虛擬機的ip段的地址
在master機器上定義監控腳本，腳本的內容可以從以下網址獲得：
https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/master_check_ng.sh
或者直接從這裏復制：
#!/bin/bash
#時間變量，用於記錄日誌
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#計算nginx進程數量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#如果進程為0，則啟動nginx，並且再次檢測nginx進程數量，
#如果還為0，說明nginx無法啟動，此時需要關閉keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
/etc/init.d/nginx start
n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
if [ $n2 -eq "0" ]; then
echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
systemctl stop keepalived
fi
fi
這是檢查Nginx是否正常的一個shell腳本。
編輯腳本文件（這個腳本文件的路徑是可以在keepalived.conf文件中自定義的）：
vim /usr/local/sbin/check_ng.sh
將復制的內容粘貼進去：
註意： 如果你的nginx是yum安裝的，那麽就要把/etc/init.d/nginx start那行，改為systemctl start nginx。
編輯完腳本後，給這個腳本文件設置755權限（不設置這個權限的話，就無法自動加載這個腳本）：
chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh
18.4 用keepalived配置高可用集群（中）
上一部分我們就已經在master機器上配置好了keepalived，配置好之後就是啟動keepalived服務，並且需要查看一下進程是否存在：
systemctl start keepalived
ps aux |grep keepalived
如圖，則是沒有問題，服務啟動成功了。
如果你的機器上啟動了nginx服務的話，先關閉nginx：
service nginx stop
然後再查看nginx的進程：
ps aux |grep nginx
會發現nginx自動啟動了，這就證明檢測腳本沒問題。
關於keepalived的日誌記錄，我們可以在/var/log/messages日誌文件中查看：
使用ip add 命令查看vip是否存在：
使用ifconfig命令是查看不到vip的，需要使用ip add 命令。
在搭建集群的時候，需要先把selinux給關閉，防火墻的規則也要清空，兩臺機器都需要關閉和清空規則：
清空防火墻規則：
iptables -F
關閉selinux：
setenforce 0
配置backup機器：
master機器配置完後，就需要到backup機器上進行配置了。同樣的在backup機器上第一件要做的事情就是配置keepalived配置文件：
1. 清空keepalived.conf文件：
> /etc/keepalived/keepalived.conf
2. 然後編輯keepalived配置文件：
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
復制模板內容（模板內容同樣的在上面那個網址獲得），粘貼進去。然後修改以下幾個地方：
網卡名稱，要定義你自己的網卡名稱。
state參數要改為backup
priority（權重）參數改為90
global_defs那一段可以自定義，可以自己根據實際情況修改
可以定義一個自己的密碼
virtual_ipaddress（vip地址）參數，定義和master機器同樣的地址
4. 同樣的要編輯檢測腳本，腳本的內容可以從以下網址獲得，我這裏的腳本和master機器的配置有些差別，因為我backup機器的nginx是yum安裝的，而master機器的nginx則是源碼包安裝的，所以在啟動命令上不一樣，可以根據實際情況更改啟動方式：
https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/backup_check_ng.sh
編輯腳本文件：
vim /usr/local/sbin/check_ng.sh
將復制的內容粘貼進去：
5. 編輯完腳本後，給這個腳本文件設置755權限（不設置這個權限的話，就無法自動加載這個腳本）：
chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh
啟動keepalived服務，並查看進程：
systemctl start keepalived
ps aux |grep keepalived
修改一下master機器的nginx的默認訪問頁的內容（默認頁的路徑在nginx的默認虛擬主機配置文件中查看）：
vim /data/wwwroot/default/index.html
修改內容如下：
使用瀏覽器訪問master機器的ip地址，看看是否會顯示修改後的內容：
如圖，則是沒問題。
這次修改backup機器的nginx默認訪問頁內容，因為是yum安裝的，所以路徑不一樣：
vim /usr/share/nginx/html/index.html
因為是yum安裝的，所以會自帶有內容，需要先清空一下：
> /usr/share/nginx/html/index.html
接著修改內容如下：
使用瀏覽器訪問backup機器的ip地址，看看是否會顯示修改後的內容：
如圖，則是沒問題。
以上這幾個步驟是為了確認nginx能夠被正常訪問。
接下來我們需要訪問vip，確認vip也能夠被訪問：
如圖，可以看到能夠被正常訪問，而且默認就是訪問master機器的。
18.5 用keepalived配置高可用集群（下）
完成上述步驟之後，我們的高可用集群就搭建好來了，接下來我們需要測試一下這個高可用集群：
測試1：關閉master上的nginx服務
關閉之後任然會被keepalived服務啟動，代表沒問題。
測試2：在master機器上增加iptabls規則：
iptables -I OUTPUT -p vrrp -j DROP
依舊能夠被訪問，這種情況就不屬於master宕機：
測試完之後清空規則：
iptables -F
測試3：關閉master機器上的keepalived服務
systemctl stop keepalived
然後可以看到master機器上的vip被釋放了，不存在了：
這時vip被backup機器所監聽了，這就類似於生產環境中，master機器宕機了，然後backup機器就會頂替master機器：
現在再去訪問vip地址，會發現變成了backup機器上默認頁裏的內容：
這種情況就是master宕機了，這一步測試就是為了模擬master宕機的情況。
測試4：啟動master上的keepalived服務
systemctl start keepalived
同樣的去瀏覽器訪問vip，訪問頁面的內容恢復成master上的默認頁內容就沒問題了：
擴展
heartbeat和keepalived比較
http://blog.csdn.net/yunhua_lee/article/details/9788433
DRBD工作原理和配置
http://502245466.blog.51cto.com/7559397/1298945
mysql+keepalived
http://lizhenliang.blog.51cto.com/7876557/1362313
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集群介紹，keepalived介紹，使用keepalived配置高可用集群