Keepalived高可用介紹與配置詳解
摘要：
keepalived介紹
Keepalived 軟體起初是專為LVS負載均衡軟體設計的，用來管理並監控LVS集群系統中各個服務節點的狀態，後來又加入了可以實現高可用的VRRP功能。因此，Keepalived除了能夠管理LVS軟體外，還可以作為其他服務（例如：Nginx、Haproxy、My...
keepalived介紹
Keepalived 軟體起初是專為LVS負載均衡軟體設計的，用來管理並監控LVS集群系統中各個服務節點的狀態，後來又加入了可以實現高可用的VRRP功能。因此，Keepalived除了能夠管理LVS軟體外，還可以作為其他服務（例如：Nginx、Haproxy、MySQL等）的高可用解決方案軟體。
Keepalived軟體主要是通過VRRP協議實現高可用功能的。VRRP是Virtual Router RedundancyProtocol(虛擬路由器冗餘協議）的縮寫，VRRP出現的目的就是為了解決靜態路由單點故障問題的，它能夠保證當個別節點宕機時，整個網路可以不間斷地執行。
所以，Keepalived 一方面具有配置管理LVS的功能，同時還具有對LVS下面節點進行健康檢查的功能，另一方面也可實現系統網路服務的高可用功能。
keepalived的重要功能
keepalived 有三個重要的功能，分別是：
- 管理LVS負載均衡軟體
- 實現LVS叢集節點的健康檢查
- 作為系統網路服務的高可用性（failover）
keepalived高可用故障轉移的原理
Keepalived 高可用服務之間的故障切換轉移，是通過 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虛擬路由器冗餘協議）來實現的。
在 Keepalived 服務正常工作時，主 Master 節點會不斷地向備節點發送（多播的方式）心跳訊息，用以告訴備 Backup 節點自己還活看，當主 Master 節點發生故障時，就無法傳送心跳訊息，備節點也就因此無法繼續檢測到來自主 Master 節點的心跳了，於是呼叫自身的接管程式，接管主 Master 節點的 IP 資源及服務。而當主 Master 節點恢復時，備 Backup 節點又會釋放主節點故障時自身接管的IP資源及服務，恢復到原來的備用角色。
VRRP ,全 稱 Virtual Router Redundancy Protocol ,中文名為虛擬路由冗餘協議 ，VRRP的出現就是為了解決靜態踣甶的單點故障問題，VRRP是通過一種競選機制來將路由的任務交給某臺VRRP路由器的。
keepalived工作原理描述
Keepalived高可用對之間是通過VRRP通訊的，因此，我們從 VRRP開始瞭解起：
- VRRP,全稱 Virtual Router Redundancy Protocol,中文名為虛擬路由冗餘協議，VRRP的出現是為了解決靜態路由的單點故障。
- VRRP是通過一種竟選協議機制來將路由任務交給某臺 VRRP路由器的。
- VRRP用 IP多播的方式（預設多播地址（224.0_0.18))實現高可用對之間通訊。
- 工作時主節點發包，備節點接包，當備節點接收不到主節點發的資料包的時候，就啟動接管程式接管主節點的開源。備節點可以有多個，通過優先順序競選，但一般 Keepalived系統運維工作中都是一對。
- VRRP使用了加密協議加密資料，但Keepalived官方目前還是推薦用明文的方式配置認證型別和密碼。
介紹完 VRRP,接下來我再介紹一下 Keepalived服務的工作原理：
Keepalived高可用是通過 VRRP 進行通訊的， VRRP是通過競選機制來確定主備的，主的優先順序高於備，因此，工作時主會優先獲得所有的資源，備節點處於等待狀態，當主掛了的時候，備節點就會接管主節點的資源，然後頂替主節點對外提供服務。
在 Keepalived 服務之間，只有作為主的伺服器會一直髮送 VRRP 廣播包,告訴備它還活著，此時備不會槍佔主，當主不可用時，即備監聽不到主傳送的廣播包時，就會啟動相關服務接管資源，保證業務的連續性.接管速度最快可以小於1秒。
keepalived配置檔案詳解
keepalived 的主配置檔案為/etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {#全域性配置
notification_email {#定義報警收件人郵件地址
[email protected]
[email protected]
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]#定義報警發件人郵箱
smtp_server 192.168.200.1#郵箱伺服器地址
smtp_connect_timeout 30#定義郵箱超時時間
router_id LVS_DEVEL#定義路由標識資訊，同區域網內唯一
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_instance VI_1 {#定義例項
state MASTER#指定keepalived節點的初始狀態，可選值為MASTER|BACKUP
interface eth0#VRRP例項繫結的網絡卡介面，使用者傳送VRRP包
virtual_router_id 51#虛擬路由的ID，同一叢集要一致
priority 100#定義優先順序，按優先順序來決定主備角色，優先順序越大越優先
nopreempt#設定不搶佔
advert_int 1#主備通訊時間間隔
authentication {#配置認證
auth_type PASS#認證方式，此處為密碼
auth_pass 1111#同一叢集中的keepalived配置裡的此處必須一致，推薦使用8位隨機數
}
virtual_ipaddress {#配置要使用的VIP地址
192.168.200.16
}
}
virtual_server 10.10.10.2 1358 {#配置虛擬伺服器
delay_loop 6#健康檢查的時間間隔
lb_algo rr#lvs排程演算法
lb_kind NAT#lvs模式
persistence_timeout 50#持久化超時時間，單位是秒
protocol TCP#4層協議
sorry_server 192.168.200.200 1358#定義備用伺服器，當所有RS都故障時用sorry_server來響應客戶端
real_server 192.168.200.2 1358 {#定義真實處理請求的伺服器
weight 1#給伺服器指定權重，預設為1
HTTP_GET {
url {
path /testurl/test.jsp#指定要檢查的URL路徑
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d#摘要資訊
}
url {
path /testurl2/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
}
url {
path /testurl3/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
}
connect_timeout 3#連線超時時間
nb_get_retry 3#get嘗試次數
delay_before_retry 3#在嘗試之前延遲多長時間
}
}
定製主配置檔案
vrrp_instance段配置
nopreempt#設定為不搶佔。預設是搶佔的，當高優先順序的機器恢復後，會搶佔低優先 \ 級的機器成為MASTER，而不搶佔，則允許低優先順序的機器繼續成為MASTER，即使高優先順序 \ 的機器已經上線。如果要使用這個功能，則初始化狀態必須為BACKUP。 preempt_delay#設定搶佔延遲。單位是秒，範圍是0---1000，預設是0.發現低優先 \ 級的MASTER後多少秒開始搶佔。
vrrp_script段配置
#作用：新增一個週期性執行的指令碼。指令碼的退出狀態碼會被呼叫它的所有的VRRP Instance記錄。
#注意：至少有一個VRRP例項呼叫它並且優先順序不能為0.優先順序範圍是1-254.
vrrp_script <SCRIPT_NAME> {
...
}
#選項說明：
script "/path/to/somewhere"#指定要執行的指令碼的路徑。
interval <INTEGER>#指定指令碼執行的間隔。單位是秒。預設為1s。
timeout <INTEGER>#指定在多少秒後，指令碼被認為執行失敗。
weight <-254 --- 254>#調整優先順序。預設為2.
rise <INTEGER>#執行成功多少次才認為是成功。
fall <INTEGER>#執行失敗多少次才認為失敗。
user <USERNAME> [GROUPNAME]#執行指令碼的使用者和組。
init_fail#假設指令碼初始狀態是失敗狀態。
#weight說明：
1. 如果指令碼執行成功(退出狀態碼為0)，weight大於0，則priority增加。
2. 如果指令碼執行失敗(退出狀態碼為非0)，weight小於0，則priority減少。
3. 其他情況下，priority不變。
real_server段配置
weight <INT>#給伺服器指定權重。預設是1 inhibit_on_failure#當伺服器健康檢查失敗時，將其weight設定為0， \ 而不是從Virtual Server中移除 notify_up <STRING>#當伺服器健康檢查成功時，執行的指令碼 notify_down <STRING>#當伺服器健康檢查失敗時，執行的指令碼 uthreshold <INT>#到這臺伺服器的最大連線數 lthreshold <INT>#到這臺伺服器的最小連線數
tcp_check段配置
connect_ip <IP ADDRESS>#連線的IP地址。預設是real server的ip地址 connect_port <PORT>#連線的埠。預設是real server的埠 bindto <IP ADDRESS>#發起連線的介面的地址。 bind_port <PORT>#發起連線的源埠。 connect_timeout <INT>#連線超時時間。預設是5s。 fwmark <INTEGER>#使用fwmark對所有出去的檢查資料包進行標記。 warmup <INT>//指定一個隨機延遲，最大為N秒。可防止網路阻塞。如果為0，則關閉該功能。 retry <INIT>#重試次數。預設是1次。 delay_before_retry <INT>#預設是1秒。在重試之前延遲多少秒。
keepalived實現nginx負載均衡的高可用
環境：
- CentOS7-linuxmi-192.168.26.128
- centos7-linuxmi-192.168.83.132
- 虛擬IP（VIP）地址為 192.168.83.250
#在兩個機器上配置yum源及環境（這裡只寫出主機的，從機一樣）
[root@linuxmi ~]# systemctl stop firewalld
[root@linuxmi ~]# systemctl disable firewalld
[root@linuxmi ~]# setenforce 0
[root@linuxmi ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@linuxmi ~]# curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS7-Base-163.repo http://mirrors.163.com/.help/CentOS7-Base-163.repo
[root@linuxmi ~]# sed -i 's/\$releasever/7/g' /etc/yum.repos.d/CentOS7-Base-163.repo
[root@linuxmi ~]# sed -i 's/^enabled=.*/enabled=1/g' /etc/yum.repos.d/CentOS7-Base-163.repo
[root@linuxmi ~]# yum -y install epel-release vim wget gcc gcc-c++
#安裝keepalived
[root@linuxmi ~]# yum -y install keepalived
#安裝nginx
[root@linuxmi ~]# yum -y install nginx
[root@linuxmi ~]# cd /usr/share/nginx/html/
[root@linuxmi ~]# mv index.html{,.bak}
[root@linuxmi ~]# echo 'slave' > index.html
[root@linuxmi ~]# systemctl start nginx
[root@linuxmi ~]# systemctl enable nginx
修改配置檔案
#主機配置檔案
[root@linuxmi ~]# cat > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id lb01
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens32
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass linuxmi123
}
virtual_ipaddress {
192.168.83.250
}
}
virtual_server 192.168.83.250 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.83.128 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.83.132 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
EOF
#從機配置檔案
[root@linuxmi ~]# cat > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id lb02
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens32
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass linuxmi123
}
virtual_ipaddress {
192.168.83.250
}
}
virtual_server 192.168.83.250 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.83.128 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.83.132 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
EOF
keepalived監控nginx負載均衡
主機
#編寫監控指令碼
[root@linuxmi ~]# mkdir /scripts
[root@linuxmi ~]# cd /scripts/
[root@linuxmi scripts]# cat > check_n.sh <<EOF
#!/bin/bash
nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
if [ $nginx_status -lt 1 ];then
systemctl stop keepalived
fi
EOF
[root@linuxmi scripts]# chmod +x check_n.sh
[root@linuxmi scripts]# cat > notify.sh <<EOF
#!/bin/bash
VIP=$2
sendmail (){
subject="${VIP}'s server keepalived state is translate"
content="`date +'%F %T'`: `hostname`'s state change to master"
echo $content | mail -s "$subject" [email protected]
}
case "$1" in
master)
nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
if [ $nginx_status -lt 1 ];then
systemctl start nginx
fi
sendmail
;;
backup)
nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
if [ $nginx_status -gt 0 ];then
systemctl stop nginx
fi
;;
*)
echo "Usage:$0 master|backup VIP"
;;
esac
EOF
[root@linuxmi scripts]# chmod +x notify.sh
#修改主機配置
[root@linuxmi ~]# vim /etc/keepalived/
#按如下內容新增
global_defs {
router_id lb01
}
vrrp_script nginx_check {
script "/scripts/check_n.sh"
interval 1
weight -20
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens32
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass linuxmi123
}
virtual_ipaddress {
192.168.83.250
}
notify_master "/scripts/notify.sh master 192.168.83.250"
notify_backup "/scripts/notify.sh backup 192.168.83.250"
}
從機
[root@linuxmi ~]# mkdir /scripts
[root@linuxmi ~]# cd /scripts/
[root@linuxmi scripts]# cat > notify.sh <<EOF
#!/bin/bash
VIP=$2
sendmail (){
subject="${VIP}'s server keepalived state is translate"
content="`date +'%F %T'`: `hostname`'s state change to master"
echo $content | mail -s "$subject" [email protected]
}
case "$1" in
master)
nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
if [ $nginx_status -lt 1 ];then
systemctl start nginx
fi
sendmail
;;
backup)
nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
if [ $nginx_status -gt 0 ];then
systemctl stop nginx
fi
;;
*)
echo "Usage:$0 master|backup VIP"
;;
esac
EOF
[root@linuxmi scripts]# chmod +x notify.sh
#修改配置檔案
[root@linuxmi ~]# vim /etc/keepalived/
#按如下內容新增
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens32
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass linuxmi123
}
virtual_ipaddress {
192.168.83.250
}
notify_master "/scripts/notify.sh master 192.168.83.250"
notify_backup "/scripts/notify.sh backup 192.168.83.250"
}
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