LVS+Keepalived实现高可用集群——解决LVS集群单点故障

MrHOPE
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一、LVS+Keepalived高可用群集

1. LVS

传统LVS-DR模型，是单调度器，那么当调度器出现故障的时候，就会出现单点故障问题，这时需要keepalived，实现双机热备（主从模式）。

  • 支持故障自动切换（Failover）。
  • 支持节点健康状态检查（Health Checking）
  • 官方网站：www.keepalived.org/

2. Keepalived

  • 支持故障自动切换（Failover）
  • 支持节点健康状态检查（Health Checkting）

判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，当master主机出现故障及时切换到backup节点保证业务正常，当master故障主机恢复后将其重新加入群集而且业务重新切换回master节点

3.Keepalived实现原理

  1. Keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux服务器的多机热备功能
  2. VRRP（虚拟路由冗余协议）是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； 每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态； 若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务。

二、LVS+Keepalived 高可用群集部署

主机操作系统IP地址软件、安装包、工具
主负载调度器（Director1）CentOS7ens33： 192.168.163.10ipvsadm、keepalived
备负载调度器（Director2）CentOS7ens33：192.168.163.11ipvsadm 、keepalived
Web节点服务器1CentOS7ens33：192.168.163.12lo:0 (VIP)：192.168.163.100rpcbind、nfs-utils、httpd
Web节点服务器2CentOS7ens33：192.168.163.13lo:0 (VIP)：192.168.163.100rpcbind、nfs-utils、httpd
NFS服务器CentOS7192.168.163.14rpcbind、nfs-utils
客户机Win10192.168.163.15

1.部署NFS服务器

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/test1
mkdir /opt/test2

chmod 777 /opt/test1
chmod 777 /opt/test2

vim /etc/exports
/opt/test1 192.168.163.0/24(rw,sync)
/opt/test2 192.168.163.0/24(rw,sync)

exportfs -rv

2.配置节点服务器

Web节点服务器1：192.168.163.12 lo:0 (VIP)：192.168.163.100
Web节点服务器2：192.168.163.13 lo:0 (VIP)：192.168.163.100 （1）配置虚拟地址

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.163.100
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

ifup lo:0
ifconfig lo:0
#设置临时的路由，重启失效
route add -host 192.168.163.100 dev lo:0

#开机自动添加路由
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.163.100 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local

（2）调整内核的ARP响应参数

  • 阻止更新VIP的MAC地址，避免发生冲突
vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p

yum install -y nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service

（3）编辑网页主页

showmount -e 192.168.163.14

mount.nfs 192.168.163.14:/opt/test1 /var/www/html
echo 'this is test1 web!' > /var/www/html/index.html

3.配置负载调度器

主负载调度器：192.168.163.10
备负载调度器：192.168.163.11
下面是两个调度器一样的配置 （1）关防火墙，加载ip_vs模块

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

（2）调整proc响应参数

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p

（3）配置负载分配策略
主负载调度器：192.168.163.10

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service

ipvsadm -C
#这里-t指定的虚拟地址为本机ens33网卡ip
ipvsadm -A -t 192.168.163.10:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.163.10:80 -r 192.168.163.12:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.163.10:80 -r 192.168.163.13:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln

备负载调度器：192.168.163.11
修改 -t 指定的地址

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service

ipvsadm -C

ipvsadm -A -t 192.168.163.11:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.163.11:80 -r 192.168.163.12:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.163.11:80 -r 192.168.163.13:80 -g

ipvsadm -ln

（4）配置keepalived
负载调度器1：192.168.163.10
负载调度器2：192.168.163.11

yum -y install keepalived
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf{,.bak}

修改配置文件

......
#定义全局参数
global_defs {

#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_02
router_id LVS_01

#14行修改;加注释;vrrp_strict：严格遵守VRRP协议。下列情况将会阻止启动Keepalived：1. 没有VIP地址。2. 单播邻居。3. 在VRRP版本2中有IPv6地址。
#vrrp_strict

}
#定义VRRP热备实例参数
vrrp_instance VI_1 {

#20行修改;指定热备状态，主为MASTER，备为BACKUP
state 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90
priority 100
#通告间隔秒数(心跳频率)
advert_int 1
#定义认证信息,每个热备组保持一致
authentication {
#认证类型
auth_type PASS

#27行修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
auth_pass 123456
}

#指定群集vip地址
virtual_ipaddress {
192.168.163.100
}
}

#34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 192.168.163.100 80 {
#健康检查的间隔时间(秒)
delay_loop 6
#指定调度算法，轮询(rr)
lb_algo rr
#37行修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
lb_kind DR
#连接保持时间(秒)
persistence_timeout 50
#应用服务采用的是TCP协议
protocol TCP

#41行修改，指定第一个Web节点的地址、端口
real_server 192.168.163.12 80 {
#节点的权重
weight 1

#43行删除，添加以下健康检查方式
	    TCP_CHECK {
	    #添加检查的目标端口
		connect_port 80
		#添加连接超时(秒)
		connect_timeout 3
		#添加重试次数
		nb_get_retry 3
		#添加重试间隔
		delay_before_retry 4
	}
}

#添加第二个 Web节点的地址、端口
real_server 192.168.163.13 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
		connect_port 80
		connect_timeout 3
		nb_get_retry 3
		delay_before_retry 4
	}
}
}
#删除后面多余的配置

systemctl start keepalived
#查看虚拟网卡vip
ip addr show dev ens33

20210506144442696.png 重启服务

systemctl start keepalived

在主负载服务器上，测试远程复制

scp keepalived.conf root@192.168.163.11:/etc/keepalived/

20210506144843806.png 使用 ip addr dev ens33 来查看虚拟网卡vip

20210506144928438.png

4.客户机访问

访问192.168.163.100 隔一段时间刷新，轮询显示

20210506145054146.png 20210506145119214.png 将主调度服务器的 keepalived.service服务关闭，模拟主服务器故障，测试 20210506145143842.png 虚拟地址漂移到备用调度器上，同时也可以在日志文件里查看到迁移的状态变化。备用调度器日志：

tail -f /var/log/message

20210506145631221.png

2021050614515325.png

20210506145210755.png

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