LVS+keepalived群集

落言
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Keepalived工具介绍

普通集群容易出现的问题

企业应用中，单台服务器承担应用存在单点故障的危险。

单点故障一旦发生， 企业服务将发生中断，造成极大的危害。

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Keepalived工具介绍

Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS服务高可用方案，可以解决静态路由出现的单点故障问题。

Keepalived是专为LVS和HA设计的一款健康检查工具：

  • 支持故障自动切换（Failover）

  • 支持节点健康状态检查（Health Checking）

    • 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并且业务重新切换回master节点。

Keepalived实现原理剖析

Keepalived采用VRRP热备份协议

Keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux服务器的多机热备功能。

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。
  • 在配置时设置优先级，优先级高的那一方为master。master节点承载着VIP地址。

Keepalived多机热备

Keepalived可实现多机热备，每个热备组可有多台服务器。（由于服务器的成本较高，一般使用2~3台服务器做热备组，大部分公司都是1主1备两台服务器）

双机热备的故障切换是由虚拟IP地址的漂移来实现，适用于各种应用服务器。

Keepalived工作原理

在一个LVS服务集群中通常有主服务器（MASTER）和备份服务器（BACKUP）两种角色的服务器，但是对外表现为一个虚拟IP，主服务器会发送VRRP通告信息给备份服务器，当备份服务器收不到VRRP消息的时候，即主服务器异常的时候，备份服务器就会接管虚拟IP，继续提供服务，从而保证了高可用性。

  • 主服务器作用：转发数据；发送报文告诉备服务器自己在线。
  • 备服务器作用：监听主服务器发来的数据；收不到消息的时候就接替主服务器。

Keepalived体系主要模块

keepalived体系架构中主要有三个模块，分别是core、check和vrrp。

  • core模块：为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。
  • vrrp模块：是来实现VRRP协议的。
  • check模块：负责健康检查，常见的方式有端口检查及URL检查。

LVS-DR模式+keepalived 高可用集群部署

实验环境：

主DR调度器：192.168.20.10/24

备DR调度器：192.168.20.30/24

web1：192.168.20.20/24

web2：192.168.20.100/24

VIP：192.168.20.200/32

客户端：192.168.20.201/24

部署2台负载调度器

主DR调度器：192.168.20.10/24

备DR调度器：192.168.20.30/24

两台调度器配置步骤相同，配置文件的参数有所不同。

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm keepalived

（1）配置keeplived（主、备DR 服务器上都要设置）
[root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
[root@localhost keepalived]# vim keepalived.conf

......
global_defs {						#定义全局参数
--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--注释掉，取消严格遵守VRRP协议功能，否则VIP无法被连接
	#vrrp_strict
}
vrrp_instance VI_1 {				#定义VRRP热备实例参数
--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
	#nopreempt		#如果设置非抢占模式，两个节点state必须为BACKUP，并加上配置 nopreempt
--23行--修改，指定优先级，数值越大优先级越高，这里设置主为100，备为90
    priority 100
    advert_int 1					#通告间隔秒数(心跳频率)
    authentication {				#定义认证信息,每个热备组保持一致
		auth_type PASS				#认证类型
--27行--修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {				#指定群集vip地址
        192.168.20.200
    }
}
--36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 192.168.20.200 80 {
    delay_loop 6					#健康检查的间隔时间(秒)
    lb_algo rr						#指定调度算法，轮询(rr)
--39行--修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0			#连接保持时间(秒)
    protocol TCP					#应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改，指定第一个Web节点的地址、端口
    real_server 192.168.20.20 80 {
        weight 1					#节点的权重
--45行--删除，添加以下健康检查方式		
        TCP_CHECK {
			connect_port 80			#添加检查的目标端口
			connect_timeout 3		#添加连接超时(秒)
			nb_get_retry 3			#添加重试次数
			delay_before_retry 3	#添加重试间隔
		}
	}

	real_server 192.168.20.100 80 {		#添加第二个 Web节点的地址、端口
        weight 1
        TCP_CHECK {
			connect_port 80
			connect_timeout 3
			nb_get_retry 3
			delay_before_retry 3
		}
	}
##删除后面多余的配置##
}
[root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived   
[root@localhost keepalived]# ip addr       #查看虚拟网卡vip

（2）启动 ipvsadm 服务
--192.168.20.20--
[root@localhost keepalived]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost keepalived]# systemctl start ipvsadm
#如没有VIP 的分发策略，则重启 keepalived 服务，systemctl restart keepalived

--192.168.20.100--
[root@localhost keepalived]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost keepalived]# systemctl start ipvsadm
[root@localhost keepalived]# ipvsadm -ln

（3）调整 proc 响应参数，关闭Linux 内核的重定向参数响应
[root@localhost keepalived]# 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

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配置节点服务器

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum -y install httpd

--192.168.20.20--
[root@localhost ~]# echo 'this is jlx web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.20.100--
[root@localhost ~]# echo 'this is can web!' > /var/www/html/index.html


#两台服务器都要配置
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0

DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.20.200
NETMASK=255.255.255.255

[root@localhost ~]# systemctl restart network
[root@localhost ~]# ifup lo:0
[root@localhost ~]# ifconfig lo:0
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 192.168.20.200  netmask 255.255.255.255
        loop  txqueuelen 1  (Local Loopback)

[root@localhost ~]# route add -host 192.168.20.200 dev lo:0
[root@localhost ~]# 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

[root@localhost ~]# sysctl -p
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

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测试验证

在客户端访问 http://192.168.20.200

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image.png 再在主服务器关闭 keepalived 服务后再测试， systemctl stop keepalived

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image.png 主调度器宕机后，客户端访问测试： image.png

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