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Keepalived的原理和Web服務高可用實踐

溫故而知新，每次學習都有不一樣的收獲，今天就來爬爬keepalived的坑。

成都創(chuàng)新互聯(lián)于2013年成立，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務公司，擁有項目成都網(wǎng)站建設、網(wǎng)站設計網(wǎng)站策劃，項目實施與項目整合能力。我們以讓每一個夢想脫穎而出為使命，1280元印臺做網(wǎng)站,已為上家服務,為印臺各地企業(yè)和個人服務,聯(lián)系電話:028-86922220

一、Keepalived介紹

摘抄自官網(wǎng)的介紹：

Keepalived is a routing software written in C.

The main goal of this project is to provide simple and robust facilities for loadbalancing and high-availability to Linux system and Linux based infrastructures.

項目地址：https://github.com/acassen/keepalived

Keepalived的作用是檢測服務器狀態(tài)，如果一臺服務器宕機或者出現(xiàn)其他故障導致當前服務器不可用，keep alived就會檢測到并將故障的服務器從系統(tǒng)中剔除，同時使用備用服務器替代該服務器的工作，當服務器工作正常后Keepalived自動將服務器加入到服務器群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復故障的服務器。

Keepalived軟件起初是專為LVS負載均衡軟件設計的，用來管理并監(jiān)控LVS集群系統(tǒng)中各個服務節(jié)點的狀態(tài)，后來又加入了可以實現(xiàn)高可用的VRRP功能。因此，Keepalived除了能夠管理LVS軟件外，還可以作為其他服務(例如：Nginx、Haproxy、MySQL等)的高可用解決方案軟件。

Keepalived軟件主要是通過VRRP協(xié)議實現(xiàn)高可用功能的。VRRP是Virtual Router RedundancyProtocol(虛擬路由器冗余協(xié)議)的縮寫，VRRP出現(xiàn)的目的就是為了解決靜態(tài)路由單點故障問題的，它能夠保證當個別節(jié)點宕機時，整個網(wǎng)絡可以不間斷地運行。

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(jié)點進行健康檢查的功能，另一方面也可實現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡服務的高可用功能。

二、Keepalived的應用場景

管理LVS軟件

基于VRRP實現(xiàn)高可用

健康檢查，故障切換

通過官網(wǎng)的介紹我們可以看到Keepalived提供了兩個重要的功能：loadbalancing和high-availability。最初是專門為LVS負載均衡軟件設計，可以用來管理并監(jiān)控LVS集群系統(tǒng)中各個服務節(jié)點的狀態(tài)，后來的版本中又加入了可以實現(xiàn)高可用的VRRP功能。

因此，Keeaplived主要有兩種應用場景，一個是通過配置keepalived結(jié)合ipvs做到負載均衡(LVS+Keepalived);另一個是通過自身健康檢查、資源接管等功能做高可用(雙機熱備)，實現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，功能近似于Heartbeat。

目前全球監(jiān)控的分布式MySQL集群，使用了Keeaplived來實現(xiàn)proxy的雙機熱備功能，所以下面只介紹在高可用場景下的相關知識。

三、Keepalived的工作原理

1.VRRP協(xié)議

keepalived是以VRRP協(xié)議為實現(xiàn)基礎的，VRRP全稱Virtual Router Redundancy Protocol，即虛擬路由冗余協(xié)議，可以認為是實現(xiàn)路由器高可用的協(xié)議。

  • VRRP是用來實現(xiàn)路由器冗余的協(xié)議。
  • VRRP協(xié)議是為了消除在靜態(tài)缺省路由環(huán)境下路由器單點故障引起的網(wǎng)絡失效而設計的主備模式的協(xié)議，使得發(fā)生故障而進行設計設備功能切換時可以不影響內(nèi)外數(shù)據(jù)通信，不需要再修改內(nèi)部網(wǎng)絡的網(wǎng)絡參數(shù)。
  • VRRP協(xié)議需要具有IP備份，優(yōu)先路由選擇，減少不必要的路由器通信等功能。
  • VRRP協(xié)議將兩臺或多臺路由器設備虛擬成一個設備，對外提供虛擬路由器IP(一個或多個)。然而，在路由器組內(nèi)部，如果實際擁有這個對外IP的路由器如果工作正常的話，就是master，或者是通過算法選舉產(chǎn)生的，MASTER實現(xiàn)針對虛擬路由器IP的各種網(wǎng)絡功能，如ARP請求，ICMP，以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)等，其他設備不具有該IP，狀態(tài)是BACKUP。除了接收MASTER的VRRP狀態(tài)通告信息外，不執(zhí)行對外的網(wǎng)絡功能，當主機失效時，BACKUP將接管原先MASTER的網(wǎng)絡功能。
  • VRRP協(xié)議配置時，需要配置每個路由器的虛擬路由ID(VRID)和優(yōu)先權(quán)值，使用VRID將路由器進行分組，具有相同VRID值的路由器為同一個組，VRID是一個0-255的整整數(shù);同一個組中的路由器通過使用優(yōu)先權(quán)值來選舉MASTER。優(yōu)先權(quán)大者為MASTER，優(yōu)先權(quán)也是一個0-255的正整數(shù)。

對應到高可用的場景，實際上就是把路由器換成了服務器或者服務器上的應用：

通常情況下是將兩臺linux服務器組成一個熱備組(master-backup)，同一時間熱備組內(nèi)只有一臺主服務器(master)提供服務，同時master會虛擬出一個共用IP地址(VIP)，這個VIP只存在master上并對外提供服務。

如果keepalived檢測到master宕機或服務故障，備服務器(backup)會自動接管VIP成為master，keepalived并將master從熱備組移除，當master恢復后，會自動加入到熱備組，默認再搶占成為master，起到故障轉(zhuǎn)移功能。

2.核心組件

keepalived是模塊化設計，不同模塊負責不同的功能，主要有三個模塊，分別是core、check和VRRP，其中：

  • core模塊：為keepalived的核心組件，負責主進程的啟動、維護以及全局配置文件的加載和解析;
  • check：負責健康檢查，包括常見的各種檢查方式，這里的配置決定了工作在哪個層;
  • VRRP模塊：是來實現(xiàn)VRRP協(xié)議的。

此外還有：

  • system call：系統(tǒng)調(diào)用
  • watch dog：監(jiān)控check和vrrp進程的看管者
  • libipfwc：iptables(ipchains)庫，配置LVS會用到
  • libipvs*：配置LVS會用到

3.分層工作

keepalived做負載均衡時工作在TCP/IP協(xié)議的3/4/5層，做高可用時工作在OSI七層協(xié)議模型的3/4/7層，基本上是一樣的，叫法不同而已

分層 功能 相關協(xié)議
應用層 網(wǎng)絡服務和最終用戶的一個接口 TFTP,HTTP,SNMP,DNS,FTP,SMTP,TELNET
表示層 數(shù)據(jù)的表示、安全、壓縮 無協(xié)議
會話層 會話的建立、管理、中止 無協(xié)議
傳輸層 定義傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議端口號，以及流控和差錯校驗 TCP,UDP
網(wǎng)絡層 進行邏輯地址尋址，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的路徑選擇 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP
數(shù)據(jù)鏈路層 建立邏輯連接、硬件地址尋址、差錯校驗等功能 SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理層 建立、連接、斷開物理連接 ISO2110,IEEE802,IEEE802.2

Layer3：工作在三層時，keepalived會定期向熱備組中的服務器發(fā)送一個ICMP數(shù)據(jù)包，來判斷某臺服務器是否故障，如果沒有響應則將這臺服務器從熱備組移除。

Layer4：工作在四層時，keepalived以TCP端口的狀態(tài)判斷服務器是否故障，比如檢測MySQL的3306端口，如果無法訪問則將這臺服務器從熱備組移除。

Layer7：工作在七層時，keepalived根據(jù)用戶設定的策略判斷服務器上的程序是否正常運行，比如使用HTTP請求的方式，如果返回錯誤的狀態(tài)碼則將這臺服務器從熱備組移除。

在Keepalived服務器群之間，只有作為主的服務器不斷發(fā)送VRRP廣播包，告訴備它還活著，此時備不會搶占主，只有當主不可用，既備接受不到主的VRRP廣播包，這時候備就會啟動相關的服務接管主的任務向外提供服務，以保證服務的正常使用。

4.工作狀態(tài)

keepalived正常啟動的時候，共啟動3個進程：

一個是父進程，負責監(jiān)控其子進程;一個是VRRP子進程，另外一個是checkers子進程;

兩個子進程都被系統(tǒng)watchlog看管，Healthcheck子進程檢查各自服務器的健康狀況。

如果healthchecks進程檢查到master上服務不可用了，就會通知本機上的VRRP子進程，讓他刪除通告，并且去掉虛擬IP，轉(zhuǎn)換為BACKUP狀態(tài)。

四、Keepalived使用

1.配置介紹

keepalived配置文件按層級和模塊劃分的，每層由"{ }"來界定。在主配置文件中可以通過include來涵蓋多個子配置文件。

詳細語法說明：官方文檔

配置文件包括以下幾個模塊：

  • LOBAL CONFIGURATION
  • BFD CONFIGURATION
  • VRRPD CONFIGURATION
  • LVS CONFIGURATION
 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf 
    2.   
  
  
  
  2. ! Configuration File for keepalived 
    3.   
  
  
  
  3. global_defs {                                     #全局定義部分 
    4.   
  
  
  
  4.     notification_email {                          #設置報警郵件地址，可設置多個 
    5.   
  
  
  
  5.         acassen@firewall.loc                      #接收通知的郵件地址 
    6.   
  
  
  
  6.     } 
    7.   
  
  
  
  7.     notification_email_from test0@163.com         #設置 發(fā)送郵件通知的地址 
    8.   
  
  
  
  8.     smtp_server smtp.163.com                      #設置 smtp server 地址，可是ip或域名.可選端口號 （默認25） 
    9.   
  
  
  
  9.     smtp_connect_timeout 30                       #設置 連接 smtp server的超時時間 
    10.   
  
  
  
  10.     router_id LVS_DEVEL                           #主機標識，用于郵件通知 
    11.   
  
  
  
  11.     vrrp_skip_check_adv_addr 
    12.   
  
  
  
  12.     vrrp_strict                                   #嚴格執(zhí)行VRRP協(xié)議規(guī)范，此模式不支持節(jié)點單播 
    13.   
  
  
  
  13.     vrrp_garp_interval 0 
    14.   
  
  
  
  14.     vrrp_gna_interval 0 
    15.   
  
  
  
  15.     script_user keepalived_script                 #指定運行腳本的用戶名和組。默認使用用戶的默認組。如未指定，默認為keepalived_script 用戶，如無此用戶，則使用root 
    16.   
  
  
  
  16.     enable_script_security                        #如果路徑為非root可寫，不要配置腳本為root用戶執(zhí)行。 
    17.   
  
  
  
  17. } 
    18.   
  
  
  
  18.   
    19.   
  
  
  
  19. vrrp_instance VI_1 {                              #vrrp 實例部分定義，VI_1自定義名稱 
    20.   
  
  
  
  20.     state MASTER                                  #指定 keepalived 的角色，必須大寫 可選值：MASTER|BACKUP 
    21.   
  
  
  
  21.     interface ens33                               #網(wǎng)卡設置，lvs需要綁定在網(wǎng)卡上，realserver綁定在回環(huán)口。區(qū)別：lvs對訪問為外，realserver為內(nèi)不易暴露本機信息 
    22.   
  
  
  
  22.     virtual_router_id 51                          #虛擬路由標識，是一個數(shù)字，同一個vrrp 實例使用唯一的標識，MASTER和BACKUP 的 同一個 vrrp_instance 下 這個標識必須保持一致 
    23.   
  
  
  
  23.     priority 100                                  #定義優(yōu)先級，數(shù)字越大，優(yōu)先級越高。 
    24.   
  
  
  
  24.     advert_int 1                                  #設定 MASTER 與 BACKUP 負載均衡之間同步檢查的時間間隔，單位為秒，兩個節(jié)點設置必須一樣 
    25.   
  
  
  
  25.     authentication {                              #設置驗證類型和密碼，兩個節(jié)點必須一致 
    26.   
  
  
  
  26.         auth_type PASS 
    27.   
  
  
  
  27.         auth_pass 1111 
    28.   
  
  
  
  28.     } 
    29.   
  
  
  
  29.     virtual_ipaddress {                           #設置虛擬IP地址，可以設置多個虛擬IP地址，每行一個 
    30.   
  
  
  
  30.         192.168.119.130 
    31.   
  
  
  
  31.     } 
    32.   
  
  
  
  32.     track_script {                                #腳本監(jiān)控狀態(tài) 
    33.   
  
  
  
  33.         chk_nginx_service                         #可加權(quán)重，但會覆蓋聲明的腳本權(quán)重值。chk_nginx_service weight -20 
    34.   
  
  
  
  34.     } 
    35.   
  
  
  
  35.         notify_master "/etc/keepalived/start_haproxy.sh start"  #當前節(jié)點成為master時，通知腳本執(zhí)行任務 
    36.   
  
  
  
  36.         notify_backup "/etc/keepalived/start_haproxy.sh stop"   #當前節(jié)點成為backup時，通知腳本執(zhí)行任務 
    37.   
  
  
  
  37.         notify_fault  "/etc/keepalived/start_haproxy.sh stop"   #當當前節(jié)點出現(xiàn)故障，執(zhí)行的任務; 
    38.   
  
  
  
  38. } 
    39.   
  
  
  
  39.   
    40.   
  
  
  
  40. virtual_server 192.168.119.130 80  {          #定義RealServer對應的VIP及服務端口，IP和端口之間用空格隔開 
    41.   
  
  
  
  41.     delay_loop 6                              #每隔6秒查詢realserver狀態(tài) 
    42.   
  
  
  
  42.     lb_algo rr                                #后端調(diào)試算法（load balancing algorithm） 
    43.   
  
  
  
  43.     lb_kind DR                                #LVS調(diào)度類型NAT/DR/TUN 
    44.   
  
  
  
  44.     #persistence_timeout 60                   同一IP的連接60秒內(nèi)被分配到同一臺realserver 
    45.   
  
  
  
  45.     protocol TCP                              #用TCP協(xié)議檢查realserver狀態(tài) 
    46.   
  
  
  
  46.     real_server 192.168.119.120 80 { 
    47.   
  
  
  
  47.         weight 1                              #權(quán)重，最大越高，lvs就越優(yōu)先訪問 
    48.   
  
  
  
  48.         TCP_CHECK {                           #keepalived的健康檢查方式HTTP_GET | SSL_GET | TCP_CHECK | SMTP_CHECK | MISC 
    49.   
  
  
  
  49.             connect_timeout 10                #10秒無響應超時 
    50.   
  
  
  
  50.             retry 3                           #重連次數(shù)3次 
    51.   
  
  
  
  51.             delay_before_retry 3              #重連間隔時間 
    52.   
  
  
  
  52.             connect_port 80                   #健康檢查realserver的端口 
    53.   
  
  
  
  53.         } 
    54.   
  
  
  
  54.     } 
    55.   
  
  
  
  55. } 
    56.   
  
  
  
  56. } 
    57.

2.使用keepalived對nginx進行高可用搭建

2.1 環(huán)境準備

主機ip 角色 部署軟件
192.168.73.135 master keepalived、nginx
192.168.73.136 salve keepalived、nginx
192.168.73.100 虛ip  

2.2 nginx軟件安裝和配置

在192.168.73.136操作為例，135上把index改成135即可

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# yum -y install nginx 
    2.   
  
  
  
  2. [root@localhost ~]# cd /usr/share/nginx/html/ 
    3.   
  
  
  
  3. [root@localhost html]# mv index.html index.html.back 
    4.   
  
  
  
  4. [root@localhost html]# echo "I am 192.168.73.136" > index.html 
    5.   
  
  
  
  5. [root@localhost html]# systemctl start nginx 
    6.   
  
  
  
  6. [root@localhost html]# curl 192.168.73.136 
    7.   
  
  
  
  7. I am 192.168.73.136 
    8.

2.3 Keepalived軟件安裝

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# yum install keepalived -y 
    2.   
  
  
  
  2. [root@localhost ~]# rpm -ql keepalived 
    3.   
  
  
  
  3. /etc/keepalived 
    4.   
  
  
  
  4. /etc/keepalived/keepalived.conf  # 主配置文件 
    5.   
  
  
  
  5. /etc/sysconfig/keepalived 
    6.   
  
  
  
  6. /usr/bin/genhash 
    7.   
  
  
  
  7. /usr/lib/systemd/system/keepalived.service 
    8.   
  
  
  
  8. /usr/libexec/keepalived 
    9.   
  
  
  
  9. /usr/sbin/keepalived 
    10.

2.4 監(jiān)聽存活腳本

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/check_port.sh 
    2.   
  
  
  
  2. #!/bin/bash 
    3.   
  
  
  
  3. #keepalived 監(jiān)控端口腳本 
    4.   
  
  
  
  4. #使用方法： 
    5.   
  
  
  
  5. #在keepalived的配置文件中 
    6.   
  
  
  
  6. #vrrp_script check_port {#創(chuàng)建一個vrrp_script腳本,檢查配置 
    7.   
  
  
  
  7. #    script "/etc/keepalived/check_port.sh 80" #配置監(jiān)聽的端口 
    8.   
  
  
  
  8. #    interval 2 #檢查腳本的頻率,單位（秒） 
    9.   
  
  
  
  9. #} 
    10.   
  
  
  
  10. CHK_PORT=$1 
    11.   
  
  
  
  11. if [ -n "$CHK_PORT" ];then 
    12.   
  
  
  
  12.         PORT_PROCESS=`ss -lnt|grep $CHK_PORT|wc -l` 
    13.   
  
  
  
  13.         if [ $PORT_PROCESS -eq 0 ];then 
    14.   
  
  
  
  14.                 echo "Port $CHK_PORT Is Not Used,End." 
    15.   
  
  
  
  15.                 exit 1 
    16.   
  
  
  
  16.         fi 
    17.   
  
  
  
  17. else 
    18.   
  
  
  
  18.         echo "Check Port Cant Be Empty!" 
    19.   
  
  
  
  19. fi 
    20.   
  
  
  
  20. [root@localhost ~]# chmod  +x /etc/keepalived/check_port.sh 
    21.

2.5 最終配置文件

(1)Master配置

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
    2.   
  
  
  
  2. ! Configuration File for keepalived 
    3.   
  
  
  
  3. global_defs { 
    4.   
  
  
  
  4.    router_id 192.168.73.136 
    5.   
  
  
  
  5. } 
    6.   
  
  
  
  6. vrrp_script chk_nginx { 
    7.   
  
  
  
  7.     script "/etc/keepalived/check_port.sh 80" 
    8.   
  
  
  
  8.     interval 2 
    9.   
  
  
  
  9.     weight -20 
    10.   
  
  
  
  10. } 
    11.   
  
  
  
  11. vrrp_instance VI_1 { 
    12.   
  
  
  
  12.     state MASTER 
    13.   
  
  
  
  13.     interface ens33 
    14.   
  
  
  
  14.     virtual_router_id 251 
    15.   
  
  
  
  15.     priority 100 
    16.   
  
  
  
  16.     advert_int 1 
    17.   
  
  
  
  17.     authentication { 
    18.   
  
  
  
  18.         auth_type PASS 
    19.   
  
  
  
  19.         auth_pass 11111111 
    20.   
  
  
  
  20.     } 
    21.   
  
  
  
  21.     track_script { 
    22.   
  
  
  
  22.          chk_nginx 
    23.   
  
  
  
  23.     } 
    24.   
  
  
  
  24.     virtual_ipaddress { 
    25.   
  
  
  
  25.         192.168.73.100 
    26.   
  
  
  
  26.     } 
    27.   
  
  
  
  27. } 
    28.

(2)Slave配置

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ! Configuration File for keepalived 
    2.   
  
  
  
  2. global_defs { 
    3.   
  
  
  
  3.         router_id 192.168.73.135 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. vrrp_script chk_nginx { 
    6.   
  
  
  
  6.         script "/etc/keepalived/check_port.sh 80" 
    7.   
  
  
  
  7.         interval 2 
    8.   
  
  
  
  8.         weight -20 
    9.   
  
  
  
  9. } 
    10.   
  
  
  
  10. vrrp_instance VI_1 { 
    11.   
  
  
  
  11.         state BACKUP 
    12.   
  
  
  
  12.         interface ens33 
    13.   
  
  
  
  13.         virtual_router_id 251 
    14.   
  
  
  
  14.         priority 90 
    15.   
  
  
  
  15.         advert_int 1 
    16.   
  
  
  
  16.         authentication { 
    17.   
  
  
  
  17.                 auth_type PASS 
    18.   
  
  
  
  18.                 auth_pass 11111111 
    19.   
  
  
  
  19.         } 
    20.   
  
  
  
  20.         track_script { 
    21.   
  
  
  
  21.                 chk_nginx 
    22.   
  
  
  
  22.         } 
    23.   
  
  
  
  23.         virtual_ipaddress { 
    24.   
  
  
  
  24.                 192.168.73.100 
    25.   
  
  
  
  25.         } 
    26.   
  
  
  
  26. } 
    27.

2.6 啟動主從的Keepalived

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]]systemctl start keepalived && systemctl enable keepalive 
    2.

2.7 查看VIP是否啟動

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost keepalived]# ip addr 
    2.   
  
  
  
  2. 1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 
    3.   
  
  
  
  3.     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 
    4.   
  
  
  
  4.     inet 127.0.0.1/8 scope host lo 
    5.   
  
  
  
  5.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    6.   
  
  
  
  6.     inet6 ::1/128 scope host 
    7.   
  
  
  
  7.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    8.   
  
  
  
  8. 2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000 
    9.   
  
  
  
  9.     link/ether 00:0c:29:6f:74:0a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 
    10.   
  
  
  
  10.     inet 192.168.73.136/24 brd 192.168.73.255 scope global noprefixroute ens33 
    11.   
  
  
  
  11.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    12.   
  
  
  
  12.     inet 192.168.73.100/32 scope global ens33 
    13.   
  
  
  
  13.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    14.   
  
  
  
  14.     inet6 fe80::af0e:a936:d997:18da/64 scope link noprefixroute 
    15.   
  
  
  
  15.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    16.

2.8 測試

首先在瀏覽器中訪問vip，可以看到我們訪問的是BACKUP上的web地址

關掉master上的nginx,查看VIP是否漂移到備機。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. # 關閉主nginx 
    2.   
  
  
  
  2. [root@localhost ~]# systemctl stop nginx 
    3.   
  
  
  
  3. # 查看備上的IP信息，我們發(fā)現(xiàn)vip已經(jīng)偏移到備機上了 
    4.   
  
  
  
  4. [root@localhost ~]# ip addr 
    5.   
  
  
  
  5. 1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 
    6.   
  
  
  
  6.     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 
    7.   
  
  
  
  7.     inet 127.0.0.1/8 scope host lo 
    8.   
  
  
  
  8.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    9.   
  
  
  
  9.     inet6 ::1/128 scope host 
    10.   
  
  
  
  10.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    11.   
  
  
  
  11. 2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000 
    12.   
  
  
  
  12.     link/ether 00:0c:29:6f:74:0a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 
    13.   
  
  
  
  13.     inet 192.168.73.136/24 brd 192.168.73.255 scope global noprefixroute ens33 
    14.   
  
  
  
  14.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    15.   
  
  
  
  15.     inet6 fe80::af0e:a936:d997:18da/64 scope link noprefixroute 
    16.   
  
  
  
  16.        valid_lft forever preferred_lft forever 
    17.

在瀏覽器中訪問vip，可以看到我們訪問的是master上的web地址

五、需要注意的問題

1.腦裂介紹

在高可用系統(tǒng)中，如果兩個節(jié)點的心跳線斷開，本來兩個節(jié)點為一個整體、動作協(xié)調(diào)的一個HA系統(tǒng)，現(xiàn)在由于兩個之間的心跳線斷開導致它們分裂成了兩個單獨的個體。由于雙方互相失去了聯(lián)系，都會以為對方出了故障。這時候這兩個單獨的個體就像"腦裂人"一樣互相爭搶共享資源、爭用應用服務，這樣就會造成嚴重問題：

共享資源被瓜分，兩邊服務都起不來;

兩邊服務都起來了，同時提供服務，同時讀寫存儲，導致數(shù)據(jù)不一致甚至損壞。

1.1 產(chǎn)生腦裂的原因

一般來說，腦裂的發(fā)生，有以下幾種原因：

(1)HA服務器之間心跳線故障，導致無法正常通信;

(2)HA服務器上開啟了防火墻，阻擋了心跳線的信息傳輸;

(3)HA服務器上心跳網(wǎng)卡配置不正確，導致心跳信息發(fā)送失敗;

(4)其他服務器配置不當?shù)脑颉１热缧奶绞讲煌?，心跳廣播沖突，軟件BUG等;

(5)Keepalived配置里同一 VRRP實例中如果 virtualrouterid兩端參數(shù)配置不一致也會導致裂腦問題發(fā)生。

1.2 常見的解決辦法

在實際環(huán)境中，我們可以從以下幾個方面來防止腦裂的問題：

(1)同時使用串行線路或者以太網(wǎng)電纜連接，同時使用兩條心跳線路，如果一條壞了，另外一條還能正常提供服務;

(2)當檢測到腦裂時強行關閉一個節(jié)點(該功能需要特殊設備支持，如Stonith,feyce)，相當于備節(jié)點接受不到心跳消息，通過單獨的線路發(fā)送關機命令關閉主節(jié)點的電源;

(3)做好腦裂監(jiān)控報警(用zabbix等來監(jiān)控)，在問題發(fā)生時能在第一時間介入仲裁，降低損失。

(4)啟動磁盤鎖。正在服務一方鎖住共享磁盤，“裂腦”發(fā)生時，讓對方完全“搶不走”共享磁盤資源。但使用鎖磁盤也會有一個不小的問題，如果占用共享盤的一方不主動“解鎖”，另一方就永遠得不到共享磁盤。現(xiàn)實中假如服務節(jié)點突然死機或崩潰，就不可能執(zhí)行解鎖命令。后備節(jié)點也就接管不了共享資源和應用服務。于是有人在HA中設計了“智能”鎖。即：正在服務的一方只在發(fā)現(xiàn)心跳線全部斷開(察覺不到對端)時才啟用磁盤鎖，平時就不上鎖了;

(5)加入仲裁機制。例如設置網(wǎng)關IP，當腦裂發(fā)生時，兩個節(jié)點都各自ping以下這個網(wǎng)關IP，不通則表明斷點就在本端，不僅“心跳”、還兼對外“服務”的本端網(wǎng)絡鏈路斷了，即使啟動(或繼續(xù))應用服務也沒有用了，那就主動放棄競爭，讓能夠ping通網(wǎng)關IP的一端去起服務。更保險一些，ping不通網(wǎng)關IP的一方干脆就自我重啟，以徹底釋放有可能還占用著的那些共享資源。

1.3 Keepalived監(jiān)控nginx防止腦裂

(1)執(zhí)行腳本，用來檢測

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@zdd211-11 ~]# vim /etc/keepalived/check_keepalived.sh 
    2.   
  
  
  
  2. #!/bin/bash 
    3.   
  
  
  
  3. NGINX_SBIN="which nginx" 
    4.   
  
  
  
  4. NGINX_PORT=80 
    5.   
  
  
  
  5. function check_nginx(){ 
    6.   
  
  
  
  6.      NGINX_STATUS="nmap localhost -p ${NGINX_PORT} | grep "80/tcp open" | awk '{print $2}'" 
    7.   
  
  
  
  7.      NGINX_PROCESS="ps -ef | grep nginx|grep -v grep|wc -l" 
    8.   
  
  
  
  8. } 
    9.   
  
  
  
  9. check_nginx 
    10.   
  
  
  
  10. if [ "$NGINX_STATUS" != "open"  -o  $NGINX_PROCESS -lt 2 ] 
    11.   
  
  
  
  11. then 
    12.   
  
  
  
  12.     ${NGINX_SBIN} -s stop 
    13.   
  
  
  
  13.     ${NGINX_SBIN} 
    14.   
  
  
  
  14.     sleep 3 
    15.   
  
  
  
  15.     check_nginx 
    16.   
  
  
  
  16.     if [ "$NGINX_STATUS" != "open"  -o  $NGINX_PROCESS -lt 2 ];then 
    17.   
  
  
  
  17.         systemctl stop keepalived 
    18.   
  
  
  
  18.     fi 
    19.   
  
  
  
  19.  fi 
    20.   
  
  
  
  20.  [root@localhost ~]# chmod  +x /etc/keepalived/check_port.sh 
    21.

(2)安裝nmap

因為上面腳本有用到這個工具，因此兩個主機都需要安裝

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# yum install nmap -y 
    2.

(3) 修改master配置

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
    2.   
  
  
  
  2. ! Configuration File for keepalived 
    3.   
  
  
  
  3. global_defs { 
    4.   
  
  
  
  4.    router_id 192.168.73.136 
    5.   
  
  
  
  5. } 
    6.   
  
  
  
  6. vrrp_script chk_nginx { 
    7.   
  
  
  
  7.     script "/etc/keepalived/check_port.sh 80" 
    8.   
  
  
  
  8.     interval 2 
    9.   
  
  
  
  9.     weight -20 
    10.   
  
  
  
  10. } 
    11.   
  
  
  
  11. vrrp_script chk_nginx { 
    12.   
  
  
  
  12.     script "/etc/keepalived/check_keepalive.sh" # 腳本路徑 
    13.   
  
  
  
  13.     interval 2                                  # 執(zhí)行時間間隔 
    14.   
  
  
  
  14.     weight -5                                   # 計算權(quán)重值，腳本結(jié)果導致的優(yōu)先級變更，檢測失?。_本返回非0）則優(yōu)先級 -5 
    15.   
  
  
  
  15.     fall 3                                      # 檢測連續(xù)3次失敗才算確定是真失敗。會用weight減少優(yōu)先級（1-255之間） 
    16.   
  
  
  
  16.     rise 2                                      # 檢測2次成功就算成功。但不修改優(yōu)先級 
    17.   
  
  
  
  17. vrrp_instance VI_1 { 
    18.   
  
  
  
  18.     state MASTER 
    19.   
  
  
  
  19.     interface ens33 
    20.   
  
  
  
  20.     virtual_router_id 251 
    21.   
  
  
  
  21.     priority 100 
    22.   
  
  
  
  22.     advert_int 1 
    23.   
  
  
  
  23.     authentication { 
    24.   
  
  
  
  24.         auth_type PASS 
    25.   
  
  
  
  25.         auth_pass 11111111 
    26.   
  
  
  
  26.     } 
    27.   
  
  
  
  27.     track_script { 
    28.   
  
  
  
  28.          chk_nginx 
    29.   
  
  
  
  29.     } 
    30.   
  
  
  
  30.     virtual_ipaddress { 
    31.   
  
  
  
  31.         192.168.73.100 
    32.   
  
  
  
  32.     } 
    33.   
  
  
  
  33. } 
    34.

(4) 修改Slave配置配置

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ! Configuration File for keepalived 
    2.   
  
  
  
  2. global_defs { 
    3.   
  
  
  
  3.         router_id 192.168.73.135 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. vrrp_script chk_nginx { 
    6.   
  
  
  
  6.     script "/etc/keepalived/check_keepalive.sh" 
    7.   
  
  
  
  7.     interval 2                     # 執(zhí)行時間間隔 
    8.   
  
  
  
  8.     weight -5                      # 計算權(quán)重值，腳本結(jié)果導致的優(yōu)先級變更，檢測失敗（腳本返回非0）則優(yōu)先級 -5 
    9.   
  
  
  
  9.     fall 3                         # 檢測連續(xù)3次失敗才算確定是真失敗。會用weight減少優(yōu)先級（1-255之間） 
    10.   
  
  
  
  10.     rise 2                         # 檢測2次成功就算成功。但不修改優(yōu)先級 
    11.   
  
  
  
  11. vrrp_instance VI_1 { 
    12.   
  
  
  
  12.         state BACKUP 
    13.   
  
  
  
  13.         interface ens33 
    14.   
  
  
  
  14.         virtual_router_id 251 
    15.   
  
  
  
  15.         priority 90 
    16.   
  
  
  
  16.         advert_int 1 
    17.   
  
  
  
  17.         authentication { 
    18.   
  
  
  
  18.                 auth_type PASS 
    19.   
  
  
  
  19.                 auth_pass 11111111 
    20.   
  
  
  
  20.         } 
    21.   
  
  
  
  21.         track_script { 
    22.   
  
  
  
  22.                 chk_nginx 
    23.   
  
  
  
  23.         } 
    24.   
  
  
  
  24.         virtual_ipaddress { 
    25.   
  
  
  
  25.                 192.168.73.100 
    26.   
  
  
  
  26.         } 
    27.   
  
  
  
  27. } 
    28.

2.Keepalived設置故障恢復后不重新?lián)尰豓IP

通常生產(chǎn)環(huán)境是不允許VIP來回漂移，當主機的業(yè)務出問題之后，vip漂移到備機上保證業(yè)務不中斷，就算故障恢復keepalived也不會把vip切到主機上;需要進行對應的問題問題，確認主機環(huán)境沒有問題之后手動重啟主機上keepalived服務，讓vip切回到主機上。

為了滿足這樣的業(yè)務場景，可以使用nopreempt參數(shù)，不搶占VIP的機制實現(xiàn)

修改master配置如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. [root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
    2.   
  
  
  
  2. ! Configuration File for keepalived 
    3.   
  
  
  
  3. global_defs { 
    4.   
  
  
  
  4.    router_id 192.168.73.136 
    5.   
  
  
  
  5. } 
    6.   
  
  
  
  6. vrrp_script chk_nginx { 
    7.   
  
  
  
  7.     script "/etc/keepalived/check_keepalive.sh" # 腳本路徑 
    8.   
  
  
  
  8.     interval 2                                  # 執(zhí)行時間間隔 
    9.   
  
  
  
  9.     weight -5                                   # 計算權(quán)重值，腳本結(jié)果導致的優(yōu)先級變更，檢測失?。_本返回非0）則優(yōu)先級 -5 
    10.   
  
  
  
  10.     fall 3                                      # 檢測連續(xù)3次失敗才算確定是真失敗。會用weight減少優(yōu)先級（1-255之間） 
    11.   
  
  
  
  11.     rise 2                                      # 檢測2次成功就算成功。但不修改優(yōu)先級 
    12.   
  
  
  
  12. } 
    13.   
  
  
  
  13. vrrp_instance VI_1 { 
    14.   
  
  
  
  14.     state MASTER 
    15.   
  
  
  
  15.     interface ens33 
    16.   
  
  
  
  16.     virtual_router_id 251 
    17.   
  
  
  
  17.     priority 100 
    18.   
  
  
  
  18.     advert_int 1 
    19.   
  
  
  
  19.     nopreempt    ##不搶VIP 機制 
    20.   
  
  
  
  20.     authentication { 
    21.   
  
  
  
  21.         auth_type PASS 
    22.   
  
  
  
  22.         auth_pass 11111111 
    23.   
  
  
  
  23.     } 
    24.   
  
  
  
  24.     track_script { 
    25.   
  
  
  
  25.          chk_nginx 
    26.   
  
  
  
  26.     } 
    27.   
  
  
  
  27.     virtual_ipaddress { 
    28.   
  
  
  
  28.         192.168.73.100 
    29.   
  
  
  
  29.     } 
    30.   
  
  
  
  30. } 
    31.

可以自己重啟keepalived，然后停止web，然后再啟動web，驗證是否能夠自動漂移回主機

3.組播地址沖突問題

當在同一個局域網(wǎng)內(nèi)部署了多組keepalived服務器時，可能會發(fā)生高可用接管的嚴重故障問題。

因為keepalived高可用功能是通過VRRP協(xié)議實現(xiàn)的，VRRP協(xié)議默認通過IP多播的形式實現(xiàn)高可用對之間的通信，如果同一個局域網(wǎng)內(nèi)存在多組Keepalived服務器對，就會造成IP多播地址沖突問題，導致接管錯亂.

不同組的keepalived都會使用默認的224.0.0.18作為多播地址。此時的解決辦法是，在同組的keepalived服務器所有的配置文件里指定獨一無二的多播地址，配置如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. global_defs 
    2.   
  
  
  
  2. { 
    3.   
  
  
  
  3.   ``router_id LVS_19 
    4.   
  
  
  
  4.   ``vrrp_mcast_group4 224.0.0.19` `#指定多播地址 
    5.   
  
  
  
  5. } 
    6.

文章名稱：Keepalived的原理和Web服務高可用實踐
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