Web服务器群集——LVS-DR+Keepalived高可用集群
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Web服务器群集——LVS-DR+Keepalived高可用集群相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
LVS-DR+Keepalived高可用集群
什么是高可用集群？
- 高可用集群（High Availability Cluster，简称HA Cluster），是指以减少服务中断时间为目的的服务器集群技术。
- 它通过保护用户的业务程序对外不间断提供的服务，把因软件、硬件、人为造成的故障对业务的影响降低到最小程度
高可用集群的衡量标准
- 要保证集群服务的100%时间永远完全可用，几乎可用说是一件不可能完成的任务。
- 比如，淘宝在这几年双十一刚开始的时候，一下子进来买东西的人很多，访问量大，都出现一些问题，如下单后却支付不了。所以说只能保证服务尽可能的可用，当然有些场景相信还是可能做到100%可用的。
- 通常用平均无故障时间（MTTF：mean time to failure）来度量系统的可靠性，用平均故障维修时间（MTTR：mean time to restoration）来度量系统的可维护性。于是可用性被定义为：HA=MTTF/（MTTF+MTTR）*100%。
具体HA（高可用）衡量标准：
- 其他高可用方案heartbeat、pacemaker、piranha (web页面)
自动切换/故障转移（FailOver）
- 自动切换阶段某一主机如果确认对方故障，则正常主机除继续进行原来的任务，还将依据各种容错备援模式接管预先设定的备援作业程序，并进行后续的程序及服务。
- 通俗地说，即当A无法为客户服务时，系统能够自动地切换，使B能够及时顶上继续为客户提供服务，且客户感觉不到这个为他提供服务的对象已经更换。
- 通过上面判断节点故障后，将高可用集群资源（如VIP、httpd等）从该不具备法定票数的集群节点转移到故障转移域(Failover Domain，可以接收故障资源转移的节点）。
自动侦测
- 自动侦测阶段由主机上的软件通过冗余侦测线，经由复杂的监听程序，逻辑判断，来相互侦测对方运行的情况。
- 常用的方法是：集群各节点间通过心跳信息判断节点是否出现故障。
脑裂
在高可用（HA）系统中，当联系2个节点的“心跳线"断开时，本来为一整体、动作协的HA系统，就分裂成为2个独立的个体。由于相互失去了联系，都以为是对方出了故障。两个节点上的HA软件像“裂脑人"一样，争抢“共享资源"、争起"“应用服务"，就会发生严重后果——或者共享资源被瓜分、2边"服务"都起不来了;或者2边“服务"都起来了，但同时读写"共享存储"，导致数据损坏（常见如数据库轮询着的联机日志出错）。
常见解决方案
- 添加冗余的心跳线，例如:双线条线（心跳线也HA），尽量减少“裂脑"发生几率;
- 启用磁盘锁，正在服务一方锁住共享磁盘，“裂脑"发生时，让对方完全"抢不走"共享磁盘资源。但使用锁磁盘也会有一个不小的问题，如果占用共享盘的一方不主动“解锁"，另一方就永远得不到共享磁盘。现实中假如服务节点突然死机或崩溃，就不可能执行解锁命令。后备节点也就接管不了共享资源和应用服务。于是有人4HA中设计了“智能"锁。即:正在服务的一方只在发现心跳线全部断开（察觉不到对端）时才启用磁盘锁。平时就不上锁了。
- 设置仲裁机制，例如设置参考IP(如网关IP或某一个服务器），当心跳线完全断开时，2个节:都各自ping一下参考IP，不通则表明断点就出在本端。不仅“心跳”、还兼对外“服务"的本端网络链路断了，即使启动(或继续）应用服务也没有用了，那就主动放弃竞争，让能够ping通参考IP的一端去起服务。更保险一些，ping不通参考IP的一方干脆就自我重启，以彻底释放有可能还占用着的那些共享资源。
- 裂脑的监控报警，如邮件及手机短信等或值班，当然，在实施高可用方案时，要根据业务实际需求确定是否能容忍这样的损失。对于一般的网站常规业务.这个损失是可容忍的。
Keepalived
Keepalived是什么？
- keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。
keepalived工作原理
- keepalived是以VRRP,协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router RedundancyProtocol，即虚拟路由冗余协议。
- 将N台提供相同功能的服务器组成一个服务器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip(该服务器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip) , master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master
keepalived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、维护以及全局配置文件的加载和解析。
- check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。
- vrrp模块是来实现VRRP协议的。
Keepalived配置
初识Keepalived，实现Web服务器的高可用集群
Server1:192.168.100.10
Server2:192.168.100.20
VIP：192.168.100.100
一、Server1：Master的配置
Server1：192.168.100.10
#创建etc下的keepalived目录，编辑配置文件
[root@server1 ~]# yum -y install keepalived #安装keepalived
[root@server1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf #编辑主配置文件
#将原有的配置文件清空添加如下
!Configuration File for keepalived #keepalived配置文件文档声明
global_defs { #全局配置
router_id 1 #路由器编号，设备在组中的标识
}
#vrrp_script chk_nginx { #健康检查
# script "/etc/keepalived/ck_ng.sh" #检查脚本
# interval 2 #检查频率/秒
# weight -5 #优先级减5
# fall 3 #失败三次
# }
vrrp_instance VI_1 { #VRRP模块实例 VI_1,实例名，两台路由器相同
state MASTER #主或从状态
interface ens32 #监控心跳网卡，（因为实验环境就一张网卡所以监控ens32）
mcast_src_ip 192.168.100.10 #心跳源IP
virtual_router_id 55 #虚拟路由编号，主备一致
priority 100 #优先级
advert_int 1 #心跳间隔/秒
authentication { #认证模块
auth_type PASS #认证类型为密码认证
auth_pass 123456 #认证密码123456
}
virtual_ipaddress { #VIP
192.168.100.100
}
#track_script { #跟踪脚本
# chk_nginx
# }
}
[root@server1 ~]# scp -r /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.100.20:/etc/keepalived/ #复制至back服务器
[root@server1 ~]# systemctl enable keepalived #开机自启
#安装nginx
[root@server1 ~]# yum -y install nginx #安装nginx，默认yum源中1.16.1版本
[root@server1 ~]# systemctl enable nginx --now
[root@server1 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html #测试keepalived修改默认主页内容
...
131 <div id="content">
132
133 <h1>Welcome to CentOS Pakho one</h1>
...
[root@server1 ~]# systemctl start keepalived #启动keepalived
http://192.168.100.10/
二、Server2：Backup的配置
Server2：192.168.100.20
#backup服务器的配置几处修改
[root@server2 ~]# yum -y install keepalived
[root@server2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
...
state BACKUP #改为backup服务器
...
mcast_src_ip 192.168.100.20 #改为backup真实服务器
...
priority 99 #优先级99
[root@server2 ~]# systemctl enable keepalived
[root@server2 ~]# yum -y install nginx
[root@server2 ~]# systemctl enable nginx --now
[root@server2 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html
...
131 <div id="content">
132
133 <h1>Welcome to CentOS Pakho two</h1>
...
[root@server2 ~]# systemctl start keepalived
http://192.168.100.20/
三、客户端访问
#访问vip： http://192.168.100.100/
#拔掉master服务器网线模拟master服务器宕机
http://192.168.100.100/ #再次访问vip
Keepalived感知Nginx
- 恢复之前的实验，启动两台主机的keepalived和nginx，确保页面访问正常，关闭master的nginx服务
[root@server1 ~]# systemctl stop nginx
- 继续访问VIP，页面不会切换到slave
- 原因是keepalived监控的是接口IP状态。无法监控nginx服务状态
一、编辑监控脚本
Server1：192.168.100.10
#添加nginx监控脚本
[root@server1 ~]# vim /etc/keepalived/ck_ng.sh
#!/bin/bash
#检查nginx进程是否存在
counter=$(ps -C nginx --no-heading | wc -l)
if [ "${counter}" = 0 ] ;then
#尝试启动一次nginx，停止五秒后再次检测
systemctl restart nginx
sleep 5
if [ "${counter}" = 0 ];then
#如果没有启动成功，杀死keepalived进程触发主备切换
systemctl stop keepalived
fi
fi
[root@server1 ~]# chmod +x /etc/keepalived/ck_ng.sh
[root@server1 ~]# scp /etc/keepalived/ck_ng.sh 192.168.100.20:/etc/keepalived/
Server2：192.168.100.20
[root@server2 ~]# chmod +x /etc/keepalived/ck_ng.sh
二、启动监控脚本
Server1：192.168.100.10
[root@server1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
#取消注释即可
...
vrrp_script chk_nginx {
script "/etc/keepalived/ck_ng.sh" #脚本位置
interval 2 #每两秒钟执行一次
weight -5 #减去本机优先级
fall 3 #尝试三次
}
...
track_script {
chk_nginx #chk_nginx对应上方策略名
}
...
[root@server1 ~]# systemctl restart nginx keepalived
Server2:192.168.100.20同理
[root@server2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
...
[root@server2 ~]# systemctl restart nginx keepalived
Keepalived+LVS-DR集群配置
Master：192.168.100.10
backup：192.168.100.20
web1：192.168.100.30
web2：192.168.100.40
VIP：192.168.100.100
一、在Master上安装Keepalived
ipvsadm安装并不启动,因为在keepalived配置中集成了ipvs代码
[root@master ~]# yum -y install keepalived ipvsadm
二、在Master上修改配置文件
[root@master ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
#将原有的配置文件清空添加如下
#Keepalived配置
!Configuration File for keepalived #keepalived配置文件文档声明
global_defs { #默认的全局配置
route_id Director1 #该设备在组当中的名字,两边不一样
}
vrrp_instance VI_1 { #VRRP模块实例 VI_1,实例名，两台路由器相同
state MASTER #主或从状态,另外一台是BACKUP
interface ens32 #心跳网卡
virtual_router_id 51 #虚拟路由编号,两边一样即可
priority 150 #优先级
advert_int 1 #检查间隔/秒
authentication { #认证模块
auth_type PASS #认证类型为密码认证
auth_pass 1111 #认证密码1111
}
virtual_ipaddress { #VIP和工作接口
192.168.100.100/24 dev ens32
}
}
#LVS-DR配置
virtual_server 192.168.100.100 80 { #VIP
delay_loop 3 #服务轮询时间间隔,每三秒测试真实服务器是否存活
lb_algo rr #负载均衡策略算法 rr：轮询
lb_kind DR #LVS集群模式 DR
protocol TCP #协议为TCP协议
real_server 192.168.100.30 80 { #真实后端服务器
weight 1 #权重1
TCP_CHECK { #TCP校验
connect_timeout 3 #健康检查方式,连接超时时间,与delay_loop配合使用
}
}
real_server 192.168.100.40 80 { #真实后端服务器
weight 1 #权重1
TCP_CHECK { #TCP校验
connect_timeout 3 #健康检查方式,连接超时时间,与delay_loop配合使用
}
}
}
三、在backup上安装keepalived
ipvsadm安装不启动
[root@backup ~]# yum -y install keepalived ipvsadm
四、拷贝Master上的keepalived.conf到backup上
[root@backup ~]# scp 192.168.100.10:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
五、拷贝后修改配置文件
[root@backup ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
...
route_id Director2
...
state BACKUP
...
priority 100 #优先级100,低于Master即可
...
六、Master和backup上启动服务
[root@master ~]# systemctl enable keepalived --now
[root@master ~]# shutdown -r now #重启
[root@backup ~]# systemctl enable keepalived --now
[root@backup ~]# shutdown -r now
七、Web服务器配置
web1和web2相同配置
[root@web1 ~]# yum -y install httpd && systemctl enable httpd --now
[root@web1 ~]# echo Pakho1 > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# yum -y install httpd && systemctl enable httpd --now
[root@web2 ~]# echo Pakho2 > /var/www/html/index.html
八、配置虚拟地址
[root@web1 ~]# cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
[root@web1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
#其余行删除,修改如下
DEVICE=lo:0 #子接口
IPADDR=192.168.100.100 #VIP地址
NETMASK=255.255.255.255 #子网掩码
ONBOOT=yes #开机自启
[root@web2 ~]# scp 192.168.100.30:/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0 /etc/sysconfig/network-scripts/
九、配置路由
[root@web1 ~]# vim /etc/rc.local
...
/sbin/route add -host 192.168.100.100 dev lo:0
[root@web2 ~]# vim /etc/rc.local
...
/sbin/route add -host 192.168.100.100 dev lo:0
十、配置ARP
[root@web1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2 #忽略arp请求,可以回复
[root@web2 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@web1 ~]# shutdown -r now
[root@web2 ~]# shutdown -r now
十一、测试
#将Master网线断开
http://192.168.100.100/
#将Master网线连接,断开backup
http://192.168.100.100/
实现负载均衡高可用集群，实验完成！
以上是关于Web服务器群集——LVS-DR+Keepalived高可用集群的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章