keepalived高可用部署

Posted 2020-10-24

作者：Georgekai 归档：学习笔记 2018/2/9

keepalived介绍

Keepalived软件期初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS几区系统汇总各个服务节点的状态，后来油加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此Keepalived除了能管理LVS软件外，还可以作为其他服务（例如：nginx、Haproxy、mysql等）的高可用解决方案软件。

Keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol(虚拟路由冗余协议)的缩写，VRRP协议出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题的。它能够保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断的运行。所以，Keepalived一方面具有配置管理LVS的功能，同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能，另一方面也可实现系统网络服务的高可用功能。

Keepalived软件的官方站点为http://www.keepalived.org

 

1.1 通过keepalived软件可实现的功能

1） 管理LVS负载均衡软件（keep和lvs配合）

2） 实现对LVS集群节点健康检查（lvs没有健康检查，需要keep）

3） 作为系统网络服务的高可用功能

4） 注意：通过man keepalived.conf  ---获取keepalived软件功能功能说明信息

1.2 keepalived软件工作原理（如何实现一台负载坏了，keepalived自动切换）

 

vip地址：将多台主机逻辑组成一台，客户端访问逻辑vip地址

VRRP协议，全称是（Virtual router redundancy protocol）中文名为虚拟路由冗余协议，VRRP的出现是为了解决静态路由单点故障

VRRP是用ip组播的方式（默认组播地址224.0.0.18）实现高可用对之间通信的

工作时主节点发包，备节点接包，当备节点接收不到主节点发的数据包的时候，就启动接管程序接管主节点的资源。备节点可以有多个，通过优先级竞选，但一般keepalived系统运维工作中都是一对的。

 

 

keepalived软件配置过程

1.3 环境准备说明

主机名	ip地址
lb01	10.0.0.5
lb02	10.0.0.6
web01	10.0.0.82
web02	10.0.0.83
web03	10.0.0.9

1.4 web集群服务器配置文件环境统一（web01,web02,web03配置均一致）

1.4.1 web集群配置如下

1.web01 web02 web03 配置相同

[[email protected]_web01 conf]# vim nginx.conf

worker_processes  1;

events {

    worker_connections  1024;

}

http {

                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

 

    server {

    listen       80;

    server_name  bbs.etiantian.org;

    root   html/bbs;

    index  index.html index.htm;

    access_log   logs/www_access.log main;

}

server {

    listen       80;

    server_name  www.etiantian.org;

    root   html/www;

    index  index.html index.htm;

    access_log   logs/www_access.log main;

}

}

 

同步web02上的配置文件

同步web03上的配置文件

scp -rp /application/nginx/conf/nginx.conf 172.16.1.8:/application/nginx/conf/nginx.conf

    scp -rp /application/nginx/conf/nginx.conf 172.16.1.9:/application/nginx/conf/nginx.conf

 

测试结果:

[[email protected]bl01 conf]# curl -H host:www.etiantian.org 10.0.0.83/bingbing.html

www web02

[[email protected]bl01 conf]# curl -H host:www.etiantian.org 10.0.0.82/bingbing.html

www web01

1.4.2 nginx反向代理负载均衡集群服务器配置文件环境统一

worker_processes  1;

events {

    worker_connections  1024;

}

http {

    include       mime.types;

    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;

    keepalive_timeout  65;                

    upstream server_pools {

      server 10.0.0.7:80;

      server 10.0.0.8:80;

      server 10.0.0.9:80;

    }

    server {

        listen 80;

    server_name www.etiantian.org;

        location / {

            proxy_pass http://server_pools;

            proxy_set_header Host $host;

            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

        }

    }

    server {

        listen 80;

    server_name bbs.etiantian.org;

        location / {

            proxy_pass http://server_pools;

            proxy_set_header Host $host;

            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

        }

    }

}

 

 

同步bl02 的nginx.conf配置文件

[[email protected]bl01 conf]# scp -rp nginx.conf 172.16.1.6:/application/nginx/conf/nginx.conf

172.16.1.6:/application/nginx/conf/nginx.conf

测试访问bl01和bl02实现负载均衡：

[[email protected]bl01 conf]# curl -H host:www.etiantian.org 10.0.0.5/bingbing.html

[[email protected]bl01 conf]# curl -H host:www.etiantian.org 10.0.0.6/bingbing.html

                                                                    

部署Keepalived软件

1.5 keepalived软件安装部署

1. keepalived软件安装部署

### lb01 lb02负载服务器上均安装

yum install -y keepalived

rpm -qa keepalived

 

keepalived包含的主要配置：

[[email protected] conf]# rpm -ql keepalived

/etc/keepalived                     --- keepalived主目录

/etc/keepalived/keepalived.conf            --- keepalived服务主配置文件

/etc/rc.d/init.d/keepalived            --- keepalived服务启动脚本文件

 

2. 进行默认配置测试

### 启动lb01 lb02的keepalived服务

/etc/init.d/keepalived start

[[email protected] nginx]# ip a

说明：存在默认配置虚IP地址信息

      通过抓包可以看到vrrp数据包信息

 

1.5.1  配置文件说明

### 前提需要了解配置文件内容信息（man keepalived.conf）

### 配置文件的组成部分

· GLOBAL CONFIGURATION  ###全局定义（默认配置文件的01-13行）

· VRRPD CONFIGURATION   ###虚拟ip的配置（默认配置文件15-30行）

· LVS CONFIGURATION     ###配置与管理lvs

 

! Configuration File for keepalived   ——注释信息

====================================================================================

global_defs {                     --- 全局配置标题

   notification_email {               --- 定义管理员邮箱信息，

     [e-mail]    

     [e-mail]

   }

   notification_email_from [email protected]    --- 定义利用什么邮箱发送邮件(如：163)

   smtp_server smtp.163.com           --- 定义邮件服务器信息

   smtp_connect_timeout 30            --- 定义邮件发送超时时间

   router_id oldboy01                 --- （重点参数）局域网keepalived主机身份标识信息 

                                 #每一个keepalived主机身份标识信息唯一

}

====================================================================================

vrrp_instance VI_1 {              --- vrrp协议相关配置（vip地址设置）

    state MASTER                  --- keepalived角色描述（状态）信息，可以配置参数（MASTER BACKUP）

    interface eth0                --- 表示将生成虚IP地址，设置在指定的网卡上(一般为外网卡)

    virtual_router_id 51          --- 表示keepalived家族标识信息

    priority 100                  --- keepalived服务竞选主备服务器优先级设置（越大越优先）

    advert_int 1                  --- 主服务组播包发送间隔时间       

    authentication {              --- 主备主机之间通讯认证机制，

        auth_type PASS            --- 采用明文认证机制

        auth_pass 1111            --- 编写明文密码（用于主备认证）

    }

    virtual_ipaddress {           --- 设置虚拟IP地址信息

        10.0.0.3

    }

}

 

1.5.2 搭建基础的keepalived配置文件

#主lb01 的配置：

global_defs {

   router_id lb01

}

 

vrrp_instance oldboy_43 {

    state MASTER

    interface eth0

    virtual_router_id 43

    priority 150

    advert_int 1             ——必须与备服务器保持一致

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 6666

    }

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.3

    }

}

 

虚拟IP地址显示信息：

默认显示信息：inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

修改显示信息为：inet 10.0.0.3/24 scope global secondary eth0:1

 

 

#lb02 的配置：

global_defs {

   router_id lb02

}

 

vrrp_instance oldboy_43 {

    state BACKUP

    interface eth0

    virtual_router_id 43

    priority 100

    advert_int 1                        ——必须与主服务器保持一致

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 6666

    }

    virtual_ipaddress {

       10.0.0.3

    }

}

 

说明：主备服务器配置文件区别

      01. router_id     不同

      02. state BACKUP  不同

      03. priority      不同

说明：进行抓包观察配置效果；并且对比两个负载均衡服务器的配置文件

 

1.5.3 主备服务器都启动keepalived服务

[[email protected]bl01 conf]# /etc/init.d/keepalived start

Starting keepalived:                                       [  OK  ]

[[email protected]bl02 conf]# /etc/init.d/keepalived start

Starting keepalived:                                       [  OK  ]

/etc/init.d/keepalived restart   ——重启

/etc/init.d/keepalived stop    ——停止

/etc/init.d/keepalived reload   ——重新加载（如果服务stop后，reload是起不来的）

1.5.4 裂脑概念，原因，解决方法

 

 

 

===========================================================================================

编写脚本解决脑裂：

编写脚本的思路:

# 如何进行监控脑裂情况？
# 01. 在什么服务器上进行监控？
# 在备服务器上进行监控
# 02. 监控什么信息？
# 备上面出现vip（虚ip）情况
 1） 脑裂情况会出现
    2） 正常主备切换也会出现

===========================================================================================

方法一：

#!/bin/bash

IP_info=$(ip a|grep -c eth0)

 

while true

do

if [ $IP_info -gt 2 ]

then

  echo "keepalived error!!!"

fi

sleep 3;

done

===================================================================================

方法二：

#!/bin/bash

#desc: jiankong lb02 vip

if [ `ip a s eth0 |grep -c "10.0.0.3"` == 1 ];then

   echo "baojing"

fi

1.6 拍错过程思路（最小化拍错）

拍错过程：

1. 利用负载均衡服务器，在服务器上curl所有节点信息

2. curl负载均衡服务器地址，可以实现负载均衡

3. windows绑定虚拟ip,浏览器上进行测试

 

查看keepalived日志文件：

tail -f /var/log/messages

 

PS：所有服务通用拍错方法：
1. 对服务非常了解
2. 没有办法的解决办法
     01. 重启服务
     02. 重新部署
     03. 重装系统

1.7 更改nginx反向代理只监听vip地址

#提高安全性：

通过nginx反向代理只监听vip地址，不监听物理地址

通过修改配置文件监听窗口，lb02k无法监听（没有vip），需要修改内核文件

 

# 更改nginx反向代理只监听vip地址 ：

10.0.0.3

 

第一个里程碑：修改反向代理服务配置文件，只监听vip地址

####lb01 lb02  nginx.conf  （1 和2 都配置监听地址）

vim nginx.conf

worker_processes  1;

events {

    worker_connections  1024;

}

http {

    include       mime.types;

    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;

    keepalive_timeout  65;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '

                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

 

    upstream server_pools {

        server 10.0.0.7;

        server 10.0.0.8;

        server 10.0.0.9;

    }

 

    server {

        listen 10.0.0.3:80;

        server_name www.etiantian.org;

        location / {

            proxy_pass http://server_pools;

proxy_set_header Host $host;

        proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

        }

access_log  logs/access_www.log  main;

}

    server {

        listen 10.0.0.3:80;

        server_name blog.etiantian.org;

        location / {

            proxy_pass http://server_pools;

proxy_set_header Host $host;

        proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

        }

access_log  logs/access_blog.log  main;

}

}

说明（安全性问题）：在修改反向代理服务器配置文件监听地址时，多个server都需要配置监听地址，否则仍旧使用默认监听所有

 

 

第二个里程碑：lb02上不存在vip地址，无法监听，解决方法：需要修改内核文件（见下面）

[[email protected]2 conf]# /application/nginx/sbin/nginx -t

nginx: the configuration file /application/nginx-1.10.2/conf/nginx.conf syntax is ok

nginx: [emerg] bind() to 10.0.0.3:80 failed (99: )

nginx: configuration file /application/nginx-1.10.2/conf/nginx.conf test failed

说明:nginx 没有办法监听本地不存在的vip地址

 

解决方法：

方法一：echo 'net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1' >>/etc/sysctl.conf   ---实现监听本地不存在的vip地址 

##/etc/sysctl.conf 加上

sysctl -p

方法二： echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_nonlocal_bind

 

第三个里程碑：进行测试

curl -H host:www.etiantian.org 10.0.0.3/bingbing.html

 

web403报错原因：
01 服务端阻止客户端访问
02 服务端首页文件不存在

 

1.8 让keepalived监控nginx反向代理服务

###vip什么时候 什么条件 才会飘走 ？

1.当服务器宕机

2.防火墙

 

#### nginx挂了

如何让keepalived监控nginx nginx挂了，keepalived跟着殉情

 

####第一个里程碑-keepalived监控nginx条件

 1.如何nginx挂了---我如何知道nginx挂了？

 1）端口

 2）进程

netstat -lnptu|grep nginx|wc -1

 如果统计结果不等于1，说明nginx没起来  

 那么就 /etc/init.d/keepalived stop

 

 ##>  -gt    greater than  

 ##>= -ge    greater equal

 ##<  -lt    less than

 ##<= -le    less equal

 ##== -eq    equal

 ##!= -ne    no equal

 

 ####第二个里程碑-根据条件-书写脚本

vim check_web.sh

 #!/bin/bash

 #name: check_web.sh

 #desc: check nginx and kill keepalived

 if [ `netstat -lntpu |grep nginx |wc -l` -ne 1  ];then

     /etc/init.d/keepalived stop

 fi

 

####第三个里程碑-添加执行权限

[[email protected] conf]# chmod +x /server/scripts/check_web.sh

[[email protected] conf]# ll /server/scripts/check_web.sh

-rwxr-xr-x 1 root root 174 Mar 30 17:47 /server/scripts/check_web.sh

 

####第四个里程碑-测试

执行脚本

停止nginx，看keepalived是否停止

并查看vip是否飘到lb02

 

####第五个里程碑-放入到keepalived.conf

####下面是lb02的配置文件  lb01上面自己修改下。

 global_defs {

   router_id LVS_02

}

 

vrrp_script check_web {

script "/server/scripts/check_web.sh"    --- 表示将一个脚本信息赋值给变量check_web

interval 2                               --- 执行监控脚本的间隔时间

weight 2                                 --- 利用权重值和优先级进行运算，从而降低主服务器优先级

                                             使之变为备服务器

}

 

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP

    interface eth0

    virtual_router_id 51

    priority 100

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

     10.0.0.3/24 dev eth0 label eth0:1

    }

  track_script {

         check_web

  }

}

 

####第六个里程碑-测试

/etc/init.d/keepalived reload

先确定当前nginx服务已开启，并且可以查看到vip信息

然后停止 nginx服务，在查看vip是否飘到lb02

1.9 双实例双主模式的配置（互为主备）

原理图：

 

 

lb01 双主配置文件信息

[[email protected] scripts]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {

   router_id lb01

}

 

vrrp_instance oldboy_43_1 {

    state MASTER

    interface eth0

    virtual_router_id 43

    priority 150

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 6666

    }

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.3

    }

}

vrrp_instance oldboy_43_2 {

    state BACKUP

    interface eth0

    virtual_router_id 44

    priority 100

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 6666

    }

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.4

    }

}

 

lb02 双主配置信息

[[email protected] ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {

   router_id lb02

}

 

vrrp_instance oldboy_43_1 {

    state BACKUP

    interface eth0

    virtual_router_id 43

    priority 100

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 6666

    }

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.3

    }

}

vrrp_instance oldboy_43_2 {

    state MASTER

    interface eth0

    virtual_router_id 44

    priority 150

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 6666

    }

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.4

    }

}

 

测试抓包进行分析：

www.etiantian.org

可以实现负载均衡，而且主服务器宕掉后， vip会飘到备服务器继续工作