keepalived

发表于 | 分类于 | 阅读量 次
字数统计: 1,990 | 阅读时长 ≈ 9

keepalived

一、keepalived简介

Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态，后来又加入了可以实现高可用的VRRP功能。
因此，Keepalived除了能够管理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 RedundancyProtocol(虚拟路由器冗余协议）的缩写，VRRP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地运行。
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官网 http://www.keepalived.org

二、工作原理

Keepalived高可用服务对之间的故障切换转移，是通过 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议）来实现的。

在Keepalived服务正常工作时，主Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用以告诉备Backup节点自己还活看，当主Master节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就因此无法继续检测到来自主 Master节点的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主Master节点的 IP资源及服务。而当主 Master节点恢复时，备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。
那么，什么是VRRP呢？
VRRP ,全 称 Virtual Router Redundancy Protocol ,中文名为虚拟路由冗余协议 ，VRRP的出现就是为了解决静态踣甶的单点故障问题，VRRP是通过一种竞选机制来将路由的任务交给某台VRRP路由器的。
Keepalived高可用对之间是通过VRRP通信的，因此，我们从 VRRP开始了解起：
1) VRRP,全称 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的单点故障。
2) VRRP是通过一种竟选协议机制来将路由任务交给某台 VRRP路由器的。
3) VRRP用 IP多播的方式（默认多播地址（224.0_0.18))实现高可用对之间通信。
4) 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开源。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。
5) VRRP使用了加密协议加密数据，但Keepalived官方目前还是推荐用明文的方式配置认证类型和密码。

Keepalived服务的工作原理：

　　Keepalived高可用对之间是通过VRRP进行通信的，VRRP是遑过竞选机制来确定主备的，主的优先级高于备，因此，工作时主会优先获得所有的资源，备节点处于等待状态，当主挂了的时候，备节点就会接管主节点的资源，然后顶替主节点对外提供服务。
　　在 Keepalived服务对之间，只有作为主的服务器会一直发送VRRP广播包,告诉备它还活着，此时备不会抢占主，当主不可用时，即备监听不到主发送的广播包时，就会启动相关服务接管资源，保证业务的连续性.接管速度最快可以小于1秒。

三、基于lvs+dr模型使用keepalived实现web的高可用（单主）

简易架构图如下：

lvs-dr

1、配置准备

  • 各节点时间必须同步 ntp, chrony
  • 确保iptables及selinux不会成为阻碍
  • 各节点之间可通过主机名互相通信（对KA并非必须）建议使用/etc/hosts文件实现
  • 各节点之间的root用户可以基于密钥认证的ssh服务完成互相通信（对KA并非必须）
  • 准备6台虚拟机，1台client,1台router，2台lvs，2台rs

2、配置rs

两台RS服务器运行如下脚本实现 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35

#!/bin/bash
vip=10.0.0.100
mask='255.255.255.255'
dev=lo:1
rpm -q httpd &> /dev/null || yum -y install httpd &>/dev/null
service httpd start &> /dev/null && echo "The httpd Server is Ready!"
echo "<h1>`hostname`</h1>" > /var/www/html/index.html

case $1 in
start)
    echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
    echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
    echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
    echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
    ifconfig $dev $vip netmask $mask #broadcast $vip up
    #route add -host $vip dev $dev
    echo "The RS Server is Ready!"
    ;;
stop)
    ifconfig $dev down
    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
    echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
    echo "The RS Server is Canceled!"
    ;;
*) 
    echo "Usage: $(basename $0) start|stop"
    exit 1
    ;;
esac

# 添加默认路由
route add default gw 192.168.31.6

配置lvs

1) lvs1

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
# 安装keepalived
yum install keepalived -y

# 修改配置文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
       root@localhost
   }
   notification_email_from root@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id lvs1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass magedu
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.100/24
    }
}

virtual_server 10.0.0.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    real_server 192.168.31.27 80 {
        weight 2
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.31.37 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

# 启动keepalived
systemctl start keepalived

# 添加网关
route add default gw 192.168.31.6

2) lvs2

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
# 安装keepalived
yum install keepalived -y

# 修改配置文件
vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
       root@localhost
   }
   notification_email_from root@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id lvs2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens34
    virtual_router_id 50
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass magedu
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.100/24
    }
}

virtual_server 10.0.0.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    real_server 192.168.31.27 80 {
        weight 2
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.31.37 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

# 启动keepalived
systemctl start keepalived

# 添加网关
route add default gw 192.168.31.6

3) 配置router

1
2
3
4
5
6
# 修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p

ip addr add 10.0.0.100/24 dev eth1

4) 客户端添加默认网关

1
route add default gw 172.18.201.200

5) 客户端测试 

1
for i in {1..100};do curl 10.0.0.100;sleep 1;done

keepaived可以使用脚本进行资源监控

keepalived调用外部的辅助脚本进行资源监控，并根据监控的结果状态能实现优先动态调整
vrrp_script:自定义资源监控脚本，vrrp实例根据脚本返回值，公共定义，可被多个实例调用，定义在vrrp实例之外
track_script:调用vrrp_script定义的脚本去监控资源，定义在实例之内，调用事先定义的vrrp_script

示例如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
# 定义脚本
vim /app/check.sh
[ -f /etc/keepalived/down ] && exit 1 || exit 0 

## 配置文件中声明再调用
vrrp_script chk_down {
    script "/app/check.sh"  
    interval 1              
    weight -20              
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 10
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass magedu
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.100/24
    }

    track_script {          
        chk_down
    }
}
-------------本文结束感谢您的阅读-------------