Keepalived 配置實例

時間  2019-11-16
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Keepalived 是一款輕量級HA集羣應用，它的設計初衷是爲了作LVS集羣的HA，即探測LVS健康狀況，從而進行主備切換，不只如此，還可以探測LVS代理的後端主機的健康情況，動態修改LVS轉發規則。 前端

　　　當LVS進行主備切換的時候，對外提供服務的IP是如何作到切換的呢？這就依賴於keepalived 所應用的vrrp協議，即Virtual Reduntant  Routing Protocol，虛擬冗餘路由協議。簡單來說，此協議是將IP設置在虛擬接口之上，根據必定的規則實現IP在物理主機上流動，即哪臺主機能夠佔有該IP。node

　　　並且keepalived具備腳本調用接口，可經過腳本完成拓展功能。linux

 　　1.Keepalived

術語：

虛擬路由器：Virtual Router 
虛擬路由器標識：VRID(0-255)
物理路由器：
master：主設備
backup：備用設備
priority：優先級
VIP：Virtual IP 
VMAC：Virutal MAC (00-00-5e-00-01-VRID)
通告內容：心跳，優先級等；週期性；
各主機通告以組播方式通訊，只向組內的主機發送數據包，由於按照組播的mac地址發送， 組播mac地址是和組播ip地址對應的。iana（internet assigned number authority）規定， 組播 mac地址的高24bit爲0x01005e，mac 地址的低23bit爲組播ip地址的低23bit。相應地 網卡須要設置支持multicast。
搶佔式，非搶佔式；

默認爲搶佔式。當優先級高的主機恢復正常狀態時，將奪回IP，從新成爲MASTER。 nginx

安全認證：
無認證
簡單字符認證   #通常採用此方式
MD5
工做模式：
主/備：單虛擬路徑器；
主/主：主/備（虛擬路徑器1），備/主（虛擬路徑器2）
假定兩臺主機A和B作HA，能夠作兩個虛擬接口，流動2個IP。接口1中，A設備優先級設定高，爲MASTER；接口2種，B設備優先級高，爲MASTER。

這樣兩臺主機，能經過兩個對外IP同時工做。即主主模式。 web

組件：

核心組件：
vrrp stack
ipvs wrapper
checkers
控制組件：配置文件分析器
IO複用器
內存管理組件

HA Cluster的配置前提：

(1) 各節點時間必須同步；
(2) 確保iptables及selinux不會成爲阻礙；

2.Keepalived配置前須要瞭解的事

本文演示的環境爲centos7.2。keepalived軟件安裝，配置好yum源，軟件包已在base倉庫中收錄。後端

# yum install keepalived           安裝便可 centos

程序環境：

網卡支持multicast
配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf
主程序：/usr/sbin/keepalived
Unit File：keepalived.service

配置文件組件部分：

通用的配置結構 

TOP HIERACHY安全

GLOBAL CONFIGURATION
Global definitions
Static routes/addresses
VRRPD CONFIGURATION
VRRP synchronization group(s)
VRRP instance(s)
LVS CONFIGURATION
Virtual server group(s)
Virtual server(s)

配置語法：

配置虛擬路由器：實現IP流動的部分
vrrp_instance <STRING> {
....
}
專用參數：
state MASTER|BACKUP：當前節點在此虛擬路由器上的初始狀態；只能有一個是MASTER，餘下的都應該爲BACKUP；
interface IFACE_NAME：綁定爲當前虛擬路由器使用的物理接口；
virtual_router_id VRID：當前虛擬路由器的唯一標識，範圍是0-255；
priority 100：當前主機在此虛擬路徑器中的優先級；範圍1-254；
advert_int 1：vrrp通告的時間間隔；
authentication {
auth_type AH|PASS
auth_pass <PASSWORD>
}
virtual_ipaddress {
<IPADDR>/<MASK> brd <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPE> label <LABEL>
192.168.200.17/24 dev eth1
192.168.200.18/24 dev eth2 label eth2:1
}
track_interface {
eth0
eth1
...
}
配置要監控的網絡接口，一旦接口出現故障，則轉爲FAULT狀態；
nopreempt：定義工做模式爲非搶佔模式；
preempt_delay 300：搶佔式模式下，節點上線後觸發新選舉操做的延遲時長；
定義通知腳本：
notify_master <STRING>|<QUOTED-STRING>：當前節點成爲主節點時觸發的腳本；
notify_backup <STRING>|<QUOTED-STRING>：當前節點轉爲備節點時觸發的腳本；
notify_fault <STRING>|<QUOTED-STRING>：當前節點轉爲「失敗」狀態時觸發的腳本；
notify <STRING>|<QUOTED-STRING>：通用格式的通知觸發機制，一個腳本可完成以上三種狀態的轉換時的通知；

 3.Keepalived 雙主虛擬路由配置實例

演示前說明： 服務器

 2臺centos7.2 主機：node-00，node-01網絡

VIP1:10.1.38.19預約node-00佔有

VIP2:10.1.38.20 預約node-01佔有

2臺主機安裝好keepalived以後，開始編輯配置文件 

node-00的配置以下 

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
    root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost           #定義來信人
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node-00
   vrrp_mcast_group4 224.0.38.12
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface team0
    virtual_router_id 38
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.19/16 dev team0
    }

    smtp_alert            #狀態切換，使用郵件通知
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface team0
    virtual_router_id 39
    priority 97
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.20/16 dev team0
    }
    smtp_alert
}

複製要把備註刪掉

node-01配置以下

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
    root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost 
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node-01
   vrrp_mcast_group4 224.0.38.12
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface bond0
    virtual_router_id 38
    priority 97
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.19/16 dev bond0
    }
    smtp_alert
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface bond0
    virtual_router_id 39
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.20/16 dev bond0
    }
    smtp_alert
}

配置完成後，啓動服務

#systemctl start keepalived

使用ip命令查看ip地址狀況

#ip address show

node-00狀況

node-01狀況

此時，咱們模擬node-00宕機，將node-00的keepalived服務停掉，那麼10.1.38.19此ip會流動到node-01上

#systemctl stop keepalived

至此此部分演示完畢。

4.Keepalived ipvs 高可用集羣配置實例

一樣先科普的配置說明

虛擬服務器：
配置結構：
　　virtual_server IP port 或者virtual_server fwmark int 
　　{
　　　　...
　　　　real_server {
　　　　　　...
　　　　}
　　　　...
　　}

經常使用參數：
　　delay_loop <INT>：服務輪詢的時間間隔；
　　lb_algo rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh：定義調度方法；
　　lb_kind NAT|DR|TUN：集羣的類型；
　　persistence_timeout <INT>：定向調度時長；
　　protocol TCP：服務協議，僅支持TCP；
　　sorry_server <IPADDR> <PORT>：備用服務器地址；當後端主機都失敗時，由此主機提供友好提示頁面。
　　real_server <IPADDR> <PORT>  
　　{
　　　　weight <INT>
　　　　notify_up <STRING>|<QUOTED-STRING>
　　　　notify_down <STRING>|<QUOTED-STRING>
　　　　HTTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK { ... }：定義當前主機的健康狀態檢測方法；
　　}

　　HTTP_GET|SSL_GET {
　　　　url {
　　　　　　　　path <URL_PATH>：定義要監控的URL；
　　　　　　　　status_code <INT>：判斷上述檢測機制爲健康狀態的響應碼；
　　　　　　　　digest <STRING>：判斷上述檢測機制爲健康狀態的響應的內容的校驗碼；
　　　　}
　　　　nb_get_retry <INT>：重試次數；
　　　　delay_before_retry <INT>：重試以前的延遲時長；
　　　　connect_ip <IP ADDRESS>：向當前RS的哪一個IP地址發起健康狀態檢測請求
　　　　connect_port <PORT>：向當前RS的哪一個PORT發起健康狀態檢測請求
　　　　bindto <IP ADDRESS>：發出健康狀態檢測請求時使用的源地址；
　　　　bind_port <PORT>：發出健康狀態檢測請求時使用的源端口；
　　　　connect_timeout <INTEGER>：鏈接請求的超時時長；
　　}

　　TCP_CHECK {
　　　　connect_ip <IP ADDRESS>：向當前RS的哪一個IP地址發起健康狀態檢測請求
　　　　connect_port <PORT>：向當前RS的哪一個PORT發起健康狀態檢測請求
　　　　bindto <IP ADDRESS>：發出健康狀態檢測請求時使用的源地址；
　　　　bind_port <PORT>：發出健康狀態檢測請求時使用的源端口；
　　　　connect_timeout <INTEGER>：鏈接請求的超時時長；
　　}

開始演示實例

演示說明：

　　node-00，node-01 做爲ipvs主機，作HA。對外服務IP爲10.1.38.15，即VIP。

　　node-02，node-03 做爲後端主機，提供web服務。

　　node-02 IP：10.1.38.13

　　node-03 IP：10.1.38.14

 node-00配置以下

 

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
    root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost 
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node-00
   vrrp_mcast_group4 224.0.38.12
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface team0
    virtual_router_id 38
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.15/16 dev team0
    }

    smtp_alert
}
virtual_server 10.1.38.15 80 {
    delay_loop 3
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    sorry_server 127.0.0.1 80

    real_server 10.1.38.13 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
        url {
            path /
            status_code 200
        }
        connect_timeout 1
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 1
        }
    }
    real_server 10.1.38.14 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
        url {
            path /
            status_code 200
        }
        connect_timeout 1
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 1
        }
    }
}

node-01 配置以下

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
    root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost 
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node-01
   vrrp_mcast_group4 224.0.38.12
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface bond0
    virtual_router_id 38
    priority 97
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.15/16 dev bond0
    }

    smtp_alert
}
virtual_server 10.1.38.15 80 {
    delay_loop 3
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    sorry_server 127.0.0.1 80

    real_server 10.1.38.13 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
        url {
            path /
            status_code 200
        }
        connect_timeout 1
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 1
        }
    }
    real_server 10.1.38.14 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
        url {
            path /
            status_code 200
        }
        connect_timeout 1
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 1
        }
    }
}

兩臺後端主機作好lvs  dr模式集羣設置，並開啓web服務。啓動ipvs兩臺主機keepalived服務。

一切正常狀況下，此時node-00擁有VIP，使用其餘主機來訪問 10.1.38.15

測試1：

#for i in {1..6};do curl 10.1.38.15;done 

     

　　輪詢調度正常。

　　測試2：

　　停掉node-00 keepalived服務，模擬宕機，測試冗餘性

　　正常結果仍是正常輪詢的。

　　測試3：

　　兩臺ipvs主機正常運行，停掉node-02上web服務，模擬後端主機宕機，測試keepalived動態調整後端主機列表功能

　　

　　測試結果，前端調度器只將服務調度至node-03上。

　　再將node-02 web服務啓動，再測試

　　

　　結果顯示恢復正常輪詢，至此keepalived動態調整能力測試完畢。

　　其實以上結果，再ipvs主機直接查看lvs規則也可看出

　　#ipvsadm -Ln

5.Keepalived 作nginx 高可用集羣配置實例

再學習一個新知識，腳本調用

　 keepalived調用外部的輔助腳本進行資源監控，並根據監控的結果狀態能實現優先動態調整； 　　

　　分兩步：(1) 先定義一個腳本；(2) 調用此腳本；

　　vrrp_script <SCRIPT_NAME> {
　　　　script ""　　　　　#定義一個斷定語句，若是退出狀態碼爲非0，則執行減優先級操做。
　　　　interval INT 　　  #測試間隔
　　　　weight -INT        #下降優先級，是其釋放VIP全部權
　　}

　　track_script {
　　　　SCRIPT_NAME_1 #檢測的腳本列表
　　　　SCRIPT_NAME_2
　　　　...
　　}

 開始演示實例

演示說明：

node-00，node-01 爲nginx服務器，代理後端web服務器，使用keepalived作HA集羣。

node-02，node-03 爲後端web服務器。

node-00配置以下

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
    root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost 
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node-00
   vrrp_mcast_group4 224.0.38.12
}

    vrrp_script check_ngx {           #腳本在引用前定義好
        script "killall -0 nginx "　　#探測nginx服務是否正常
        interval    1
        weight  -5
    }
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface team0
    virtual_router_id 38
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.15/16 dev team0
    }
    track_script {　　#在路由實例中引用自定義腳本
        check_ngx
    }
    smtp_alert
}

node-01配置以下

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
    root@localhost
   }
   notification_email_from keepalived@localhost 
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node-01
   vrrp_mcast_group4 224.0.38.12
}

    vrrp_script check_ngx {
        script "killall -0 nginx"
        interval    1
        weight  -5
    }
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface bond0
    virtual_router_id 38
    priority 97
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass x1er44q
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.38.15/16 dev bond0
    }
    track_script {
        check_ngx
    }
    smtp_alert
}

node-00，node-01 啓動nginx服務，並已設置好代理兩臺後端web服務器；啓動keepalived 服務。

node-02，node-03 啓動web服務。

若是配置正確，會有如下結果。

測試1：使用另外一臺主機訪問VIP，輪詢響應結果正常，VIP在node-00。

測試2：中止node-00 nginx服務，模擬nginx服務異常，訪問VIP，輪詢響應結果正常，VIP在node-01。

測試3：恢復node-00 nginx 服務，VIP 流動回 node-00上。

 

完~

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