前言：Keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器宕机，或工作出现故障，
Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统剔除，同时使用其他服务器代替该服务器的工作，当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工操作，人为工作只需要修复故障服务器。
一、 Keepalived案例解析
1.1、企业应用中，单台 服务器承担应用存在单点故障的危险
1.2、单点故障一旦发生，企业服务将发生中断，造成极大的危害
二、keepalived 软件工具
-
LVS可以实现负载均衡，但是不能够进行健康检查，比如一个rs出现故障，LVS 仍然会把请求转发给故障的rs服务器，这样就会导致请求的无效性。
-
keepalived 软件是专为LVS和HA设计的一款健康检查工具。
- 可以进行节点健康状态检查。
- 实现 LVS 的高可用性，解决 LVS 单点故障的问题。
- 支持故障自动切换。
在LVS基础之上实现心跳检测、监控服务器实现故障转移，如果服务器发生宕机的时候，可以尝试自动重试脚本。如果多次重试还是失败状态，会发送邮件给运维人员。实现高可用。
三、Keepalived实现原理剖析
3.1、Keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux服务器的多机热备功能
3.2、VRRP（虚拟路由冗余协议）是针对路由器的一种备份解决方案
①由多台路由器组成一个热备组，通过共用的虚拟IP地址对外提供服务
②每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态
③若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务
四、Keepalived案例讲解
4.1、双机热备的故障切换是由虚拟IP地址来实现，适用于各种应用服务器
4.2、实现基于Web服务的双机热备
①漂移地址：192.168.100.100
②主、备服务器：192.168.100.10、192.168.100.50
③提供的应用服务：Web
4.3、环境(基于LVS-DR进行搭建)
|
虚拟IP |
192.168.100.100/24 |
|
主调度器 |
192.168.100.10/24 |
|
备调度器 |
192.168.100.40/24 |
|
Web1服务器 |
192.168.100.20/24 |
|
Web2服务器 |
192.168.100.30/24 |
|
NFS共享服务器 |
192.168.100.50/24 |
|
客户机一台 |
用于测试验证 |
4.4、配置主调度器 （192.168.100.10）
加载ip_vs模块
[root@lvs-zhu ~]# modprobe ip_vs
[root@lvs-zhu ~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
安装管理软件ipvsadm
[root@lvs-zhu ~]# rpm -ivh /mnt/Packages/ipvsadm-1.27-7.el7.x86_64.rpm
安装编译工具
[root@lvs-zhu ~]# yum -y install gcc gcc-c++ make popt-devel openssl-devel kernel-devel
解压缩，编译安装
[root@lvs-zhu ~]# tar zxf keepalived-2.0.13.tar.gz
[root@lvs-zhu ~]# cd keepalived-2.0.13/
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ./configure --prefix=/
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# make && make install
加入系统管理服务，设置开机自启
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# cp keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# systemctl enable keepalived.service
编辑配置文件
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id LVS_01 #本服务器的名称
}
vrrp_instance VI_1 { #定义VRRP热备实例
state MASTER #热备状态，MASTER表示主服务器，BACKUP表示从服务器
interface ens33 #承载VIP地址的物理接口
virtual_router_id 51 #虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
priority 110 #优先级，数值越大优先级越高
advert_int 1 #通告间隔秒数（心跳频率）
authentication { #热备认证信息，每个热备组保持一致
auth_type PASS #认证类型
auth_pass 6666 #密码字符串
}
virtual_ipaddress { #指定飘逸地址（VIP），可以有多个
192.168.100.100
}
}
virtual_server 192.168.100.100 80 { #虚拟服务器地址（VIP）、端口
delay_loop 6 #健康检查的间隔时间（秒）
lb_algo rr #轮询（rr）调度算法
lb_kind DR #直接路由（DR）群集工作模式
persistence_timeout 6 #连接保持时间（秒）
protocol TCP #应用服务器采用的是TCP协议
real_server 192.168.100.20 80 { #第一个web服务器节点的地址、端口
weight 1 #节点的权重
TCP_CHECK { #健康检查方式
connect_port 80 #检查的目标端口
connect_timeout 3 #连接超时（秒）
nb_get_retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
}
}
real_server 192.168.100.30 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
开启服务
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# systemctl start keepalived.service
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# tail -f /var/log/messages
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.100.100:80 rr persistent 6
-> 192.168.100.20:80 Route 1 0 0
-> 192.168.100.30:80 Route 1 0 0
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:9a:cd:27 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.100.10/24 brd 192.168.100.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 192.168.100.100/32 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::26b5:ebd3:a0d2:db12/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
4.5、配置从调度器（192.168.100.40）
加载ip_vs模块
[root@lvs-bei ~]# modprobe ip_vs
[root@lvs-bei ~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
安装管理软件ipvsadm
[root@lvs-bei ~]# rpm -ivh /mnt/Packages/ipvsadm-1.27-7.el7.x86_64.rpm
安装编译工具
[root@lvs-bei ~]# yum -y install gcc gcc-c++ make popt-devel openssl-devel kernel-devel
解压缩，编译安装
[root@lvs-bei ~]# tar zxf keepalived-2.0.13.tar.gz
[root@lvs-bei ~]# cd keepalived-2.0.13/
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# ./configure --prefix=/
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# make && make install
加入系统管理服务，设置开机自启
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# cp keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# systemctl enable keepalived.service
编辑配置文件
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id LVS_02 #本服务器的名称
}
vrrp_instance VI_1 { #定义VRRP热备实例
state BACKUP #热备状态，MASTER表示主服务器，BACKUP表示从服务器
interface ens33 #承载VIP地址的物理接口
virtual_router_id 51 #虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
priority 105 #优先级，数值越大优先级越高
advert_int 1 #通告间隔秒数（心跳频率）
authentication { #热备认证信息，每个热备组保持一致
auth_type PASS #认证类型
auth_pass 6666 #密码字符串
}
virtual_ipaddress { #指定飘逸地址（VIP），可以有多个
192.168.100.100
}
}
virtual_server 192.168.100.100 80 { ＃虚拟服务器地址（VIP）、端口
delay_loop 6 #健康检查的间隔时间（秒）
lb_algo rr #轮询（rr）调度算法
lb_kind DR #直接路由（DR）群集工作模式
persistence_timeout 6 #连接保持时间（秒）
protocol TCP #应用服务器采用的是TCP协议
real_server 192.168.100.20 80 { #第一个web服务器节点的地址、端口
weight 1 #节点的权重
TCP_CHECK { #健康检查方式
connect_port 80 #检查的目标端口
connect_timeout 3 #连接超时（秒）
nb_get_retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔
}
}
real_server 192.168.100.30 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
开启服务
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# systemctl start keepalived.service
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# tail -f /var/log/messages
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.100.100:80 rr
-> 192.168.100.20:80 Route 1 0 0
-> 192.168.100.30:80 Route 1 0 0
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:dc:10:18 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.100.40/24 brd 192.168.100.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::c1f0:d588:3477:d684/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
####由于设置了连接保持时间为60秒，一分钟后重新再访问该地址自动轮询交给另一台Web服务器
4.6、配置NFS服务器
安装NFS服务 [root@nfs-server ~]# yum -y install rpcbind nfs-utils 创建测试目录并新建网页 [root@nfs-server ~]# mkdir -p /opt/web1 [root@nfs-server ~]# mkdir -p /opt/web2 [root@nfs-server ~]# echo '<h1>web 1!</h1>' > /opt/web1/index.html [root@nfs-server ~]# echo '<h1>web 2!</h1>' > /opt/web2/index.html 设置访问权限 [root@nfs-server ~]# vi /etc/exports /opt/web1 192.168.100.20(ro) /opt/web2 192.168.100.30(ro) 开启服务并开机自启 [root@nfs-server ~]# systemctl start nfs [root@nfs-server ~]# systemctl start rpcbind [root@nfs-server ~]# systemctl enable nfs [root@nfs-server ~]# systemctl enable rpcbind 查看访问权限 [root@nfs-server ~]# showmount -e Export list for nfs-server: /opt/web2 192.168.100.30 /opt/web1 192.168.100.20
4.7、配置Web1服务器（192.168.100.20）
安装httpd服务
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
挂载NFS服务
[root@web1 ~]# mount 192.168.100.50:/opt/web1 /var/www/html
查看权限
[root@web1 ~]# showmount -e 192.168.100.50
Export list for 192.168.100.50:
/opt/web2 192.168.100.30
/opt/web1 192.168.100.20
开启httpd服务
[root@web1 ~]# systemctl start httpd
本机访问
[root@web1 ~]# curl http://localhost
<h1>web1!</h1>
配置DR模式
[root@web1 ~]# vi web1.sh
#!/bin/bash
# web1
ifconfig lo:0 192.168.100.100 broadcast 192.168.100.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 192.168.100.100 dev lo:0
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p &> /dev/null
执行脚本
[root@web1 ~]# sh web1.sh
查看端口信息
[root@web1 ~]# ifconfig
......
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 192.168.100.100 netmask 255.255.255.255
loop txqueuelen 1 (Local Loopback)
......
4.8、配置web2服务器（192.168.100.30）
安装httpd服务
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
挂载NFS服务
[root@web1 ~]# mount 192.168.100.50:/opt/web2 /var/www/html
查看权限
[root@web1 ~]# showmount -e 192.168.100.50
Export list for 192.168.100.50:
/opt/web2 192.168.100.30
/opt/web1 192.168.100.20
开启httpd服务
[root@web1 ~]# systemctl start httpd
本机访问
[root@web1 ~]# curl http://localhost
<h1>web2!</h1>
配置DR模式
[root@web1 ~]# vi web2.sh
#!/bin/bash
# web2
ifconfig lo:0 192.168.100.100 broadcast 192.168.100.100 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 192.168.100.100 dev lo:0
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p &> /dev/null
执行脚本
[root@web1 ~]# sh web2.sh
查看端口信息
[root@web1 ~]# ifconfig
......
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 192.168.100.100 netmask 255.255.255.255
loop txqueuelen 1 (Local Loopback)
......
4.9、测试web1和web2的IP访问
4.10、测试虚拟IP地址级查看状态
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.100.100:80 rr -> 192.168.100.20:80 Route 1 1 1 -> 192.168.100.30:80 Route 1 1 0
4.10、模拟主调度器故障，验证结果
关闭主调度器keepalived
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# systemctl stop keepalived.service
查看从调度器状态
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# tail -f /var/log/messages
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.100.100:80 rr
-> 192.168.100.20:80 Route 1 0 0
-> 192.168.100.30:80 Route 1 0 0
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:dc:10:18 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.100.40/24 brd 192.168.100.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 192.168.100.100/32 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever #虚拟地址漂移到备调度器上
inet6 fe80::c1f0:d588:3477:d684/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
查看备调度器连接状态
[root@lvs-bei keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.100.100:80 rr -> 192.168.100.20:80 Route 1 0 1 -> 192.168.100.30:80 Route 1 2 0
4.11、开启主调度器并查看状态
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# systemctl start keepalived.service
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# tail -f /var/log/messages
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.100.100:80 rr
-> 192.168.100.20:80 Route 1 0 0
-> 192.168.100.30:80 Route 1 0 0
[root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:9a:cd:27 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.100.10/24 brd 192.168.100.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 192.168.100.100/32 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever #虚拟地址又到主调度器上
inet6 fe80::26b5:ebd3:a0d2:db12/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
4.12、模拟web服务器故障，查看状态
①关闭web1的httpd服务
Systemctl stop httpd
②测试网页，只能查看web2服务器的网页
③查看调度器节点状态
1 [root@lvs-zhu keepalived-2.0.13]# ipvsadm -Ln 2 IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) 3 Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags 4 -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn 5 TCP 192.168.100.100:80 rr 6 -> 192.168.100.30:80 Route 1 3 1
④开启Web1服务又可以轮询了
