Keepalived高可用
一、高可用概念
1.什么是高可用
一般是指2台机器启动着完全相同的业务系统，当有一台机器down机了，
另外一台服务器就能快速的接管，对于访问的用户是无感知的。
2.高可用使用的工具
1.硬件：
F5
2.软件：
keepalived
3.keepalived是如何实现高可用的
keepalived是基于VRRP协议实现的
如何才能做到出现故障自动转移，此时VRRP就出现了，我们的VRRP其实是通过软件或者硬件的形式在Master和Backup
外面增加一个虚拟的MAC地址（VMAC）与虚拟IP地址（VIP），那么在这种情况下，PC请求VIP的时候，
无论是Master处理还是Backup处理，PC仅会在ARP缓存表中记录VMAC与VIP的信息
4.高可用的使用场景
通常业务系统需要保证7×24小时不DOWN机，比如公司内部的OA系统，
每天公司人员都需要使用，则不允许Down机，作为业务系统来说随时都可用
5.高可用keepalived核心概念
1.如何确定谁是主节点谁是背节点（选举投票，优先级）
2.如果Master故障，Backup自动接管，那么Master恢复后会夺权吗（抢占式、非抢占式）
3.如果两台服务器都认为自己是Master会出现什么问题（脑裂）
二、keepalived搭建
1.环境准备
| 主机 |
IP |
身份 |
| web01 |
172.16.1.7 |
|
| web03 |
172.16.1.9 |
|
| nfs |
172.16.1.31 |
|
| db01 |
172.16.1.51 |
|
| lb01 |
172.16.1.4 |
master |
| lb02 |
172.16.1.5 |
backup |
|
10.0.0.3 |
VIP |
2.保证两台七层负载配置一致
[root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/conf.d/* 172.16.1.5:/etc/nginx/conf.d/
#访问测试
10.0.0.5 linux.blog.com
10.0.0.4 linux.blog.com
3.安装keepalived
[root@lb01 ~]# yum install -y keepalived
[root@lb02 ~]# yum install -y keepalived
4.配置keepalived主节点
#查找配置文件
[root@lb01 ~]# rpm -qc keepalived
/etc/keepalived/keepalived.conf
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs { #全局配置
router_id lb01 #身份识别
}
vrrp_instance VI_1 { #VRPP协议配置
state MASTER #告诉你一开始这台机器是主
interface eth0 #绑定的网卡
virtual_router_id 51 #虚拟路由标识，就是编组，将master和backup分为一组
priority 100 #优先级（真正判断是主还是备的条件）
advert_int 1 #检测心跳的时间间隔
authentication { #认证相关
auth_type PASS #以密码的形式认证
auth_pass 1111 #密码
}
virtual_ipaddress { #指定VIP地址
10.0.0.3
}
}
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id lb01
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.0.0.3
}
}
5.配置keepalived备节点
[root@lb02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id lb02
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.0.0.3
}
}
6.主备节点配置区别
| 区别 |
master主节点 |
backup备节点 |
| router_id（唯一标识符） |
lb01 |
lb02 |
| state（角色状态） |
MASTER |
BACKUP |
| priority（优先级） |
100 |
90 |
7.启动服务
[root@lb02 ~]# systemctl start keepalived.service
[root@lb02 ~]# tail -f /var/log/messages
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived.service
[root@lb02 ~]# tail -f /var/log/messages
8.配置keepalived日志
#配置keepalived
[root@lb02 ~]# vim /etc/sysconfig/keepalived
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"
#配置rsyslog
[root@lb02 ~]# vim /etc/rsyslog.conf
local0.* /var/log/keepalived.log
#重启服务
[root@lb02 ~]# systemctl restart rsyslog
[root@lb02 ~]# systemctl restart keepalived
#查看日志
[root@lb02 ~]# tail -f /var/log/keepalived.log
三、高可用keepalived的抢占式与非抢占式
1.两个节点都启动
#由于节点1的优先级高于节点2，所以VIP在节点1上面
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
2.停止主节点
[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived
#节点2联系不上节点1，主动接管VIP
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
3.重新启动主节点
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
#由于节点1的优先级高于节点2，所以恢复节点1之后，vip又漂回节点1
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
4.配置非抢占式
1）节点一修改
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
... ...
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
nopreempt
......
}
[root@lb01 ~]# systemctl restart keepalived
2）节点2修改
[root@lb02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
... ...
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
nopreempt
......
}
[root@lb02 ~]# systemctl restart keepalived
3）配置注意事项
1.两台机器节点状态都要改成 BACKUP
2.两个节点都要加上 nopreempt
3.优先级不需要改变
5.访问页面测试
#配置hosts
10.0.0.3 linux.blog.com
#访问页面
http://linux.blog.com/
#节点测试
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
#访问网站，并且windows查看mac地址测试
C:Users11764>arp -a
VIP VMAC
10.0.0.3 00-0c-29-d7-bc-2c 动态
10.0.0.4 00-0c-29-d7-bc-2c 动态
10.0.0.5 00-0c-29-89-2f-10 动态
#关闭节点1keepalived
[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived.service
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
#访问网站，并且windows查看mac地址测试
C:Users11764>arp -a
VIP VMAC
10.0.0.3 00-0c-29-89-2f-10 动态
10.0.0.4 00-0c-29-d7-bc-2c 动态
10.0.0.5 00-0c-29-89-2f-10 动态
四、高可用的脑裂现象
由于某些原因，导致两台keepalived高可用服务器在指定时间内，无法检测到对方的心跳，
各自取得资源及服务的所有权，而此时的两台高可用服务器又都还活着。
1.脑裂的原因
1.服务器网线松动等网络故障
2.服务器硬件故障发生损坏现象而崩溃
3.主备都开启firewalld防火墙
2.故障演示
1）开启防火墙
[root@lb01 ~]# systemctl start firewalld
[root@lb02 ~]# systemctl start firewalld
2）查看两个节点
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
3）访问项目页面
#拒绝访问，需要配置防火墙规则
[root@lb01 ~]# firewall-cmd --add-service=http
success
[root@lb01 ~]# firewall-cmd --add-service=https
success
#访问页面正常
3.解决脑裂的办法
#如果发生闹裂，则随机kill掉一台即可
#在备节点上编写检测脚本, 测试如果能ping通主，并且备节点还有VIP的话则认为产生了脑裂
[root@lb02 ~]# vim /scripts/check_split_brain.sh
#!/bin/sh
vip=10.0.0.3
lb01_ip=10.0.0.4
lb02_vip=$(ip add|grep "$vip"|wc -l)
while true;do
ssh $lb01_ip "ip add|grep $vip" &>/dev/null
if [ $? -eq 0 -a $lb02_vip -eq 1 ];then
echo "ha is split brain.warning."
else
echo "ha is ok"
fi
sleep 5
done
-eq #等于
-ne #不等于
-lt #小于
-gt #大于
-le #小于等于
-ge #大于等于
五、高可用keepalived与nginx
Nginx默认监听在所有的IP地址上，VIP会飘到一台节点上，相当于那台nginx多了VIP这么一个网卡，
所以可以访问到nginx所在机器
但是.....如果nginx宕机，会导致用户请求失败，但是keepalived没有挂掉不会进行切换，
所以需要编写一个脚本检测Nginx的存活状态，如果不存活则kill掉keepalived
1.nginx故障切换脚本
[root@lb01 ~]# vim check_web.sh
#!/bin/sh
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)
#1.判断Nginx是否存活,如果不存活则尝试启动Nginx
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
systemctl start nginx
sleep 3
#2.等待3秒后再次获取一次Nginx状态
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)
#3.再次进行判断, 如Nginx还不存活则停止Keepalived,让地址进行漂移,并退出脚本
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi
fi
#给脚本增加执行权限
[root@lb01 ~]# chmod +x /root/check_web.sh
2.调用脚本
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id lb01
}
#每5秒执行一次脚本，脚本执行内容不能超过5秒，否则会中断再次重新执行脚本
vrrp_script check_web {
script "/root/check_web.sh"
interval 5
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 50
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.0.0.3
}
#调用并运行脚本
track_script {
check_web
}
}
#在Master的keepalived中调用脚本，抢占式，仅需在master配置即可。
（注意，如果配置为非抢占式，那么需要两台服务器都使用该脚本）