内容简介: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
keepalived介绍
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的重要功能
keepalived 有三个重要的功能,分别是:
- 管理LVS负载均衡软件
- 实现LVS集群节点的健康检查
- 作为系统网络服务的高可用性(failover)
keepalived高可用故障转移的原理
Keepalived 高可用服务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。
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工作原理描述
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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
介绍完 VRRP,接下来我再介绍一下 Keepalived服务的工作原理:
Keepalived高可用是通过 VRRP 进行通信的, VRRP是通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,此时备不会枪占主,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。
keepalived配置文件详解
keepalived 的主配置文件为 /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived global_defs { #全局配置 notification_email { #定义报警收件人邮件地址 acassen@firewall.loc failover@firewall.loc sysadmin@firewall.loc } notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #定义报警发件人邮箱 smtp_server 192.168.200.1 #邮箱服务器地址 smtp_connect_timeout 30 #定义邮箱超时时间 router_id LVS_DEVEL #定义路由标识信息,同局域网内唯一 vrrp_skip_check_adv_addr vrrp_strict vrrp_garp_interval 0 vrrp_gna_interval 0 } vrrp_instance VI_1 { #定义实例 state MASTER #指定keepalived节点的初始状态,可选值为MASTER|BACKUP interface eth0 #VRRP实例绑定的网卡接口,用户发送VRRP包 virtual_router_id 51 #虚拟路由的ID,同一集群要一致 priority 100 #定义优先级,按优先级来决定主备角色,优先级越大越优先 nopreempt #设置不抢占 advert_int 1 #主备通讯时间间隔 authentication { #配置认证 auth_type PASS #认证方式,此处为密码 auth_pass 1111 #同一集群中的keepalived配置里的此处必须一致,推荐使用8位随机数 } virtual_ipaddress { #配置要使用的VIP地址 192.168.200.16 } } virtual_server 10.10.10.2 1358 { #配置虚拟服务器 delay_loop 6 #健康检查的时间间隔 lb_algo rr #lvs调度算法 lb_kind NAT #lvs模式 persistence_timeout 50 #持久化超时时间,单位是秒 protocol TCP #4层协议 sorry_server 192.168.200.200 1358 #定义备用服务器,当所有RS都故障时用sorry_server来响应客户端 real_server 192.168.200.2 1358 { #定义真实处理请求的服务器 weight 1 #给服务器指定权重,默认为1 HTTP_GET { url { path /testurl/test.jsp #指定要检查的URL路径 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d #摘要信息 } url { path /testurl2/test.jsp digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d } url { path /testurl3/test.jsp digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d } connect_timeout 3 #连接超时时间 nb_get_retry 3 #get尝试次数 delay_before_retry 3 #在尝试之前延迟多长时间 } }
定制主配置文件
vrrp_instance段配置
nopreempt #设置为不抢占。默认是抢占的,当高优先级的机器恢复后,会抢占低优先 \ 级的机器成为MASTER,而不抢占,则允许低优先级的机器继续成为MASTER,即使高优先级 \ 的机器已经上线。如果要使用这个功能,则初始化状态必须为BACKUP。 preempt_delay #设置抢占延迟。单位是秒,范围是0---1000,默认是0.发现低优先 \ 级的MASTER后多少秒开始抢占。
vrrp_script段配置
#作用:添加一个周期性执行的脚本。脚本的退出状态码会被调用它的所有的VRRP Instance记录。 #注意:至少有一个VRRP实例调用它并且优先级不能为0.优先级范围是1-254. vrrp_script <SCRIPT_NAME> { ... } #选项说明: script "/path/to/somewhere" #指定要执行的脚本的路径。 interval <INTEGER> #指定脚本执行的间隔。单位是秒。默认为1s。 timeout <INTEGER> #指定在多少秒后,脚本被认为执行失败。 weight <-254 --- 254> #调整优先级。默认为2. rise <INTEGER> #执行成功多少次才认为是成功。 fall <INTEGER> #执行失败多少次才认为失败。 user <USERNAME> [GROUPNAME] #运行脚本的用户和组。 init_fail #假设脚本初始状态是失败状态。 #weight说明: 1. 如果脚本执行成功(退出状态码为0),weight大于0,则priority增加。 2. 如果脚本执行失败(退出状态码为非0),weight小于0,则priority减少。 3. 其他情况下,priority不变。
real_server段配置
weight <INT> #给服务器指定权重。默认是1 inhibit_on_failure #当服务器健康检查失败时,将其weight设置为0, \ 而不是从Virtual Server中移除 notify_up <STRING> #当服务器健康检查成功时,执行的脚本 notify_down <STRING> #当服务器健康检查失败时,执行的脚本 uthreshold <INT> #到这台服务器的最大连接数 lthreshold <INT> #到这台服务器的最小连接数
tcp_check段配置
connect_ip <IP ADDRESS> #连接的IP地址。默认是real server的ip地址 connect_port <PORT> #连接的端口。默认是real server的端口 bindto <IP ADDRESS> #发起连接的接口的地址。 bind_port <PORT> #发起连接的源端口。 connect_timeout <INT> #连接超时时间。默认是5s。 fwmark <INTEGER> #使用fwmark对所有出去的检查数据包进行标记。 warmup <INT> //指定一个随机延迟,最大为N秒。可防止网络阻塞。如果为0,则关闭该功能。 retry <INIT> #重试次数。默认是1次。 delay_before_retry <INT> #默认是1秒。在重试之前延迟多少秒。
keepalived实现nginx负载均衡的高可用
环境:
- CentOS7-linuxmi-192.168.26.128
- centos7-linuxmi-192.168.83.132
- 虚拟IP(VIP)地址为 192.168.83.250
#在两个机器上配置yum源及环境(这里只写出主机的,从机一样) [root@linuxmi ~]# systemctl stop firewalld [root@linuxmi ~]# systemctl disable firewalld [root@linuxmi ~]# setenforce 0 [root@linuxmi ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config [root@linuxmi ~]# curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS7-Base-163.repo http://mirrors.163.com/.help/CentOS7-Base-163.repo [root@linuxmi ~]# sed -i 's/\$releasever/7/g' /etc/yum.repos.d/CentOS7-Base-163.repo [root@linuxmi ~]# sed -i 's/^enabled=.*/enabled=1/g' /etc/yum.repos.d/CentOS7-Base-163.repo [root@linuxmi ~]# yum -y install epel-release vim wget gcc gcc-c++ #安装keepalived [root@linuxmi ~]# yum -y install keepalived #安装nginx [root@linuxmi ~]# yum -y install nginx [root@linuxmi ~]# cd /usr/share/nginx/html/ [root@linuxmi ~]# mv index.html{,.bak} [root@linuxmi ~]# echo 'slave' > index.html [root@linuxmi ~]# systemctl start nginx [root@linuxmi ~]# systemctl enable nginx
修改配置文件
#主机配置文件 [root@linuxmi ~]# cat > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF ! Configuration File for keepalived global_defs { router_id lb01 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass linuxmi123 } virtual_ipaddress { 192.168.83.250 } } virtual_server 192.168.83.250 80 { delay_loop 6 lb_algo rr lb_kind DR persistence_timeout 50 protocol TCP real_server 192.168.83.128 80 { weight 1 TCP_CHECK { connect_port 80 connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 192.168.83.132 80 { weight 1 TCP_CHECK { connect_port 80 connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } } EOF
#从机配置文件 [root@linuxmi ~]# cat > /etc/keepalived/keepalived.conf <<EOF ! Configuration File for keepalived global_defs { router_id lb02 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface ens32 virtual_router_id 51 priority 90 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass linuxmi123 } virtual_ipaddress { 192.168.83.250 } } virtual_server 192.168.83.250 80 { delay_loop 6 lb_algo rr lb_kind DR persistence_timeout 50 protocol TCP real_server 192.168.83.128 80 { weight 1 TCP_CHECK { connect_port 80 connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 192.168.83.132 80 { weight 1 TCP_CHECK { connect_port 80 connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } } EOF
keepalived监控nginx负载均衡
主机
#编写监控脚本 [root@linuxmi ~]# mkdir /scripts [root@linuxmi ~]# cd /scripts/ [root@linuxmi scripts]# cat > check_n.sh <<EOF #!/bin/bash nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l) if [ $nginx_status -lt 1 ];then systemctl stop keepalived fi EOF [root@linuxmi scripts]# chmod +x check_n.sh [root@linuxmi scripts]# cat > notify.sh <<EOF #!/bin/bash VIP=$2 sendmail (){ subject="${VIP}'s server keepalived state is translate" content="`date +'%F %T'`: `hostname`'s state change to master" echo $content | mail -s "$subject" 1470044516@qq.com } case "$1" in master) nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l) if [ $nginx_status -lt 1 ];then systemctl start nginx fi sendmail ;; backup) nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l) if [ $nginx_status -gt 0 ];then systemctl stop nginx fi ;; *) echo "Usage:$0 master|backup VIP" ;; esac EOF [root@linuxmi scripts]# chmod +x notify.sh #修改主机配置 [root@linuxmi ~]# vim /etc/keepalived/ #按如下内容添加 global_defs { router_id lb01 } vrrp_script nginx_check { script "/scripts/check_n.sh" interval 1 weight -20 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass linuxmi123 } virtual_ipaddress { 192.168.83.250 } notify_master "/scripts/notify.sh master 192.168.83.250" notify_backup "/scripts/notify.sh backup 192.168.83.250" }
从机
[root@linuxmi ~]# mkdir /scripts [root@linuxmi ~]# cd /scripts/ [root@linuxmi scripts]# cat > notify.sh <<EOF #!/bin/bash VIP=$2 sendmail (){ subject="${VIP}'s server keepalived state is translate" content="`date +'%F %T'`: `hostname`'s state change to master" echo $content | mail -s "$subject" 1470044516@qq.com } case "$1" in master) nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l) if [ $nginx_status -lt 1 ];then systemctl start nginx fi sendmail ;; backup) nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l) if [ $nginx_status -gt 0 ];then systemctl stop nginx fi ;; *) echo "Usage:$0 master|backup VIP" ;; esac EOF [root@linuxmi scripts]# chmod +x notify.sh #修改配置文件 [root@linuxmi ~]# vim /etc/keepalived/ #按如下内容添加 vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface ens32 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass linuxmi123 } virtual_ipaddress { 192.168.83.250 } notify_master "/scripts/notify.sh master 192.168.83.250" notify_backup "/scripts/notify.sh backup 192.168.83.250" }
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