mycat详解
本文目录：
1.安装mycat
1.解压
tar -zxvf Mycat-server-1.6.7.3-release-20190828135747-linux.tar.gz
2. 为了更好的看目录结构，安装tree
yum -y install tree
# 查询mycat的目录结构，我的mycat是安装在study下的
tree /study/mycat
3. 设置MYCAT_HOME的变量（如果没有安装jdk，还需要安装jdk）：
vi /etc/profile
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/jre/lib/rt.jar:${JAVA_HOME}/lib/dt.jar:${JAVA_HOME}/lib/tools.jar
export PATH=$PATH:${JAVA_HOME}/bin
export MYCAT_HOME=/study/mycat
4.刷新使变量生效：
source /etc/profile
5.设置 wrapper.java.command 的java 路径(mycat的conf目录下):
vi wrapper.conf
wrapper.java.command=%JAVA_HOME%/bin/java
6.修改server.xml（开启实时统计，便于后期安装mycat-eye的监测）：
<!-- 1为开启实时统计、0为关闭 -->
<property name="useSqlStat">1</property>
7.修改schema.xml：
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<!--schema表示当前mycat维护的一个逻辑库相关配置，逻辑库中可以包含多个逻辑库-->
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
<!--逻辑库:客户端连接mycat,可以看到的所有库并不是真实的数据库资源而是mycat经过资源整合之后
允许客户端查看到的schema逻辑库,用户是否有权限查看到逻辑库,取决于server.xml中的配置的用户属性schemas,
对应的就是这个schema标签的name-->
<schema name="TESTDB" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
<table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
<table name="company" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3" />
<table name="goods" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2" />
<table name="hotnews" primaryKey="ID" autoIncrement="true" dataNode="dn1,dn2,dn3"
rule="mod-long" />
<table name="employee" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2"
rule="sharding-by-intfile" />
<table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2"
rule="sharding-by-intfile">
<childTable name="orders" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"
parentKey="id">
<childTable name="order_items" joinKey="order_id"
parentKey="id" />
</childTable>
<childTable name="customer_addr" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"
parentKey="id" />
</table>
<!--测试配置一个逻辑表-->
<table name="test_table" primaryKey="id" dataNode="dn1"></table>
</schema>
<!--配置mycat的分片节点-->
<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="test" />
<dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="test_mycat" />
<dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="test" />
<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<!-- can have multi write hosts，这里的密码对应数据库的密码 -->
<writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="****">
<!-- can have multi read hosts -->
<readHost host="hostS2" url="localhost:3306" user="root" password="****" />
</writeHost>
</dataHost>
</mycat:schema>
7.配置完成后，可以运行./mycat console 查询配置是否出错（mycat的bin目录下）
8.启动mycat：
./mycat start
9.启动mysql，下面的-h后面的ip替换成自己的，密码是在server.xml里面配置的root的密码：
mysql -uroot -p -P8066 -h192.168.189.150 -DTESTDB --default_auth=mysql_native_password
测试
我这里使用的test_table表，在mycat里面插入一条数据：
然后使用navicat打开我的数据库，可以看到刚刚insert的数据已经插入进去了：
2.mycat全局表
1.全局表的概念
在项目中，总会一部分字典项等数据，这种数据一般数据量不会很大，而且改动也比较少。在mycat中将这种表称之为全局表，通常这种表可以不需要进行拆分，每个分片都创建一张相同的表，在所有的分片上都保存一份数据。在进行插入、更新、删除的时候，会将sql语句发送到所有的分片上执行，在进行查询时，也会把sql发送到各个分片上。这样避免了跨库的关联操作，直接与本分片上的全局表进行聚合操作。
2.全局表的特征
- 插入、更新操作会实时在所有的节点上执行，保持各分片的数据一致性
- 查询时，只从一个节点获取
- 可以跟任何一个表进行jion操作
3.全局表测试
1.打开数据库主从并在主库中创建数据库/表
create database test_global01;
use test_global01;
CREATE TABLE `order_status` (`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`status_name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
create database test_global02;
use test_global02;
CREATE TABLE `order_status` (`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`status_name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
create database test_global03;
use test_global03;
CREATE TABLE `order_status` (`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`status_name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
2.配置schema.xml，配置上一步创建的表
在schema.xml里配置一个表，和真实数据库表要对应，要将三个分片都包含进去。 type="global"这个表示全局表，必填。注意分片节点最好设置不一样，如果分片节点设置相同的，可能会出现在mycat上插入了一次，但在sql上却执行了几次的情况，即在数据库中多条记录。
<table name="order_status" dataNode="dn$1-3" primaryKey="id" type="global"></table>
<!--配置mycat的分片节点-->
<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="test_global01" />
<dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="test_global02" />
<dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="test_global03" />
3.将schema.xml并上传到服务器中，并查看没有问题
4.启动mycat并插入测试数据
insert into order_status(status_name) values ('ORDER_NOT_PAY');
insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY');
insert into order_status(status_name) values ('ORDER_FINISH');
使用explain查看mycat的插入可以看到，对三个分片都进行了执行
mysql> explain insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY');
+-----------+------------------------------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL |
+-----------+------------------------------------------------------------+
| dn1 | insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY') |
| dn2 | insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY') |
| dn3 | insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY') |
+-----------+------------------------------------------------------------+
3 rows in set (0.00 sec)
在从库的mysql上查看test_gloabl02的数据：
mysql> use test_global02;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A
Database changed
mysql> select * from order_status;
+----+---------------+
| id | status_name |
+----+---------------+
| 1 | ORDER_NOT_PAY |
| 2 | ORDER_PAY |
| 3 | ORDER_FINISH |
+----+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
执行查询可以看出，查询时在随机节点上执行，插入，更新时会把sql语句发送到所有分片节点上执行。
mysql> explain select * from order_status;
+-----------+--------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL |
+-----------+--------------------------------------+
| dn2 | SELECT * FROM order_status LIMIT 100 |
+-----------+--------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> explain select * from order_status;
+-----------+--------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL |
+-----------+--------------------------------------+
| dn3 | SELECT * FROM order_status LIMIT 100 |
+-----------+--------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> explain select * from order_status;
+-----------+--------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL |
+-----------+--------------------------------------+
| dn1 | SELECT * FROM order_status LIMIT 100 |
+-----------+--------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)
3.mycat读写分离
1.writeType标签：有两个值（0/1），取值决定于 写/读写 的逻辑
0：表示当前dataHost接受到分片的读写操作中，写操作，只在第一个writeHost;
1：表示随机的读写所有的writeHost和readHost中实现，覆盖balance的逻辑
2.balance标签：控制一个dataHost中所有的逻辑，一旦writeType=1，就无效了。
0：不开启读写分离，直在第一个writeHost执行，其他的readHost，writeHost都不进行读的操作
1：除了第一个writeHost以外的所有writeHost和readHost进行随机读取，在高并发时，如果其他节点都高负荷的运转进行读操作，也有一部分的读被分配到第一个writeHost上
2：随机的在所有节点进行读取
3：到所有的readHost当中读取数据，如果分片中不存在readHost，只会到第一个writeHost上读取
读写分离的测试，还是在schema.xml里配置，下面是笔者的配置（150是主库，151、152是从库）：
<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="3"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<!-- can have multi write hosts，这里的密码对应数据库的密码 -->
<writeHost host="hostM1" url="192.168.189.150:3306" user="root" password="zj005200..">
<readHost host="hostS2" url="192.168.189.151:3306" user="root" password="zj005200.." />
<readHost host="hostS3" url="192.168.189.152:3306" user="root" password="zj005200.." />
</writeHost>
</dataHost>
执行可以看到，查询是随机在两台从库上执行：
mysql> show variables like 'server_id';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 2 |
+---------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)
mysql> show variables like 'server_id';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 3 |
+---------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)
4.mycat分片规则
rule属性：对于一个指定了分片的表格，可以配置rule属性，根据名称定义分片的计算规则。
如：schema.xml文件里配置的：
<table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
在rule.xml文件中的：
<tableRule name="auto-sharding-long">
<rule>
<columns>id</columns>//当前的算法使用的字段名称，如果是不同的，可以在标签中修改
<algorithm>rang-long</algorithm>//算法名称，rang-long指向了函数function标签
</rule>
</tableRule>
<function name="rang-long" class="io.mycat.route.function.AutoPartitionByLong">//class代表执行代码类
<property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>//计算辅助文件，在conf下有这个文件
</function>
下面是文件的内容：
# range start-end ,data node index
# K=1000,M=10000.
0-500M=0 --表示如果数据在0~500万之间，会插入到第一个分片中（含头不含尾）
500M-1000M=1 --表示如果数据在500~1000万之间，会插入到第二个分片中（含头不含尾）
1000M-1500M=2
自定义分片规则（以城市分片）：
schema.xml添加表：
<!--测试分片规则的表-->
<table name="t_city" dataNode="dn$1-3" rule="sharding-by-intfile-test"/>
rule.xml自定义tableRule：
<!--自定义分片规则-->
<tableRule name="sharding-by-intfile-test">
<rule>
<columns>city</columns>
<algorithm>hash-int-test</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="hash-int-test" class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap">
<property name="mapFile">partition-hash-int-test.txt</property>
<!--0:integer 非0表示string-->
<property name="type">1</property>
<!--设置默认节点，默认节点的作用:枚举分片时，如果碰到不识别的枚举值，就让他进入默认节点，不配置可能会报错，小于 0 表示不设置默认节点，大于等于 0 设置默认节点-->
<property name="defaultNode">0</property>
</function>
添加一个partition-hash-int-test.txt：
hubei=0
guangdong=1
chongqing=2
DEFAULT_NODE=0
在mysql中创建表：
use test_global01;
CREATE TABLE `t_city` (`id` varchar(20) NOT NULL,`city` varchar(20) NOT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
use test_global02;
CREATE TABLE `t_city` (`id` varchar(20) NOT NULL,`city` varchar(20) NOT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
use test_global03;
CREATE TABLE `t_city` (`id` varchar(20) NOT NULL,`city` varchar(20) NOT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
启动mycat，并插入数据：
mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'hubei');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)
mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'guangdong');
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'chongqing');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'hainan');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> select * from t_city;
+---------------+-----------+
| id | city |
+---------------+-----------+
| test_global01 | hubei |
| test_global02 | guangdong |
| test_global03 | chongqing |
| test_global01 | hainan |
+---------------+-----------+
4 rows in set (0.00 sec)
如图所示：上面的插入，将hubei插入第一个分片，guangdong插入第二个分片，chongqing插入第三个分片，同时，hainan则插入到默认节点里。
5.E-R表
由于mycat底层不支持跨分片操作，如果需求中有多个相关的分片表进行关联操作时，就需要如E-R分片的配置逻辑。 基于E-R关系进行分片，子表的记录与其父表的记录保存在同一个分片上，这样关联就不需要跨库进行查询了。
1.E-R表配置
在schema.xml配置文件中schema标签中配置customer table 的分库策略
<!-- ER表配置示例-->
<table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2" rule="sharding-by-intfile">
<childTable name="orders" primaryKey="ID" joinKey="customer_id" parentKey="id">
<childTable name="order_items" joinKey="order_id" parentKey="id" />
</childTable>
<childTable name="customer_addr" primaryKey="ID" joinKey="customer_id" parentKey="id" />
</table>
<!--如果需要配置多个分片，则需要修改rule.xml中，设置count 多少个分片
<function name="hash-int" class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap">
<property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property>
<property name="count">3</property>
</function>-->
配置说明: table标签表明这是配置表信息; name = "customer" 说明这张表的名称叫customer, id 是 主键, 表分布在dn1,dn2,dn3这三个数据库中, 表的分片策略是sharding-by-intfile.
childTable表明子表信息, 此示例中说明customer关联了两张子表,分别是orders,customer_addr;我们以orders表为例说明.
orders表的主键是id,它通过joinKey关联父表的parentKey.本例中orders表就是以customer_id去关联customer表的id.也就是说,当customer表中id = 1 在dn1时,那么orders表中customer_id = 1这条数据也会在dn1这个数据库. 这样设置就避免了跨库join,提高了查询效率.
同样的,order_items表关联的父表是orders. 原理一样.
2.E-R表插入数据
# 启动后，创建表
create table customer(id int not null primary key,name varchar(100),company_id int not null,sharding_id int not null);
create table orders (id int not null primary key ,customer_id int not null,sataus int ,note varchar(100) );
create table order_items (id int not null primary key ,order_id int not null,remark varchar(100) );
# 插入数据
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(1,'wang',1,10000);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(2,'xue',2,10010);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(3,'feng',3,10000);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(4,'test',4,10010);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(5,'admin',5,10010);
insert into orders(id,customer_id) values(1,1);
insert into orders(id,customer_id) values(2,2);
insert into orders(id,customer_id,sataus,note) values(3,4,2,'xxxx');
insert into orders(id,customer_id,sataus,note) values(4,5,2,'xxxx');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (1,1,'1mark');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (2,2,'2mark');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (3,3,'3mark');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (4,4,'4mark');
3.E-R表测试
如下图所示：使用navicat查询， 基于E-R关系进行分片，子表的记录与其父表的记录保存在同一个分片上，这样关联就不需要跨库进行查询了。
6.HAProxy
笔者使用的环境：
| 服务器名称 | ip | 操作系统 | 安装软件 |
|---|---|---|---|
| mysql-master | 192.168.189.150 | CentOS7.1 | mysql.mycat，keepalived |
| mysql-slave1 | 192.168.189.151 | CentOS7.1 | mysql.mycat,haproxy，keepalived |
| mysql-slave2 | 192.168.189.152 | CentOS7.1 | mysql.mycat，keepalived |
1.HAProxy介绍
- HAProxy 是一款提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理软件，支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。
- HAProxy 实现了一种事件驱动、单一进程模型，此模型支持非常大的并发连接数。
- HAProxy支持连接拒绝 ： 因为维护一个连接的打开的开销是很低的，有时我们很需要限制攻击爬虫，也就是说限制它们的连接打开从而限制它们的危害。
- HAProxy 支持全透明代理：可以用客户端IP地址或者任何其他地址来连接后端服务器。这个特性仅在Linux 2.4/2.6内核打了cttproxy补丁后才可以使用.
2. HAProxy特性
- 可靠性与稳定性都非常出色，可与硬件级设备媲美
- 支持连接拒绝，可以用于防止DoS攻击
- 支持长连接、短连接和日志功能，可根据需要灵活配置
- 路由 HTTP 请求到后端服务器,基于cookie作会话绑定；同时支持通过获取指定的 url 来检测后端服务器的状态
- HAProxy 还拥有功能强大的 ACL 支持，可灵活配置路由功能，实现动静分离，在架构设计与实现上带来很大方便
- 可支持四层和七层负载均衡，几乎能为所有服务常见的提供负载均衡功能
- 拥有功能强大的后端服务器的状态监控 web 页面,可以实时了解设备的运行状态 ，还可实现设备上下线等简单操作。
- 支持多种负载均衡调度算法，并且也支持 session 保持。
- Haproxy 七层负载均衡模式下，负载均衡与客户端及后端的服务器会分别建立一次TCP连接，而在四层负载均衡模式下(DR)，仅建立一次 TCP 连接；七层负载均衡对负载均衡设备的要求更高，处理能力也低于四层负载均衡
3.HAProxy安装
HAProxy的安装非常简单：yum install -y haproxy
查看安装的haproxy： rpm -qi haproxy
安装完成后的目录：cd /usr/sbin
配置文件的目录：cd /etc/haproxy/
4.HAProxy配置文件
1.HAProxy的配置文件由两部分构成：
全局设定（global settings）：主要用于定义HAProxy进程管理安全及性能相关的参数
对代理的设定（proxies）：共分为4段（defaults，frontend，backend，listen）
defaults：为除了global以外的其他配置段提供默认参数，默认配置参数可由下一个defaults重新设定
frontend：定义一系列监听的套接字，这些套接字可接受客户端请求并与之建立连接
backend：定义“后端”服务器，前端代理服务器将会把客户端的请求调度至这些服务器
listen：定义监听的套接字和后端的服务器，类似于将frontend和backend段放在一起，通常只对TCP流量有用， 所有代理的名称只能使用大写字母、小写字母、数字、-（中线）、_（下划线）、.(点号)、:（冒号）,并且ACL区分字母大小写
配置haproxy配置文件，目录：/etc/haproxy/haproxy.cfg
这里笔者把自己已经配置好的的配置文件贴出来：
global
log 127.0.0.1 local2
chroot /var/lib/haproxy
pidfile /var/run/haproxy.pid
maxconn 4000
user haproxy
group haproxy
daemon
# turn on stats unix socket
stats socket /var/lib/haproxy/stats
#---------------------------------------------------------------------
# common defaults that all the 'listen' and 'backend' sections will
# use if not designated in their block
#---------------------------------------------------------------------
defaults
mode tcp
log global
option tcplog
option dontlognull
option http-server-close
#option forwardfor except 127.0.0.0/8
option redispatch
retries 3
timeout http-request 10s
timeout queue 1m
timeout connect 10s
timeout client 1m
timeout server 1m
timeout http-keep-alive 10s
timeout check 10s
maxconn 3000
#---------------------------------------------------------------------
# main frontend which proxys to the backends
#---------------------------------------------------------------------
frontend mycat
bind 0.0.0.0:8066
mode tcp
log global
default_backend mycat_server
#---------------------------------------------------------------------
# static backend for serving up images, stylesheets and such
#---------------------------------------------------------------------
backend mycat_server
balance roundrobin
server mycat1 192.168.189.151:8066 check inter 5s rise 2 fall 3
server mycat2 192.168.189.152:8066 check inter 5s rise 2 fall 3
#---------------------------------------------------------------------
# round robin balancing between the various backends
#---------------------------------------------------------------------
listen stats
mode http
bind 0.0.0.0:1080
stats enable
stats hide-version
stats uri /Haproxyadmin?stats
stats realm Haproxy\ Statistics
stats auth admin:admin
stats admin if TRUE
在这里解释一下三个配置：
#option forwardfor except 127.0.0.0/8 --如果后端服务器需要获取真实ip，就需要配置的参数
balance roundrobin --负载方式:轮询
server mycat1 192.168.189.151:8066（mycat的ip和端口） check inter 5s(检测心跳时间) rise 2 fall 3(失败重连次数)
5.启动haproxy负载均衡器
/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
查看进程，如果看到如下则提示配置成功：
[root@localhost haproxy]# ps -ef|grep haproxy
haproxy 7512 1 0 09:02 ? 00:00:00 /usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
root 7516 7393 0 09:02 pts/0 00:00:00 grep --color=auto haproxy
关闭防火墙：
systemctl stop firewalld
在浏览器上访问（连接地址：http://192.168.189.151:1080/Haproxyadmin?stats 账号/密码：上面listen中配置的admin/admin）,如果看到如下页面，就表示已经成功：
7.mycat负载均衡集群
1.静态负载均衡算法包括：轮询，比率，优先权
轮询:顺序循环将请求依次顺序循环地连接每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7层的故障，BIG-IP就把其从顺序循环队列中拿出，不参加下一次的轮询，直到其恢复正常。
比率:给每个服务器分配一个加权值为比例，根椐这个比例，把用户的请求分配到每个服务器。当其中某个服务器发生第二到第7层的故障，BIG-IP 就把其从服务器队列中拿出，不参加下一次的用户请求的分配, 直到其恢复正常。
优先权:给所有服务器分组,给每个组定义优先权，BIG-IP 用户的请求，分配给优先级最高的服务器组；当最高优先级中所有服务器出现故障，BIG-IP 才将请求送给次优先级的服务器组。这种方式，实际为用户提供一种热备份的方式。
2.负载均衡的优势
（1）高性能：负载均衡技术将业务较均衡的分担到多台设备或链路上，从而提高了整个系统的性能；
（2）可扩展性：负载均衡技术可以方便的增加集群中设备或链路的数量，在不降低业务质量的前提下满足不断增长的业务需求；
（3）高可靠性：单个甚至多个设备或链路出现故障也不会导致业务中断，提高了整个系统的可靠性；
（4）可管理性：大量的管理共组都集中在使用负载均衡技术的设备上，设备集群或链路集群只需要维护通过的配置即可；
（5）透明性：对用户而言，集群等于一个或多个高可靠性、高性能的设备或链路，用户感知不到，也不关心具体的网络结构，增加或减少设备或链路数量都不会影响正常的业务。
8.keepalived
1.keepalived概念
keepalived，保持存活，就是高可用设备或热备用来防止单点故障的发生，keepalived通过请求一个vip来达到请求真实ipi地址的功能，而vip能够在一台机器发生故障的时候，自动漂移到另外一台机器上，从来达到了高可用HAProxy的功能。
2.keepalived的功能
- 通过ip漂移
- 对HAProxy应用层的应用服务器集群进行状态监控
3.keepalived原理
keepalived的实现基于VRRP实现的保证集群高可用的一个服务软件，主要功能是实现真机的故障隔离和负载均衡器间的失败切换，防止单点故障。
VRRP协议：Virtual Route Redundancy Protocol虚拟路由冗余协议。是一种容错协议，保证当主机的下一跳路由出现故障时，由另一台路由器来代替出现故障的路由器进行工作，从而保持网络通信的连续性和可靠性。在介绍VRRP之前先介绍一些关于VRRP的相关术语：
虚拟路由器：由一个 Master 路由器和多个 Backup 路由器组成。主机将虚拟路由器当作默认网关。
VRID：虚拟路由器的标识。有相同 VRID 的一组路由器构成一个虚拟路由器。
Master 路由器：虚拟路由器中承担报文转发任务的路由器。
Backup 路由器： Master 路由器出现故障时，能够代替 Master 路由器工作的路由器。
虚拟 IP 地址：虚拟路由器的 IP 地址。一个虚拟路由器可以拥有一个或多个IP 地址。
IP 地址拥有者：接口 IP 地址与虚拟 IP 地址相同的路由器被称为 IP 地址拥有者。
虚拟 MAC 地址：一个虚拟路由器拥有一个虚拟 MAC 地址。虚拟 MAC 地址的格式为 00-00-5E-00-01-{VRID}。通常情况下，虚拟路由器回应 ARP 请求使用的是虚拟 MAC 地址，只有虚拟路由器做特殊配置的时候，才回应接口的真实 MAC 地址。
优先级： VRRP 根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的地位。
非抢占方式：如果 Backup 路由器工作在非抢占方式下，则只要 Master 路由器没有出现故障，Backup 路由器即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master 路由器。
抢占方式：如果 Backup 路由器工作在抢占方式下，当它收到 VRRP 报文后，会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果自己的优先级比当前的 Master 路由器的优先级高，就会主动抢占成为 Master 路由器；否则，将保持 Backup 状态。
4.keepalived组件
keepalived是模块化设计，不同模块负责不同的功能，core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。checkers负责健康检查，包括常见的各种检查方式。VRRP模块是来实现VRRP协议的。
5.keepalived配置
1.解压并安装（安装keepalived 需要用到 openssl）:
cd /home
# 安装环境依赖
yum install gcc gcc-c++ openssl openssl-devel
# 如果没有安装过wget， yum install wget 安装
wget -q https://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.18.tar.gz
# ls查看是否安装了 keepalived-1.2.18.tar.gz
tar -zxvf keepalived-1.2.18.tar.gz
cd keepalived-1.2.18
# 监测
./configure --prefix=/usr/local/keepalived-1.2.18/
# 编译安装
make && make install
2.将keepalived安装成Linux服务
# 因为没有使用keepalived的默认路径安装(默认是/usr/local)，安装后，需要复制默认配置文件到默认路径下
mkdir /etc/keepalived
cp /usr/local/keepalived-1.2.18/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
# 将初始化文件复制到etc里
cp /usr/local/keepalived-1.2.18/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d
# 将配置文件复制到etc里
cp /usr/local/keepalived-1.2.18/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig
# 软连接
ln -s /usr/local/keepalived-1.2.18/sbin/keepalived /usr/sbin/
# 将keepalived设置为开机启动
chkconfig keepalived on
3.keepalived配置文件
cd /etc/keepalived/
# 修改配置文件，建议下载下来修改
vi keepalived.conf
# 下面是主keepalived.conf的配置文件
! Configuration File for keepalived
global_defs { # 全局配置标识，表明这个区域是全局配置
router_id LVS_MASTER
}
vrrp_sync_group VG1 {
group {
VI_1
}
}
# keepalived会去检测负载均衡器，所以要设定一个脚本，让他自己去检测
vrrp_script chk_haproxy {
# 检测haproxy状态的脚本路径
script "/etc/keepalived/haproxy_check.sh"
# 检测间隔时间
interval 2
# 如果条件成立，权重+2，反之 -2
weight 2
}
# 定义一种虚拟路由协议，即vrrp，一个vrrp_instance 定义一个虚拟路由器，VI_1实例名
vrrp_instance VI_1 {
# 定义初始状态，乐意是master或者backup（备份）
state MASTER
# 工作接口，通告选举使用哪个接口进行，使用ip addr查看
interface ens33
# 虚拟路由id，如果是一组，则定义一个id，如果是多组，则定义多个
virtual_router_id 51
# 优先级策略选择参数
priority 100
# 通告频率单位是s
advert_int 1
# 通信认证机制
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
# 虚拟路由ip网段不一样,设置自己的网段+ip
virtual_ipaddress {
192.168.189.100
}
# 检测脚本 对应的是vrrp_script chk_haproxy 负载均衡器
track_script{
chk_haproxy
}
}
# 从keepalived.conf的配置文件：
global_defs {
#备用
router_id LVS_BACKUP
}
vrrp_sync_group VG1 {
group {
VI_1
}
}
vrrp_script chk_haproxy {
script "/etc/keepalived/haproxy_check.sh"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
# 状态为备用的状态
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
# 优先级不能高于主
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.189.100
}
track_script{
chk_haproxy
}
}
4.keepalived检测脚本
#!/bin/bash
START_HAPROXY="/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg" LOG_FILE="/usr/local/keepalived/log/haproxy-check.log" # 日志文件，会新建一个日志文件
HAPS=`ps -C haproxy --no-header |wc -l` # 检测状态，0表示未启动，1表示启动
date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S" >> $LOG_FILE # 记录时间
echo "check haproxy status" >> $LOG_FILE # 记录状态
if [ $HAPS -eq 0 ];then
echo $START_HAPROXY >> $LOG_FILE # 记录启动命令
/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg #启动haproxy
sleep 3 #启动之后进行睡眠，3s后再进行判断是否已经成功启动，如果没有启动就把keepalived服务关掉，换成备份的服务
if [ `ps -C haproxy --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
echo "start haproxy failed, killall keepalived" >> $LOG_FILE
killall keepalived
service keepalived stop
fi
fi
5.给脚本赋值权限
chmod +x /etc/keepalived/haproxy_check.sh
# 创建日志目录
mkdir /usr/local/keepalived/log
6.keepalived相关程序：
service keepalived start # 启动
service keepalived stop # 停止
service keepalived restart # 重启
service keepalived status # 查看keepalived状态
7.演示ip漂移
# 在从1上启动haproxy
[root@localhost keepalived]# /usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
# 启动keepalived服务
[root@localhost keepalived]# service keepalived start
# ip addr 查看ip可以看到主keepalived的虚拟ip已经生效了
# 关闭主虚拟机上的keepalived，可以看到在主虚拟机上的虚拟ip已经没有了，同时在虚拟ip已经飘到152这台虚拟机上了
[root@localhost keepalived]# service keepalived stop
# 开启主虚拟机上的keepalived，ip将重新回到主虚拟机上
8.演示Keepalived 重新启动haproxy
关闭haproxy，可以看到，keepalived把haproxy重启了。
卸载keepalived和haproxy
卸载haproxy
yum remove haproxy
# 通过yum安装的
yum remove keepalived
# 通过源码包安装的
[root@localhost keepalived]# cd /home/keepalived-1.2.18
[root@localhost keepalived-1.2.18]# make uninstall
[root@localhost keepalived-1.2.18]# cd ../
[root@localhost home]# rm -rf keepalived-1.2.18
[root@localhost home]# rm -rf keepalived-1.2.18.tar.gz
[root@localhost home]# cd /etc
[root@localhost etc]# rm -rf keepalived
[root@localhost etc]# cd /usr/local
[root@localhost local]# rm -rf keepalived
[root@localhost local]# rm -rf keepalived-1.2.18/
# 验证
[root@localhost etc]# serive keepalived satrt
-bash: serive: 未找到命令
[root@localhost etc]# systemctl start keepalived
Job for keepalived.service failed because the control process exited with error code. See "systemctl status keepalived.service" and "journalctl -xe" for details.
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