keepalived高可用

目录

• 内容概述
• 内容详细
  • 1.什么是高可用？
  • 2.高可用常用的工具
  • 3.keeplived是怎样实现高可用的？
    • 3.1 名词解释
    • 3.2 举例说明
  • 4.高可用keepalived核心概念
  • 5.keepalived搭建
  • 6.keepalived的抢占式和非抢占式
  • 7.keepalived常见问题以及解决方式
    • 7.1 什么是keepalived脑裂？
    • 7.2 脑裂的解决办法
  • 8.nginx与高可用keepalived
    • 8.1 nginx故障切换脚本
    • 8.2 使用keepalived配置文件调用nginx切换脚本

内容概述

1.什么是高可用？
2.高可用常用的工具
3.keeplived是怎样实现高可用的？
-3.1 名词解释
-3.2 举例说明
4.高可用keepalived核心概念
5.keepalived搭建
6.keepalived的抢占式和非抢占式
7.keepalived常见问题以及解决方式
-7.1 什么是keepalived脑裂？
-7.2 脑裂的解决办法
8.nginx与高可用keepalived
-8.1 nginx故障切换脚本
-8.2 使用keepalived配置文件调用nginx切换脚本

内容详细

1.什么是高可用？

高可用一般指两台部署并运行着完全一样服务的服务器，如果其中一台发生故障宕机，另外一台将快速接管业务。这个过程对于用户来说是感知不到的。

2.高可用常用的工具

硬件上我们使用 F5
软件我们通常使用 keepalived	# 一些云服务器不支持keepalived,这些服务器一般本身就是高可用负载均衡。

3.keeplived是怎样实现高可用的？

3.1 名词解释

首先，keepalived软件基于VRRP协议实现，VRRP协议又叫虚拟路由冗余协议，一般用来解决单点故障。
它的工作方式是在局域网中不间断的广播，不间断探测，当探测到对方发生故障时，则立即使VIP漂移到指定的节点。
keepalived 的优点是实现了IP的漂移
缺点：
	1.云主机不支持
	2.容易脑裂（即多个节点上同时产生了相同的VIP）
	3.一般只在公司内部使用

3.2 举例说明

比如公司的网络是通过网关进行上网的，那么如果该路由器故障了，网关无法转发报文了，此时所有人都无法上网了，怎么办？
 
	通常做法是给路由器增加一台备节点，但是问题是，如果我们的主网关master故障了，用户是需要手动指向backup的，如果用户过多修改起来会非常麻烦。
 
问题 1：假设用户将指向都修改为backup路由器，那么master路由器修好了怎么办？
问题 2：假设Master网关故障，我们将backup网关配置为master网关的ip是否可以？
 
	这其实是不行的，因为PC第一次通过ARP广播寻找到Master网关的MAC地址与IP地址后，会将信息写到ARP的缓存表中，那么PC之后连接都是通过那个缓存表的信息去连接，然后进行数据包的转发，即使我们修改了IP但是Mac地址是唯一的，pc的数据包依然会发送给master。（除非是PC的ARP缓存表过期，再次发起ARP广播的时候才能获取新的backup对应的Mac地址与IP地址）
 
	那么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keepalived核心概念

1.该怎样确定谁是主节点，，谁是备用节点？（涉及到优先级的问题）
2.如果Master出现故障，Backup自动接管，那么Master恢复后会将业务接管回来吗？（抢占式和非抢占式）
3.如果两台服务器都认为自己是Master会出现什么问题？（脑裂）

5.keepalived搭建

环境：准备两台完全一样的七层负载均衡服务器（lb01和lb02）
	 VIP:192.168.174.110
1.安装高可用软件
两台机器都装：yum install keepalived -y
2.修改配置文件

配置主节点的配置文件（lb01）
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
# 全局配置
global_defs {
	# 身份识别	(router_id在集群中不能重复)
    router_id lb01
}
# 配置VRRP协议
vrrp_instance VI_1 {
	# 状态/身份 MASTER和BACKUP	指定是否是MASTER节点
	# 即使指定了MASTER，也不能够将其设置为MASTER节点
    state BACKUP
    # 绑定网卡（指定代理的网卡）
     nopreempt
     # 开启非抢占式
    interface eth0
    # 虚拟路由标识，可以理解为分组
    virtual_router_id 50
    # 权重，权重越高，VIP分配的权重就越高（0 ~ 100） 优先级
    priority 100
    # 检测心跳的间隔时间
    advert_int 1
    # 为集群设置认证
    authentication {
    	# 认证的类型
        auth_type PASS
        # 认证的密码
        auth_pass 123456
    }
    # 配置VIP
    virtual_ipaddress {
    	# 虚拟的IP地址
        192.168.174.110
    }
}

配置备用节点的配置文件（lb02）
global_defs {
    router_id lb02
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
     nopreempt
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.174.110
    }
}
两台服务器都启动keepalived
systemctl start keepalived.service

# keepalived 开启日志
# 配置keepalived
vim /etc/sysconfig/keepalived
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"
# 配置rsyslog抓取日志
 vim /etc/rsyslog.conf
 local0.*        /var/log/keepalived.log
 # 重启服务即可
 systemctl restart keepalived rsyslog

6.keepalived的抢占式和非抢占式

	默认情况下，keepalived是抢占式的，抢占式会导致访问故障，所以一般情况下我们用非抢占式。
1.两个节点都启动的情况
# 因为节点一优先级比节点二高，所以只有节点一上有VIP
ip addr | grep 192.168.174.110
inet 192.168.174.110/32 scope global eth0

2.停止主节点后，由于节点一keepalived挂掉，节点一会自动接管节点二的工作，即VIP。
这时lb02：ip addr | grep 192.168.174.110
inet 192.168.174.110/32 scope global eth0

3.重新启动主节点，因为节点一优先级高于节点二，所以当节点一恢复时，会把VIP抢占回来。
ip addr | grep 192.168.174.110
inet 192.168.174.110/32 scope global eth0

4.我们需要配置非抢占式
# 主节点配置
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
... ...
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    #开启非抢占式
    nopreempt
    priority 100
... ...
}
重启keepalived
systemctl restart keepalived。service

# 备用节点配置
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
... ...
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    #开启非抢占式
    nopreempt
    priority 90
... ...
}
重启keepalived
systemctl restart keepalived.service
# 总结
1.两个节点的state都必须配置为BACKUP
2.两个节点都必须加上配置 nopreempt
3.其中一个节点的优先级必须要高于另外一个节点的优先级
4.两台服务器都角色状态启用nopreempt后，必须修改角色状态统一为BACKUP，它们唯一的区分就是优先级不同

7.keepalived常见问题以及解决方式

7.1 什么是keepalived脑裂？

因为某些原因，导致两台keepalived高可用服务器在指定的时间内，无法检测到对方的"心跳"，各自取得了资源以及服务的所有权，原来被一个节点访问的资源就会出现被多个节点同时访问的情况，，这种情况就是脑裂。

可能导致脑裂的情况：
1.网线松动，网络故障
2.服务器硬件出现问题
3.服务器之间开启了防火墙

7.2 脑裂的解决办法

我们从原理来解决问题，如果发生脑裂，那么则随机kill掉一台即可。
# 我么可以尝试编写测试脚本，测试如果能ping通主节点，并且备用节点还有VIP的话，我们就认为产生了脑裂。
编写检测脚本：
lb01：
#!/bin/sh
vip=192.168.174.110
lb01_ip=192.168.174.5
while true ;
do
    ping -c 2 $lb01_ip &>/dev/null
    if [ $? -eq 0 -a `ip a | grep "$vip"|wc -l` -eq 1 ] ; then
        echo "脑裂发生......"
    else
        echo "一切正常"
    fi
sleep 5
done

lb02：
#!/bin/bash
vip=192.168.174.110
lb01_ip=172.16.1.5
while true ;
do
   ssh $lb01_ip 'ip a | grep 192.168.174.5' & > /dev/null
    if [ $? -eq 0 -a `ip a | grep "$vip"|wc -l` -eq 1 ] ; then
        echo "脑裂发生......"
    else
        echo "一切正常"
    fi
sleep 5
done

8.nginx与高可用keepalived

8.1 nginx故障切换脚本

nginx默认监听在所有的ip地址上，VIP会随机漂移到一台节点上，相当于那台nginx主机多了VIP这块网卡，所以我么可以通过该ip访问到这台nginx主机。
问题是，如果nginx主机宕机了，用户访问失败，而keepalived没有挂掉不会就不会切换。
所以我们需要一个脚本来检测nginx存活状态，如果不存活我们就kiil掉keepalived。
#!/bin/sh
# 判断Nginx是否存活,如果不存活则尝试启动Nginx
netstat -nutlp | grep -E '\<80\>'
if [ $? -ne 0 ];then
	systemctl restart nginx
# 等待3秒后再次获取一次Nginx状态
    sleep 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  
    netstat -nutlp | grep -E '\<80\>'
    if [ $nginxpid -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
    fi
fi
 
# 给脚本增加执行权限
chmod +x /root chick_nginx.sh

8.2 使用keepalived配置文件调用nginx切换脚本

1.配置抢占式
# 只需要在备用节点配置
vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {
    router_id lb02
}
# 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_nginx {
    script "/root/check_nginx.sh"
    interval 5
}
...
# 调用计划的脚本
track_script {
        check_nginx
    }
}
2.配置非抢占式
# 配置非抢占式时，两边都要配置脚本
3.进行测试
	1）将VIP所在的机器nginx的配置文件修改错误
	2）停止nginx
	3）查看VIP是否切换