1.Keepalived高可用基本概述

1.什么是高可用一般是指2台机器启动着相同的业务系统,当有一台机器down机了, 另外一台服务器能快速的接管, 对于访问的用户是无感知的。
2.高可用通常使用什么软件?通常服务高可用我们选择使用keepalived软件实现
3.keepalived是如何实现高可用的？keepalived软件是基于VRRP协议实现的。VRRP虚拟路由冗余协议，主要用于解决单点故障问题
4.那VRRP是如何诞生的，VRRP的原理又是什么？比如公司的网络是通过网关转换进行上网的，那如果该路由器故障了，网关无法转发报文了，此时所有人都将无法上网，这么时候怎么办呢？12.Nginx高可用架构 - 图1
通常做法是给路由增加一台备节点，但问题来了?如果我们的主网关master故障了，用户是需要手动修改网关指向Backup，如果用户过多修改起来会非常的麻烦。第一个问题: 假设用户将指向都修改到Backup路由器，那么Master路由器如果修复好了又该怎么办？第二个问题: 假设Master网关故障，我们将Backup网关配置为Master网关IP行不行?其实上不行，因为PC第一次是通过ARP广播寻找到Master网关的Mac地址与IP地址，PC则会将Master网关的对应IP与MAC地址写入ARP缓存表中，那么PC第二次则会直接读取ARP缓存表中的MAC地址与IP地址，然后进行数据包的转发。此时PC转发的数据包还是会教给Master。(除非PC的ARP缓存表过期，在次发起ARP广播的时候才能正确获取Bakcup的Mac地址与对应的IP地址。)12.Nginx高可用架构 - 图2
如何才能做到出现故障自动转移，此时VRRP就应运而生，我们的VRRP其实是通过软件或硬件的形式在Master和Backup外面增加一个虚拟MAC地址(简称VMAC)与虚拟IP地址(简称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的对应关系。12.Nginx高可用架构 - 图3
5.高可用keepalived使用场景通常业务系统需要保证7x24小时不DOWN机, 比如公司内部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12.Nginx高可用架构 - 图4
6.高可用核心概念总结1.如何确定谁是主节点谁是备节点。(投票选举？优先级？)2.如果Master故障，Backup自动接管，那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)

2.Keepalived高可用安装配置

1.实践环境，配置实现虚IP转移

状态 IP 角色
节点1 10.0.0.5 Master
节点2 10.0.0.6 Backup
VIP 10.0.0.3

2.在master与backup上分别安装keepalived

  1. [root@lb01 ~]# yum install keepalived -y
  2. [root@lb02 ~]# yum install keepalived -y

3.配置节点1，Master

  1. [root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
  2. global_defs {     
  3.     router_id lb01   
  4. }
  6. vrrp_instance VI_1 {
  7.     state MASTER
  8.     interface eth0
  9.     virtual_router_id 50
  10.     priority 150
  11.     advert_int 1
  12.     authentication {
  13.         auth_type PASS
  14.         auth_pass 1111
  15. }
  16.     virtual_ipaddress {
  17.         10.0.0.3
  18.     }
  19. }

4.配置节点2，Backup

  1. [root@lb02 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
  2. global_defs {
  3.     router_id lb02
  4. }
  6. vrrp_instance VI_1 {
  7.     state BACKUP
  8.     interface eth0
  9.     virtual_router_id 50
  10.     priority 100
  11.     advert_int 1
  12.     authentication {
  13.         auth_type PASS
  14.         auth_pass 1111
  15.     }
  16.     virtual_ipaddress {
  17.         10.0.0.3
  18.     }
  19. }

5.对比keepalived的master与backup配置的区别

Keepalived配置区别 Master配置 Backup节配置
route_id(唯一标识) lb01 lb02
state(角色状态) MASTER BACKUP
priority(优先级) 150 100

6.启动Master与Backup节点的keepalived
#lb01
[root@lb01 ~]# systemctl enable keepalived
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived

lb02
[root@lb02 ~]# systemctl enable keepalived
[root@lb02 ~]# systemctl start keepalived

3.Keepalived高可用地址漂移

检查keepalived的虚拟VIP地址能否漂移
1.在Master上进行如下操作

  1. # Master存在vip地址
  2. [root@lb01 ~]# ip addr |grep 10.0.0.3
  3.     inet 10.0.0.3/24 scope global secondary eth0
  5. # 停止Master上的keepalived, 检测vip已不存在
  6. [root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived
  7. [root@lb01 ~]# ip addr |grep 10.0.0.3

2.在Backup上进行如下操作
#发现地址已经漂移至Backup端

  1. [root@lb02 ~]# ip addr|grep 10.0.0.3
  2.     inet 10.0.0.3/24 scope global secondary eth0

3.此时重新启动Master上的Keepalived,会发现VIP被强行抢占

  1. [root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
  2. [root@lb01 ~]# ip addr |grep 10.0.0.3
  3.     inet 10.0.0.3/24 scope global secondary eth0

4.通过windows查看arp缓存表，验证地址漂移后是否会自动更新MAC地址。

4.Keepalived高可用非抢占式

通常master服务故障后backup会变成master，但是当master服务又恢复的时候，master会抢占VIP，这样就会发生两次切换对业务繁忙的网站来说并不是太友好，此时我们可以配置keepalived为非抢占式(前提两台主机的硬件配置信息一致)
配置非抢占式步骤如下1、两个节点的state都必须配置为BACKUP(官方建议)2、两个节点都在vrrp_instance中添加nopreempt参数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。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，唯一的区分就是优先级。

  1. #Master
  2.     vrrp_instance VI_1 {
  3.         state BACKUP
  4.         priority 150
  5.         nopreempt
  6.     }
  8. #Backup
  9.     vrrp_instance VI_1 {
  10.         state BACKUP
  11.         priority 100
  12.         nopreempt
  13.     }

5.keepalived高可用故障脑裂

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消息，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.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
1.在备上编写检测脚本, 测试如果能ping通主并且备节点还有VIP的话则认为产生了列脑

  1. [root@lb02 ~]# cat check_split_brain.sh
  2. #!/bin/sh
  3. vip=10.0.0.3
  4. master_ip=10.0.0.5
  5. while true;do
  6.     ping -c 2 -W 3 $master_ip &>/dev/null
  7.     if [ $? -eq 0 -a `ip add|grep "$vip"|wc -l` -eq 1 ];then
  8.         echo "ha is split brain.warning."
  9.     else
  10.         echo "ha is ok"
  11.     fi
  12. sleep 5
  13. done

2.如果Nginx宕机, 会导致用户请求失败, 但Keepalived并不会进行切换, 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 nginx和keepalived

  1. [root@lb01 ~]# mkdir /server/scripts
  2. [root@lb01 ~]# vim /server/scripts/check_web.sh
  3. #!/bin/sh
  4. nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)
  5. #1.判断Nginx是否存活,如果不存活则尝试启动Nginx
  6. if [ $nginxpid -eq 0 ];then
  7.     systemctl start nginx
  8.     sleep 3
  9.     #2.等待3秒后再次获取一次Nginx状态
  10.     nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l) 
  11.     #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  
  12.     if [ $nginxpid -eq 0 ];then
  13.         systemctl stop keepalived
  14.    fi
  15. fi
  17. #给脚本增加执行权限
  18. [root@lb01 ~]# chmod +x /server/scripts/check_web.sh

3.在lb01主机的keepalived配置文件中调用此脚本

  1. [root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
  2. global_defs {
  3.          router_id LVS_01
  4. }
  6. #1.每5秒执行一次脚本, 脚本执行内容不能超过5秒,否则会被中断再次重新运行脚本
  7. vrrp_script check_web {
  8.    script "/server/scripts/check_web.sh"
  9.    interval 5
  10. }
  12. vrrp_instance VI_1 {
  13.     nopreempt
  14.     state MASTER
  15.     interface eth0
  16.     virtual_router_id 50
  17.     priority 150
  18.     advert_int 1
  19.     authentication {
  20.         auth_type PASS
  21.         auth_pass 1111
  22.     }
  23.     virtual_ipaddress {
  24.         10.0.0.3
  25.     }
  27.     #2.调用并运行该脚本
  28.     track_script {
  29.         check_web
  30.     }
  31. }