keepalived原理和安装

女爷i 2023-02-13 11:42 2阅读 0赞

**一、高可用原理**

**1、VRRP是什么**

keepalived主要使用的是VRRP功能，VRRP（VritrualRouterRedundancyProtocol,虚拟路由冗余协议）出现的目的就是解决静态路由出现的单点故障问题。

健康检查和失败切换是keepalived的两大核心功能。所谓的健康检查，就是采用tcp三次握手，icmp请求，http请求，udp echo请求等方式对负载均衡器后面的实际的服务器(通常是承载真实业务的服务器)进行保活；而失败切换主要是应用于配置了主备模式的负载均衡器，利用VRRP维持主备负载均衡器的心跳，当主负载均衡器出现问题时，由备负载均衡器承载对应的业务，从而在最大限度上减少流量损失，并提供服务的稳定性。

**2、VRRP选举机制**

VRRP路由器在运行过程中有三种状态：  
1. Initialize状态： 系统启动后就进入Initialize，此状态下路由器不对VRRP报文做任何处理；  
2. Master状态；  
3. Backup状态；  
一般主路由器处于Master状态，备份路由器处于Backup状态。

VRRP使用选举机制来确定路由器的状态，优先级选举：  
1.VRRP组中IP拥有者。如果虚拟IP地址与VRRP组中的某台VRRP路由器IP地址相同，则此路由器为IP地址拥有者，这台路由器将被定位主路由器。  
2.比较优先级。如果没有IP地址拥有者，则比较路由器的优先级，优先级的范围是0~255，优先级大的作为主路由器  
3.比较IP地址。在没有Ip地址拥有者和优先级相同的情况下，IP地址大的作为主路由器。

如下图所示，虚拟IP为10.1.1.254，在VRRP组中没有IP地址拥有者，则比较优先级，很明显RB和RA的优先级要大于RC，则比较RA和RB的IP地址，RB的IP地址大。所以RB为组中的主路由器。  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

路由器使用VRRP 功能后，会根据优先级确定自己在备份组中的角色。优先级高的路由器成为Master 路由器，优先级低的成为Backup 路由器。Master 拥有对外服务的虚拟IP，提供各种网络功能，并定期发送VRRP 报文，通知备份组内的其他设备自己工作正常；Backup 路由器只接收Master 发来的报文信息，用来监控Master 的运行状态。当Master 失效时，Backup 路由器进行选举，优先级高的Backup 将成为新的Master 。

在**抢占**方式下，当Backup 路由器收到VRRP 报文后，会将自己的优先级与报文中的优先级进行比较。如果大于通告报文中的优先级，则成为Master 路由器；否则将保持Backup状态；

在**非抢占**方式下，只要Master 路由器没有出现故障，备份组中的路由器始终保持Master 或Backup 状态，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；

如果Backup 路由器的定时器超时后仍未收到Master 路由器发送来的VRRP报文，则认为Master 路由器已经无法正常工作，此时Backup 路由器会认为自己是Master 路由器，并对外发送VRRP报文。备份组内的路由器根据优先级选举出Master 路由 器，承担报文的转发功能。

**二、安装**

1、环境

vip:192.168.0.16

server1:192.168.1.60

server2:192.168.1.65

centos 7

2、两台机器都安装keepalived

# cd /usr/local/src 
    # tar -zxvf keepalived-1.4.5.tar.gz 
    # cd keepalived-1.4.5
    # ./configure --prefix=/usr/local/keepalived 
    # make && make install

拷贝文件

mkdir /etc/keepalived 
    cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ 
    cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/ #这个文件可能没有，需要手动创建
    cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/ 
    cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived  /usr/sbin/

这个文件可能没有，需要手动创建,/usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived ,内容：

#!/bin/sh
    #
    # Startup script for the Keepalived daemon
    #
    # processname: keepalived
    # pidfile: /var/run/keepalived.pid
    # config: /etc/keepalived/keepalived.conf
    # chkconfig: - 21 79
    # description: Start and stop Keepalived
    
    # Source function library
    . /etc/rc.d/init.d/functions
    
    # Source configuration file (we set KEEPALIVED_OPTIONS there)
    . /etc/sysconfig/keepalived
    
    RETVAL=0
    
    prog="keepalived"
    
    start() {
        echo -n $"Starting $prog: "
        daemon keepalived ${KEEPALIVED_OPTIONS}
        RETVAL=$?
        echo
        [ $RETVAL -eq 0 ] && touch /var/lock/subsys/$prog
    }
    
    stop() {
        echo -n $"Stopping $prog: "
        killproc keepalived
        RETVAL=$?
        echo
        [ $RETVAL -eq 0 ] && rm -f /var/lock/subsys/$prog
    }
    
    reload() {
        echo -n $"Reloading $prog: "
        killproc keepalived -1
        RETVAL=$?
        echo
    }
    
    # See how we were called.
    case "$1" in
        start)
            start
            ;;
        stop)
            stop
            ;;
        reload)
            reload
            ;;
        restart)
            stop
            start
            ;;
        condrestart)
            if [ -f /var/lock/subsys/$prog ]; then
                stop
                start
            fi
            ;;
        status)
            status keepalived
            RETVAL=$?
            ;;
        *)
            echo "Usage: $0 {start|stop|reload|restart|condrestart|status}"
            RETVAL=1
    esac
    
    exit $RETVAL

chkconfig keepalived on #开机启动

**三、配置**

1、配置server1（主）

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
     
     
    global_defs {
       router_id master #是运行keepalived的一个表示，多个集群设置不同。
    }
     
     
    vrrp_script chk_nginx {
        script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
        interval 2
        weight -20
    }
     
     
     
    vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER    #指定实例初始状态，实际的MASTER和BACKUP是选举决定的。
        interface em1    #  绑定虚拟 IP 的网络接口,ifconfig 查看IP对应的网卡
        virtual_router_id 51 #设置VRID标记，多个集群不能重复(0..255)
        mcast_src_ip 192.168.1.60 #localIP，可以不要该属性
        priority 100 #设置优先级，优先级高的会被竞选为Master，Master要高于BACKUP,至少50
        nopreempt #设置为不抢占，说明：这个配置只能在BACKUP主机上面设置
        advert_int 1  #检查的时间间隔，默认1s
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 123456
        }
     
     
        track_script {
            chk_nginx
        }
     
     
        virtual_ipaddress { #设置VIP，可以设置多个，用于切换时的地址绑定。
            10.1.125.244  #vip
        }
    }

2、配置server2(备机)

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
     
     
    global_defs {
       router_id slave
    }
    vrrp_script chk_nginx {
        script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
        interval 2
        weight -20
    }
     
     
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        interface em1
        virtual_router_id 51
        mcast_src_ip 192.168.1.65 
        priority 90
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 123456
        }
     
     
        track_script {
            chk_nginx
        }
     
     
        virtual_ipaddress {
            192.168.1.16
        }
    }

vi /etc/keepalived/nginx\_check.sh

#!/bin/bash
    A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
    if [ $A -eq 0 ];then
        /usr/local/nginx/sbin/nginx
        sleep 2
        if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
            killall keepalived
        fi
    fi

授权  
\# chmod +x /etc/keepalived/nginx\_check.sh

两台机器都添加vrrp协议到防火墙，vi /etc/sysconfig/iptables

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

service iptables restart 重启防火墙。

**四、测试**

**我这里只做keepalived测试，nginx的测试大家自行处理。**

1、启动

service keepalived start

`2、通过 ip a 查看是不是只有一个台机器绑定的vip，正常应该只有一个台机器有vip，如下图192.168.1.60，`

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

`3、停掉主 keepalived，备机自动切换为master，备机日志：`

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

`4、启动主机得keepalived，会自动抢占为master,备机日志如下：`

`tail -200  /var/log/messages`

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

这个架构nginx+keepalived方案的缺点：

只有一台服务器对外提供服务，使用率是50%。可以采用双nginx对外提供服务的架构方案，提高服务的使用率。

**五、注意**

1、当主机服务恢复后，vip的master会自动切回到主机。

2、查看keepalived日志

tail -f  /var/log/messages

3、如果主备发生网络不通分区的情况，可能让keepalived集群发生脑裂的情况，导致两台机器抢占vip。比如当防火墙隔离了keepalived的通讯端口112。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200529012953828.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200529025517571.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b3Fpbmdsb25nODUwMTAy,size_16,color_FFFFFF,t_70
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