LVS+keepalived群集

在这个高度信息化的 IT时代，企业的生产系统、业务运营、销售和支持，以及日常管理等环节越来越依赖于计算机信息和服务，对高可用(HA)技术的应用需求不断提高，以便提供持续的、不间断的计算机系统或网络服务。
本文将学习如何使用 Keepalived实现双机热备，包括针对IP地址的故障切换，以及在LVS 高可用群集中的热备应用。

一、Keepalived基础知识

Keepalived是专门针对LVS设计的一款强大的辅助工具，主要用来提供故障切换(Failover)和健康检査(Health Checking)功能--判断LVS 负载调度器、节点服务器的可用性，当 master 主机出现故障及时切换到 backup 节点保证业务正常，当 master 故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回master节点。

1.Keepalived概述

Keepalived 采用 VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议)热备份协议，以软件的方式实现Linux服务器的多机热备功能。VRRP是针对路由器的一种备份解决方案--由多台路由器组成一个热备组，通过共用的虚拟 IP地址对外提供服务;每个热备组内同一时刻只有一台主路由器提供服务,其他路由器处于冗余状态。若当前在线的路由器失效，则其他路由器会自动接替(优先级决定接替顺序)虚拟IP地址，以继续提供服务。
热备组内的每台路由器都可能成为主路由器，虚拟路由器的IP地址(VIP)可以在热备组内的路由器之间进行转移，所以也称为漂移 IP地址。使用 Keepalived 时，漂移地址的实现不需要手动建立虚接口配置文件(如 ens33:0)，而是由Keepalived 根据配置文件自动管理。

2.使用Keepalived实现双机热备

基于 VRRP 的热备方式，Keepalived可以用作服务器的故障切换，每个热备组可以有多台服务器—当然，最常用的就是双机热备了。在这种双机热备方案中，故障切换主要针对虚拟IP地址的漂移来实现，因此能够适用于各种应用服务器(不管是 Web、FTP、Mail,还是SSH、DNS……)。主、备服务器中都需要安装 Keepalived,使用 YUM 方式安装 httpd 提供 Web 服务。

(1)主服务器的配置

Keepalived 服务的配置目录位于/etc/keepalived/。其中，keepalived.conf 是主配置文件。

[root@localhost~]#systemctl stop firewalld     //关闭防火墙
[root@localhost~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# cp keepalived,conf keepalived. conf. bak
[root@localhost keepalived]# vi keepalived.confglobal defs {router_id HA TEST R1                     //本路由器(服务器)的名称
}
vrrp_instance VI_l{                          //定义 VRRP 热备实例
state MASTER                                 //热备状态,MASTER 表示主服务器
interface ens33                              //承载 VIP 地址的物理接口
virtual_router_id l                          //虚拟路由器的 ID号,每个热备组保持一致
priority 100                                 //优先级,数值越大优先级越高
advert_int 1                                 //通告间隔秒数(心跳频率)
authentication {                             //认证信息,每个热备组保持一致auth type PASS                           //认证类型auth pass 123456                         //密码字串
}
virtual ipaddress{                           //指定漂移地址(VIP),可以有多个192.168.10.172
}
}

确认上述配置无误，然后启动Keepalived 服务。实际状态为 MASTER 的主服务器将为ens33 接口自动添加 VIP 地址，通过 ip 命令可以査看。

(2)备用服务器的配置

         在同一个Keepalived 热备组内，所有服务器的 Keepalived 配置文件基本相同,包括虚拟路由器的 ID号、认证信息、漂移地址、心跳频率等。不同之处主要在于路由器名称、热备状态、优先级。
        路由器名称(router _id):建议为每个参与热备的服务器指定不同的名称。
        热备状态(state):至少应有一台主服务器，将状态设为MASTER;可以有多台备用的服务器，将状态设为 BACKUP。
        优先级(priority):数值越大则取得 VIP 控制权的优先级越高，因此主服务器的优先级应设为最高;其他备用服务器的优先级可依次递减，但不要相同，以免在争夺 VIP 控制权时发生冲突。
        配置备用服务器(可以有多台)时，可以参考主服务器的keepalived.conf 配置文件内容只需修改路由器名称、热备状态、优先级。

[root@localhost~]# systemctl stop firewalld  //关闭防火墙
[root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# cp keepalived.conf  keepalived.conf.bak
[root@localhost keepalived]# vi keepalived.conf
global defs {router id HA TEST R2                    //本路由器(服务器)的名称
}
vrrp instance VI_l{state BACKUP                            //热备状态，BACKUP表示备用服务器    priority 99                             //优先级,数值应低于主服务器

确认配置无误，一样需要启动 Keepalived 服务。此时主服务器仍然在线，VIP地址实际上仍然由主服务器控制，其他服务器处于备用状态。因此，在备用服务器中将不会为 ens33接口添加 VIP 地址。

(3)测试双机热备功能

        连通性测试
        在客户机中执行“ping 192。168.10.172”命令，能够正常、持续 ping 通，根据以下
操作继续观察测试结果。
        停止启用主服务器的 Keepalived 服务，发现 ping 测试只中断了1或2个包即恢复正常，说明已有其他服务器接替VIP地址，并及时响应客户机请求。
        重新启用主服务器的 Keepalived 服务，发现 ping 测试再次中断1或2个包即恢复正常，说明主服务器已恢复正常，并夺回 VIP 地址的控制权。
        Web访问测试
        在客户机中访问 http://192.168.10.172/，将看到由主服务器 192.168.10.101 提供的网页文档。
        停止启用主服务器的Keepalived 服务，再次访问上述 Web 服务，将看到由备用服务器 192.168.10.104提供的网页文档，说明 VIP 地址已切换至备用服务器。
        重新启用主服务器的Keepalived 服务，再次访问上述 Web 服务，将看到重新由主服务器 192.168.10.103提供的网页文档，说明主服务器已重新夺取 VIP 地址。

二、LVS+Keepalived高可用群集

        Keepalived 的设计目标是构建高可用的 LVS 负载均衡群集，可以调用 ipvsadm 工具来创建虚拟服务器、管理服务器池，而不仅仅用作双机热备。使用 Keepalived 构建 LVS 群集更加简便易用，主要优势体现在:对LVS负载调度器实现热备切换，提高可用性;对服务器池中的节点进行健康检查，自动移除失效节点，恢复后再重新加入。
        在基于 LVS+Keepalived 实现的 LVS 群集结构中，至少包括两台热备的负载调度器，三台以上的节点服务器。本节将以 DR模式的 LVS 群集为基础，增加一台从负载调度器，使用Keepalived 来实现主、从调度器的热备，从而构建兼有负载均衡、高可用两种能力的 LVS网站群集平台。
        使用 Keepalived 构建 LVS 群集时，也需要用到 ipvsadm 管理工具。但大部分工作会由Keepalived 自动完成，不需要手动执行 ipvsadm(除了查看和监控群集以外)。下面主要讲解 Keepalived 的服务器池设置。

1.配置主调度器

(1)全局配置

参考上文主服务器配置。

(2)Web服务器池配置

......                                        //省略部分信息
virtual server 192.168.10.172 80{             //虚拟服务器地址(VIP)、端口delay loop 15                             //健康检查的间隔时间(秒)lb algo rr                                //轮询(rr)调度算法lb kind DR                                //直接路由(DR)群集工作模式persistence 60                            //连接保持时间(秒),若启用请去掉protocol TCP                              //应用服务采用的是 TCP 协议    real server 192.168.10.103 80{            //第一个 Web 节点的地址、端口weight 1                              //节点的权重TCP CHECK {                           //健康检查方式connect_port 80                   //检查的目标端口connect_timeout 3                 //连接超时(秒)nb_get_retry 3                    //重试次数delay_before_retry 4              //重试间隔(秒)}}real server 192.168.10.104 80{            //第二个 Web 节点的地址、端口
......                                        //省略部分信息

2.配置从调度器

参考上文备用服务器的设置

3.配置Web节点服务器

根据所选择的群集工作模式不同(DR或NAT)，节点服务器的配置也有些差异。以DR模式为例，除了需要调整/proc系统的ARP响应参数以外,还需要为虚拟接口lo:0配置VIP地址，并添加一条到VIP的本地路由。

4.测试LVS+Keepalived高可用群集

在客户机的浏览器中，能够通过 LVS+Keepalived群集的 VIP地址(192.168.10.172)正常访问 Web 页面内容。当主、从调度器任何一个失效时，Web站点仍然可以访问(可能需要刷新或者重新打开浏览器);只要服务器池有两台及以上的真实服务器可用，就可以实现访问量的负载均衡。