Keepalived高可用

一:什么是Keepalived

keepalived主要是通过vrrp协议实现高可用功能的,VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol(虚拟路由冗余协议)的缩写,VRRP出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题,它能保证当个别节点宕机时,整个网络可以不间断的运行,keepalived一方面具有配置管理LVS的功能,同时还具有对LVS下面的节点进行健康检查的功能,另一方面可以实现系统网络服务的高可用功能

二:Keepalived的工作原理

1)VRRP是通过一种竞选协议来将路由任务交给某台VRRP路由器的,
3)VRRP用IP多播的方式,(默认多播地址(224.0.0.18))实现高可用对之间通信.
4)工作时主节点发包,备节点接包,当备节点接收不到主节点发的包的时候,就启动接管程序接管主节点的资源.备节点可以有多个,通过优先级竞选,但一般keepalived系统运维工作中都是一对.
5)keepalived高可用对之间是通过VRRP进行通信的,VRRP是通过竞选机制来确定主备的,主的优先级高于备,因此,工作时会优先获得所有的资源,备节点处于等待状态,当主挂了的时候,备节点就会接管主节点的资源,然后顶替主节点对外提供服务. 在keepalived服务对之间,只有作为主的服务器会一直发送VRRP广播包,告诉备他还活着,此时备不会抢占主,当主不可用时,即备监听不到主发送的广播包时,就会启动相关服务接管资源,保证业务的连续性,接管速度最快可以小于一秒

三:Keepalived配置

使用场景

3.1 lb01和lb02的负载均衡代理配置全部一致

3.2 在lb01和lb02上安装keepalived

[root@lb01-5 nginx]# yum install -y keepalived

[root@lb02-6 nginx]# yum install -y keepalived

3.3 配置keepalived

3.3.1 在lb01的配置

[root@lb01-5 nginx]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb01
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 50
        priority 150
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
            10.0.0.3
        }
}

3.3.2 在lb02上配置

[root@lb02-6 keepalived]# cat keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb02
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 50
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}

3.3.3 lb01和lb02上同时重启keepalived

[root@lb01-5 keepalived]# systemctl restart keepalived.service 
[root@lb02-6 keepalived]# systemctl restart keepalived.service

3.3.4 当服务重启之后,lb01的网卡信息上会多出10.0.0.3这个虚拟ip

[root@lb01-5 keepalived]# ip add show | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

备服务器上lb06上是没有10.0.0.3这个虚拟ip的
[root@lb02-6 ~]# ip add show | grep 10.0.0.3
[root@lb02-6 ~]#

3.3.5 主备配置的差异

image.png

3.3.6 测试

修改window hosts文件:10.0.0.3 zh.cxy1.com blog.cxy1.com
访问测试博客和论坛正常
当停掉lb01的keepalived服务,发现10.0.0.3立刻漂移到了lb02上,而且访问论坛和博客也正常

[root@lb02-6 keepalived]# ip add show | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

当再次开启lb01的keepalived服务时,lb01会立刻主抢占回来,而lb02会再次变成备服务器,而且访问论坛和博客正常

[root@lb01-5 keepalived]# ip add show | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

四:keepalived脑裂

由于某些原因,导致两台高可用服务器对在指定的时间内,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都还活着并在正常运行,这样就会导致同一个ip或者服务在两端同时存在而且发送冲突,最严重的是两台服务器占用同一个VIP地址,当用户写入数据时可能会分别写入到两端,这有可能导致服务器两端的数据不一致或者数据丢失,这样的情况就被称为脑裂

4.1 监控keepalived出现脑裂

情景一:

判断主服务器的nginx是否存活,如果发现主服务器的nginx停止之后,自动去启动nginx,当启动nginx等待3秒之后,nginx还是没有起来,keepalived进行漂移带备服务器;当发现主服务器的nginx启动之后离开漂移到主服务器上
监控脚本:

[root@lb01-5 server_shell]# cat keepalived_nginx.sh 
#!/bin/sh
nginxpid=`netstat -lntup | grep nginx | grep -v grep | wc -l`
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
    systemctl start nginx
    sleep 3
    if [ $nginxpid -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
    fi
fi

#给脚本添加执行权限,并且在本地执行一遍看有没有报错
[root@lb01-5 server_shell]# chmod +x keepalived_nginx.sh
 [root@lb01-5 server_shell]#sh keepalived_nginx.sh

lb01上的配置,将脚本写入到keepalived主配置文件里

[root@lb01-5 keepalived]# cat keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb01
}

vrrp_script keepalived_nginx {                  #脚本名称
    script "/cxy/server_shell/keepalived_nginx.sh"      #脚本存放的目录
    interval 5     #每隔5s执行
    weight 50    #权重分配数量
}


vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 50
        priority 150
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
            10.0.0.3
        }


    track_script {    
        keepalived_nginx                  #脚本名称

            }

}

lb02上的配置

[root@lb02-6 server_shell]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb02
}

vrrp_script keepalived_nginx {
        script "/cxy/server_shell/keepalived_nginx.sh"
        interval 5
        weight 50
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 50
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
    
        track_script {
                keepalived_nginx

         }
}

测试:当关闭lb01上的nginx之后,等待了3秒之后,nginx服务自动启动;当nginx服务长时间挂断之后,lb01上的keepalived服务会自动关闭;vip漂移到lb02上了

#可以使用watch命令实时查看nginx的状态
[root@lb02-6 server_shell]# watch 'systemctl status nginx'

情景二:

出现脑裂,当备节点lb02能ping通主节点lb01,而且lb02上有vip,就报警
监控脚本,在lb02上去监控

check_naolie.sh  keepalived_nginx.sh
[root@lb02-6 server_shell]# cat check_naolie.sh 
#!/bin/sh
vip=10.0.0.3
lb01_ip=10.0.0.5
ping -c 2 -W 3 $lb01_ip &>/dev/null
    if  [ $? -eq 0 -a `ip add show | grep $vip | wc -l` -ne 0 ];then        #当ping执行成功并且vip存在
        echo "有危险,快点查看,我已经帮你停掉keepalived了" >> /tmp/check_naolie.txt 
        systemctl stop keepalived 
    else 
        echo "很正常" >> /tmp/check_naolie.txt 
    fi

在lb02上的配置

[root@lb02-6 server_shell]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb02
}

vrrp_script keepalived_nginx {
        script "/cxy/server_shell/keepalived_nginx.sh"                     
        interval 5
        weight 50
}

vrrp_script check_naolie {
        script "/cxy/server_shell/check_naolie.sh"                           ##可以同时执行多个脚本
        interval 5
        weight 50
}



vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 50
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
    
        track_script {
           keepalived_nginx
           check_naolie
    }

}

测试:当在lb01和lb02同时开启firewalld,就会导致lb01和lb02同时存在vip
当2台lb同时存在vip时,脚本生效,lb02关闭keepalived.

如果系统开启了防火墙怎么办
可以通过tcpdump进行抓包,看是否抓取到协议

[root@lb02 scripts]#tcpdump -nn -c 20 -i any host 224.0.0.18

如果是开了防火墙导致的,请让VRRP包过去

#firewall
[root@lb02 scripts]# firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --in-interface eth0 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT 
[root@lb02 scripts]# firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 --in-interface eth1 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT

#iptables
[root@lb02 scripts]#iptables -I INPUT -i eth0 -d 224.0.0.0/8 -p vrrp -j ACCEPT 
[root@lb02 scripts]#iptables -I OUTPUT -o eth0 -d 224.0.0.0/8 -p vrrp -j ACCEPT

五:实现双主双备

5.1 什么是双主模式

就是2台负载均衡服务器互为主备,这样可以有效的利用资源
lb01有一个主vip 10.0.0.2,lb02有一个主vip 10.0.0.3;lb02是vip 10.0.0.2的备,lb01是vip 10.0.0.3的备

5.2 双主配置

lb01的配置

[root@lb01-5 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
    router_id LVS_01
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        priority 150
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
                auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}
vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 52
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
                auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.4/24 dev eth0 label eth0:2
    }
}


[root@lb01-5 keepalived]# systemctl restart keepalived.service

lb02的配置

[root@lb02-6 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
    router_id LVS_02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
                auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 52
        priority 150
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
                auth_pass 1111
        }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.4/24 dev eth0 label eth0:2
    }
}

[root@lb01-6 keepalived]# systemctl restart keepalived.service

5.2 对比配置上的区别

image.png
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