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[经验分享] Linux高可用(HA)集群之Keepalived的介绍

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发表于 2017-11-27 09:41:18 | 显示全部楼层 |阅读模式


一、Keepalived介绍
什么是Keepalived呢,keepalived观其名可知,保持存活,在网络里面就是保持在线了, 也就是所谓的高可用或热备,用来防止单点故障(单点故障是指一旦某一点出现故障就会导致整个系统架构的不可用)的发生,那说到keepalived时不得不说的一个协议就是VRRP协议,可以说这个协议就是keepalived实现的基础,那么首先我们来看看VRRP协议。
二、VRRP协议
Virtual Route Redundancy Protocol虚拟路由冗余协议。是一种容错协议,保证当主机的下一跳路由出现故障时,由另一台路由器来代替出现故障的路由器进行工作,从而保持网络通信的连续性和可靠性。在介绍VRRP之前先介绍一些关于VRRP的相关术语:

虚拟路由器:由一个 Master 路由器和多个 Backup 路由器组成。主机将虚拟路由器当作默认网关。

VRID:虚拟路由器的标识。有相同 VRID 的一组路由器构成一个虚拟路由器。

Master 路由器:虚拟路由器中承担报文转发任务的路由器。

Backup 路由器: Master 路由器出现故障时,能够代替 Master 路由器工作的路由器。

虚拟 IP 地址:虚拟路由器的 IP 地址。一个虚拟路由器可以拥有一个或多个IP 地址。

IP 地址拥有者:接口 IP 地址与虚拟 IP 地址相同的路由器被称为 IP 地址拥有者。

虚拟 MAC 地址:一个虚拟路由器拥有一个虚拟 MAC 地址。虚拟 MAC 地址的格式为 00-00-5E-00-01-{VRID}。通常情况下,虚拟路由器回应 ARP 请求使用的是虚拟 MAC 地址,只有虚拟路由器做特殊配置的时候,才回应接口的真实 MAC 地址。

优先级: VRRP 根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的地位。

非抢占方式:如果 Backup 路由器工作在非抢占方式下,则只要 Master 路由器没有出现故障,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。

抢占方式:如果 Backup 路由器工作在抢占方式下,当它收到 VRRP 报文后,会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果自己的优先级比当前的 Master 路由器的优先级高,就会主动抢占成为 Master 路由器;否则,将保持 Backup 状态。

VRRP将局域网内的一组路由器划分在一起,形成一个VRRP备份组,它在功能上相当于一台路由器的功能,使用虚拟路由器号进行标识(VRID)。虚拟路由器有自己的虚拟IP地址和虚拟MAC地址,它的外在形式和实际的物理路由完全一样。局域网内的主机将虚拟路由器的IP地址设置为默认网关,通过虚拟路由器与外部网络进行通信。

VRRP的工作过程:

(1) 虚拟路由器中的路由器根据优先级选举出 Master。Master 路由器通过发送免费 ARP 报文,将自己的虚拟 MAC 地址通知给与它连接的设备或者主机,从而承担报文转发任务;

(2) Master路由器周期性发送VRRP 报文,以公布其配置信息(优先级等)和工作状况;

(3)如果 Master 路由器出现故障,虚拟路由器中的Backup路由器将根据优先级重新选举新的 Master;

(4) 虚拟路由器状态切换时, Master 路由器由一台设备切换为另外一台设备,新的 Master 路由器只是简单地发送一个携带虚拟路由器的 MAC 地址和虚拟 IP地址信息的ARP 报文,这样就可以更新与它连接的主机或设备中的ARP 相关信息。网络中的主机感知不到 Master 路由器已经切换为另外一台设备。

(5) Backup 路由器的优先级高于 Master 路由器时,由 Backup 路由器的工作方式(抢占方式和非抢占方式)决定是否重新选举 Master。

VRRP优先级的取值范围为0到255(数值越大表明优先级越高)

三、Keepalived的工作原理

Keepalived是基于VRRP协议实现的保证集群高可用的一个服务软件,主要功能是实现真机的故障隔离和负载均衡器间的失败切换,防止单点故障。

Keepalived运行时,会启动3个进程,分别为:core(核心进程),check和vrrp

    core:是keepalived的核心,负责主进程的启动,维护和全局配置文件的加载解析等;

    check:负责健康检查,包括了各种检查方式,以及对应的配置解析包括LVS的配置解析,

    vrrp:用来实现vrrp协议

总结:在vrrp协议的基础上实现了服务器主机的负载均衡,VRRP负责调度器之间的高可用。

四、Keepalived 配置文件介绍:

在yum安装好keepalived之后,keepalived会产生一个配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf,配置文件包含了三段:全局定义段、VRRP实例定义段、虚拟服务定义段。

global_defs {

notification_email {指定keepalived在发生切换时需要发送email到的对象。 acassen@firewall.loc

}

notification_email_from rootxiaomi@163.com #指定发件人

smtp_server 127.0.0.1 #指定smtp服务器地址

smtp_connect_timeout 3 #指定smtp连接超时时间

router_id LVS_DEVEL #运行keepalived的一个标识

}

#VRRP实例定义段

vrrp_instance VI_1 {

state MASTER #指定哪个为master,哪个为backup

interface eth0 #设置实例绑定的网卡

virtual_router_id 51 #VRID标记

priority 100 #优先级,高优先级的DR会抢占为master (默认为抢占模式)

advert_int 1 #检查间隔,1秒

authentication { #设置认证

auth_type PASS #认证方式

auth_pass 1111 #认证字符串(使用 openssl rand -hex 6生成随机字符串)

}

virtual_ipaddress { #设置VIP

         192.168.159.110/16

}

virtual_server 192.168.159.110 80 {

delay_loop 6 #健康检查时间间隔,单位秒

lb_algo rr #负载调度算法,支持的算法:rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh

lb_kind DR #LVS的类型:有NAT|DR|TUN

nat_mask255.255.255.0 #子网掩码

persistence_timeout50 #会话保持时间,单位秒(可以适当延长时间以保持session) protocol TCP #转发协议类型,有TCP和UDP两种

real_server 192.168.159.151 80 { #定义RS 服务

weight 1#权重

#inhibit_on_failure #当服务器健康检查失效时,将weight设置为0不是直接从ipvs中删除

#后端RS服务器的检查 (HTTP_GET 和SSL_GET):

SSL_GET {

    url { #检查url,可以指定多个,status_codeand digest

    path /

    digest ff20ad #或者status_code 200 ....

}

connect_timeout 3 #连接超时时间

nb_get_retry 3 #重连次数

delay_before_retry 3 #重连间隔时间

}

    #也可以通过TCP_CHECK判断RealServer的健康状况:

}

}



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