LVS+keepalived高可用负载均衡集群

keepalived介绍

keepalived为LVS应运而生的高可用服务。LVS的调度器无法做高可用，于是keepalived这个软件。实现的是调度器的高可用。

但是keepalived不是专门为LVS集群服务的，也可以做其他代理服务器的高可用。

LVS高可用集群的组成

主调度器+备调度器（一般是一主二备）

主调度器能够正常运行时，由主调度器进行后端真实服务器的分配处理。其余的备用调度器都处于冗余状态。备用调度器是不参与集群的运转，只有主调度器出现了故障，无法运行，此时备调度器才会承担主调度器的工作

一旦主调度器恢复工作，继续由主调度器进行处理，备调度器又成为冗余（基于VRRP）

主服务器作用：转发数据；发送报文告诉备服务器自己在线。
备服务器作用：监听主服务器发来的数据；收不到消息的时候就接替主服务器。

VRRP：keepalived是基于VRRP协议，实现LVS的高可用。解决了调度器和单节点的故障问题。

VRRP协议：提高网络路由器的可靠性开发的一种协议。

选举出主和备，预先设定好了主和备的优先级，备的优先级低。一旦开启服务，优先级高的会自动抢占主的位置

vrrp的组播通信：224.0.0.18 vrrp协议当中的主备服务器通过这个组播地址进行通信，交换主备服务器之间的运行状态。主服务器会周期性的发送VRRP报文消息，以告知其他服务器，主服务器现在的状态。

主备切换：主服务器发生故障或者不可达，VRRP协议会把请求转义到备服务器。通过组播地址，VRRP可以迅速的通知其他服务器发送了主备切换，确保新的主服务器可以正常的处理客户端的请求。

故障恢复：一旦主服务器恢复通信，由组播地址进行通信，发现在恢复的主服务器优先级更高，会抢占原主服务器的位置，成为主服务器，调度和接受请求。

高可用集群的脑裂现象以及预防措施

高可用集群的脑裂现象及其诱发原因

脑裂现象：主和备同时拥有vrrp地址。在高可用系统当中，联系两个节点的心跳线，本来是一体的。动作协调的高可用系统。心跳线断开之后，分裂了两个独立的个体。主备之间失去了联系，都以为是对方出现了故障。两个调度器就像脑裂人一样抢占VIP。导致主有VIP，备也有VIP，因此整个集群失败。

解决方法

软件层面：

1.配置文件有问题

2.通过tcpdump抓包分析

3.重启两边服务

网络层面：

1.高可用服务器之间心跳线检测失败。主备之间无法进行通信。

2.硬件层面：

2.1连接主备之间的心跳线老化

2.2网卡或者网卡驱动失效，IP地址配置冲突

2.3 防火墙没有配置心跳线消息的传输通道

2.4后端服务器的配置问题，心跳方式不同，心跳广播冲突，软件BUG

脑裂预防预防措施

针对脑裂现象的产生，运维人员第一时间要做的不是处理发生故障的调度器或则故障线路，而是首先确保业务不会因此中断，进行脑裂的预防尤为重要。出现问题，先保证业务的进行，再进行排障。

keepalived的体系和模块

全局模块：core模块，负责整个keepalived的启动加载和维护

VRRP模块，实现VRRP协议，主备切换

check：负责健康检查，检查后端真实服务器的健康情况，配置在真实服务器的模块当中。

LVS+keepalived的实时和部署

test1 主调度器 20.0.0.10
test2 备调度器 20.0.0.20
后端真实服务器1 ： 20.0.0.50
后端真实服务器2 ： 20.0.0.90
vip地址：20.0.0.100
客户端：20.0.0.60

test1
//关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0yum -y install ipvsadm keepalived
//安装所需工具cd /etc/keepalived.conf
cp keepalives.conf keepalives.conf.bak
//对重要文件进行备份

vim keepalived.conf
smtp_server 127.0.0.1  //line 10
route_id LVs_01        // line 12
//主备服务器名称id不能一致#vrrp_strict   //line 15
//取消严格遵守vrrp协议功能，注释该行state MASTER     //LINE 22
//表示身份，主备 备：BACKUP
interface ens33    //line 24
//指定vip的物理接口virtual_router_id 10  //26
//虚拟路由的id号priority 100 
//优先级advert-int 1
//发送报文的间隔时间（工作中一般为30）authenication {auth_type PASSauth_pass 1111
}virtuak_ipaddress {192.168.233.100//指定集群的真实地址
}
virtual-server 20.0.0.100 80 {
delay_loop 6
//健康检查的间隔时间
lb_algo rr
//负载均衡的调度算法
lb_kind DR                 //46
//指定整个LVS的工作方式，要大写
persistence_timeout 0     //48
//连接保持时间
protocol TCP
//
}real_server 20.0.0.30 80 {   //52
weight 1
//后端真实服务器的轮询权重
TCP_CHECK {
//对真实服务器的检查connect_port 80//检测目标的端口号（此处检测是30）connect_timeout 3//检测连接超时时间nb_get_retry 3//重试次数delay_before_retry 4//重试的间隔秒数}
}real_server 20.0.0.40 80 {   //52
weight 1
//后端真实服务器的轮询权重
TCP_CHECK {
//对真实服务器的检查connect_port 80//检测目标的端口号（此处检测是30）connect_timeout 3//检测连接超时时间nb_get_retry 3//重试次数delay_before_retry 4//重试的间隔秒数}
}
}
wq!

systemctl restart keepalived.service
ipvsadm -ln
//重启服务并查看

test2 
//关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0yum -y install ipvsadm keepalivedcd /etc/keepalived.conf
cp keepalives.conf keepalives.conf.bakscp root@192.168.233.10:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived
//远程复制到test2本机
//此处得修改route_id号等

安装nginxsystemctl restrat nginx
cd /usr/local/nginx/html
vim index.html
//制作访问页面
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
ifup ifcfg-lo:0
route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
vim /etc/sysctl.confnet.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
//设置lo接口忽略任何接口的ARP请求net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
//设置lo接口仅会相应本地的IP地址，其他的接口ARP请求全部忽略
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
//所有接口忽略来自任务接口的ARP请求net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
//所有接口仅会响应本地的IP地址的ARP请求，其他的接口的ARP请求全部忽略sysctl -p 
//刷新

创建页面内容

修改内核

添加虚拟网卡

test3 test4 操作相同
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=20.0.0.100
NETMASK=255.255.255.255
wqifup ifcfg-lo:0
route add -host 20.0.0.100 dev lo:0

测试

本机访问
curl 本机ip

客户端访问
curl 20.0.0.100

下面关闭其中一个keepalived

关闭主站

观察备站

curl 20.0.0.100依然可以负载均衡访问成功

测试轮询

查看端口加权成功

结果

keepalived+nginx实验

nginx1 20.0.0.10 主
nginx2 20.0.0.20 备

实验开始前先备份以防报错而无法修改

主站
systemctl restart nginx
yum -y install keepalived
cd /etc/keeplived
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak

smtp_server 127.0.0.1
#vrrp_strict
virtual_route_id 51vrrp_script check_nginx {script "/opt/check_nginx.sh"interval 5
}
//添加脚本
vrrp_intance VI_1 {}virtual_ipaddress {
192.168.233.100
}
track_script {
check_nginx
}scp root@192.168.233.61:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalives/nginx2
/opt
vim check_nginx.sh
/usr/bin/curl -I http://localhost &> /dev/null
if [ $? -ne 0 ]
then
systemctl stop keepalived
fi
wq
chmod 777 check_nginx.shnginx1
拖入脚本
chmod 777 check_nginx.sh
systemctl restart keepalived.service
ip addrnginx2
设置访问页面