【keepalived】高可用集群

一、高可用集群

1.1集群类型

  • LBLoad Balance 负载均衡
  • LVS/HAProxy/nginxhttp/upstream, stream/upstream
  • HAHigh Availability 高可用集群
  • 数据库、Redis
  • SPoF: Single Point of Failure,解决单点故障
  • HPCHigh Performance Computing 高性能集群

 1.2 系统可用性

SLA Service-Level Agreement 服务等级协议(提供服务的企业与客户之间就服务的品质、水准、性能等方面所达成的双方共同认可的协议或契约)
A = MTBF / (MTBF+MTTR
99.95%:(60*24*30)*(1-0.9995)=21.6 分钟 # 一般按一个月停机时间统计

 1.3 系统故障

硬件故障:设计缺陷、 wear out (损耗)、非人为不可抗拒因素
软件故障:设计缺陷 bug
1.4 实现高可用性
提升系统高用性的解决方案:降低 MTTR- Mean Time To Repair( 平均故障时间 )
解决方案:建立冗余机制
  • active/passive /
  • active/active 双主
  • active --> HEARTBEAT --> passive
  • active <--> HEARTBEAT <--> active

1.5VRRP

虚拟路由冗余协议 , 解决静态网关单点风险
  • 物理层:路由器、三层交换机
  • 软件层:keepalived
虚拟路由器: Virtual Router
虚拟路由器标识: VRID(0-255) ,唯一标识虚拟路由器
VIP Virtual IP
VMAC Virutal MAC (00-00-5e-00-01-VRID)
物理路由器:
  • master:主设备
  • backup:备用设备
  • priority:优先级
vrrp 协议的软件实现,原生设计目的为了高可用 ipvs 服务
功能:
  • 基于vrrp协议完成地址流动
  • vip地址所在的节点生成ipvs规则(在配置文件中预先定义)
  • ipvs集群的各RS做健康状态检测
  • 基于脚本调用接口完成脚本中定义的功能,进而影响集群事务,以此支持nginx

全局配置:

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
594233887@qq.com #keepalived 发生故障切换时邮件发送的目标邮箱,可以按行区
分写多个
timiniglee-zln@163.com
}
notification_email_from keepalived@KA1.timinglee.org #发邮件的地址
smtp_server 127.0.0.1 #邮件服务器地址
smtp_connect_timeout 30 #邮件服务器连接timeout
router_id KA1.timinglee.org #每个keepalived主机唯一标识
#建议使用当前主机名,但多节点
重名不影响
vrrp_skip_check_adv_addr #对所有通告报文都检查,会比较消耗性能
#启用此配置后,如果收到的通告报文和上一
个报文是同一 #个路由器,则跳过检查,默认
值为全检查
vrrp_strict #严格遵循vrrp协议
#启用此项后以下状况将无法启动服务:
#1.无VIP地址
#2.配置了单播邻居
#3.在VRRP版本2中有IPv6地址
#建议不加此项配置
vrrp_garp_interval 0 #报文发送延迟,0表示不延迟
vrrp_gna_interval 0 #消息发送延迟
vrrp_mcast_group4 224.0.0.18 #指定组播IP地址范围:
}
配置虚拟路由器
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0 #绑定为当前虚拟路由器使用的物理接口,如:eth0,可以和VIP不在一
个网卡
virtual_router_id 51 #每个虚拟路由器惟一标识,范围:0-255,每个虚拟路由器此值必须唯一
#否则服务无法启动
#同属一个虚拟路由器的多个keepalived节点必须相同
#务必要确认在同一网络中此值必须唯一
priority 100 #当前物理节点在此虚拟路由器的优先级,范围:1-254
#值越大优先级越高,每个keepalived主机节点此值不同
advert_int 1 #vrrp通告的时间间隔,默认1s
authentication { #认证机制
auth_type AH|PASS #AH为IPSEC认证(不推荐),PASS为简单密码(建议使用)
uth_pass 1111 #预共享密钥,仅前8位有效
#同一个虚拟路由器的多个keepalived节点必须一样
}
virtual_ipaddress { #虚拟IP,生产环境可能指定上百个IP地址
<IPADDR>/<MASK> brd <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPE> label <LABEL>
172.25.254.100 #指定VIP,不指定网卡,默认为eth0,注意:不指定/prefix,默认32
172.25.254.101/24 dev eth1
172.25.254.102/24 dev eth2 label eth2:1
}
}

实验一:

# 配置 master
#配置master端
[root@KA1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
594233887@qq.com
}
notification_email_from keepalived@KA1.timinglee.org
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id KA1.timinglee.org
vrrp_skip_check_adv_addr
#vrrp_strict #nft list ruleset
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
vrrp_mcast_group4 224.0.0.18
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 20
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:0
}
}

 配置slave

配置slave端
[root@KA2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
594233887@qq.com
}
notification_email_from keepalived@timinglee.org
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id KA2.timinglee.org
vrrp_skip_check_adv_addr
#vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
vrrp_mcast_group4 224.0.0.18
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 20 #相同id管理同一个虚拟路由
priority 80 #低优先级
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:0
}
}

测试

我们ping172.25.254.100时是不能ping通

如果想ping通172.25.254.100

则可以在配置文件中添加

或者:注释

 最后就能ping通


实验二:

启用keepalived日志功能

ka1下面配置:

最后查看:

 

实现独立子配置文件
当生产环境复杂时, /etc/keepalived/keepalived.conf 文件中内容过多,不易管理
将不同集群的配置,比如:不同集群的 VIP 配置放在独立的子配置文件中利用 include 指令可以实现包含子配置文件

在配置文件中注释vrrp_vip的内容

创建新文件:并将vip里面的文件放入里面


实验三:

抢占模式和非抢占模式
默认为抢占模式 preempt ,即当高优先级的主机恢复在线后,会抢占低先级的主机的 master 角色,
这样会使 vip KA 主机中来回漂移,造成网络抖动,
建议设置为非抢占模式 nopreempt ,即高优先级主机恢复后,并不会抢占低优先级主机的 master 角色
非抢占模块下 , 如果原主机 down , VIP 迁移至的新主机 , 后续也发生 down , 仍会将 VIP 迁移回原主机
注意:要关闭 VIP抢占,必须将各 keepalived 服务器state配置为BACKUP
非抢占模式:
KA1                                                                            KA2

抢占延迟模式 preempt_delay

抢占延迟模式,即优先级高的主机恢复后,不会立即抢回 VIP ,而是延迟一段时间(默认 300s )再抢回 VIP

抓包效果:1.有vip的主机会出现效果 2.没有抓包消息可能代表机子挂掉和不是vip

3.如果设置了抢占模式则会进入抢占模式,回归到有VIP的主机里面

KA1                                                                  KA2

VIP单播配置

默认 keepalived 主机之间利用多播相互通告消息,会造成网络拥塞,可以替换成单播,减少网络流量
#在所有节点vrrp_instance语句块中设置对方主机的IP,建议设置为专用于对应心跳线网络的地址,而非使
用业务网络
unicast_src_ip <IPADDR> #指定发送单播的源IP
unicast_peer {
<IPADDR> #指定接收单播的对方目标主机IP
......
}
#启用 vrrp_strict 时,不能启用单播,否则服务无法启动,并在messages文件中记录下面信息

 KA1

#master 主机配置
[root@KA1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
594233887@qq.com
}
notification_email_from keepalived@KA1.timinglee.org
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id KA1.timinglee.org
vrrp_skip_check_adv_addr
#vrrp_strict #注释此参数,与vip单播模式冲突
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
vrrp_ipsets keepalived
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth0
virtual_router_id 20
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:0
}
unicast_src_ip 172.25.254.20 #本机IP
unicast_peer {
172.25.254.30 #指向对方主机IP
#如果有多个keepalived,再加其它节点的IP
}
}

KA2

[root@KA2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
594233887@qq.com
}
notification_email_from keepalived@KA1.timinglee.org
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id KA1.timinglee.org
vrrp_skip_check_adv_addr
#vrrp_strict #注释此参数,与vip单播模式冲突
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
vrrp_ipsets keepalived
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 20
priority 80
advert_int 1
preempt_delay 60
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:0
}
unicast_src_ip 172.25.254.30 #本机ip
unicast_peer {
172.25.254.20 #对端主机IP
}
}

测试:


Keepalived 通知脚本配置
keepalived 的状态变化时,可以自动触发脚本的执行,比如:发邮件通知用户
默认以用户 keepalived_script 身份执行脚本
如果此用户不存在,以 root 执行脚本可以用下面指令指定脚本执行用户的身份

创建脚本

[root@KA1 ~]# vim /etc/keepalived/mail.sh
#!/bin/bash
mail_dest='594233887@qq.com'
mail_send()
{
mail_subj="$HOSTNAME to be $1 vip 转移"
mail_mess="`date +%F\ %T`: vrrp 转移,$HOSTNAME 变为 $1"
echo "$mail_mess" | mail -s "$mail_subj" $mail_dest
}
case $1 in
master)
mail_send master
;;
backup)
mail_send backup
;;
fault)
mail_send fault
;;
*)
exit 1
;;
esac

KA1/KA2脚本调用方法:

QQ 邮箱配置:

发送测试邮件(KA1/KA2)
单个测试

结果:

脚本测试:

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