18.1 叢集介紹
叢集或者說是群集：其目的是為了實作将多台計算機組合以來完成特定的任務，比如天氣預報，大型網絡遊戲，這些都需要很大的運算量，單台計算機實作成本太高，而且不現實。那麼就需要通過叢集的方式，将閑置的或者正在使用的計算機聯合起來，結合整體的力量來解決這些問題，其實就是多個計算機組合成一個大的計算機罷了。
叢集的類型大緻分為三類：
1.LB Load Balancing（負載均衡叢集）
2.HA High Availability（高可用性叢集）
3.HP High Performance（高性能叢集）
簡單說明下這三種類型的叢集：
1. 負載均衡型的叢集目的是為了提高服務的并發能力，比如三台WEB伺服器組合成一個叢集，我們就需要用這種類型的叢集來實作負載均衡，既讓這三台WEB伺服器的負載平均一些，不至于有很空閑的伺服器。
2. 高可用性的叢集目的是為了提供7*24小時服務的能力，通過提供備援伺服器，來防止宏機造成的服務中斷
3. 高性能叢集目的是為了在短期内解決大量複雜的計算，常見的天氣預報系統，科學勘探，人口普查等等
同時，叢集提供了非常好的擴充/縮減性非常，可以友善的增加或者減少伺服器。
18.2 keepalived介紹
Keepalived是Linux下一個輕量級别的高可用解決方案。高可用(High Avalilability,HA)，其實兩種不同的含義：廣義來講，是指整個系統的高可用行，狹義的來講就是之主機的備援和接管，
它與HeartBeat RoseHA 實作相同類似的功能，都可以實作服務或者網絡的高可用，但是又有差别，HeartBeat是一個專業的、功能完善的高可用軟體，它提供了HA 軟體所需的基本功能，比如：心跳檢測、資源接管，檢測叢集中的服務，在叢集節點轉移共享IP位址的所有者等等。HeartBeat功能強大，但是部署和使用相對比較麻煩，
與HeartBeat相比，Keepalived主要是通過虛拟路由備援來實作高可用功能，雖然它沒有HeartBeat功能強大，但是Keepalived部署和使用非常的簡單，所有配置隻需要一個配置檔案即可以完成，
Keepalived起初是為LVS設計的，專門用來監控叢集系統中各個服務節點的狀态，它根據TCP/IP參考模型的第三、第四層、第五層交換機制檢測每個服務節點的狀态，如果某個伺服器節點出現異常，或者工作出現故障，Keepalived将檢測到，并将出現的故障的伺服器節點從叢集系統中剔除，這些工作全部是自動完成的，不需要人工幹涉，需要人工完成的隻是修複出現故障的服務節點。
後來Keepalived又加入了VRRP的功能，VRRP（Vritrual Router Redundancy Protocol,虛拟路由備援協定)出現的目的是解決靜态路由出現的單點故障問題，通過VRRP可以實作網絡不間斷穩定運作，是以Keepalvied 一方面具有伺服器狀态檢測和故障隔離功能，另外一方面也有HA cluster功能。
Keepalived體系結構圖：
18.3 用keepalived配置高可用叢集（上）
想要使用Keepalived做這個叢集的實驗，需要準備兩台機器，一台作為master，另一台作為backup。
我這裡示例使用的master機器的IP是192.168.77.130
backup機器的IP是192.168.77.128
1. 并且兩台機器都需要安裝Keepalived，安裝指令如下：
yum install -y keepalived
2. 然後就是安裝Nginx（兩台機器都需要安裝），在這裡我使用Nginx作為一個負載均衡器，因為在許多的企業中用Nginx作為負載均衡的也不少，是以使用Nginx來作為示範會更接近在企業中的應用。安裝指令如下：
yum install -y nginx
提示：我這裡為了減少步驟和降低搭建過程的複雜度，是以使用yum來安裝，一般在企業中是使用二進制或者源碼包來安裝Nginx的。
如果你的機器沒有安裝epel擴充源，需要先安裝擴充源，指令如下：
yum install -y epel-release
- 編輯master機器上的keepalived配置檔案，配置檔案模闆可以從以下網址獲得：
https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/master_keepalived.conf
或者直接從這裡複制（但是要記得把注釋去掉）：
global_defs { //定義全局參數
notification_email { //定義出現問題的時候，給這個郵箱發送郵件
}
notification_email_from [email protected] //定義問題郵件由哪一個郵箱發出去
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script chk_nginx { //檢測服務是否正常
script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
interval 3 //檢測的間斷為3秒鐘
}
vrrp_instance VI_1 { //定義master相關的資訊
state MASTER //定義角色為master
interface ens33 //定義網卡名稱（你機器上能夠正常通信的網卡名稱）
virtual_router_id 51 //定義路由器的id
priority 100 //定義權重，主角色和從角色的權重是不一樣的
advert_int 1 //
authentication { //定義認證相關的資訊
auth_type PASS //定義認證的形式為使用密碼認證
auth_pass 123456 //定義密碼
}
virtual_ipaddress { //定義vip，這是一公有ip，也就是從和主都共同使用這個ip
192.168.77.100
}
track_script { //加載檢測腳本
chk_nginx
}
}
使用以下指令清空keepalived的配置檔案裡的内容：
> /etc/keepalived/keepalived.conf
然後編輯keepalived配置檔案：
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
把模闆内容複制粘貼進去，注意：最好是檢查一下粘貼後的内容和模闆的内容是否一緻，確定沒有複制少了，如果這個配置檔案有問題的話，keepalived就啟動不起來了。粘貼完了之後，要修改一下，将幾個配置修改為你機器上的資訊：
- 網卡名稱，要定義你自己的網卡名稱。
- global_defs那一段可以自定義，可以自己根據實際情況修改
- 可以定義一個自己的密碼
- vip位址，最好是你虛拟機的ip段的位址
- 在master機器上定義監控腳本，腳本的内容可以從以下網址獲得：
https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/master_check_ng.sh
或者直接從這裡複制：
#!/bin/bash
#時間變量，用于記錄日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#計算nginx程序數量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#如果程序為0，則啟動nginx，并且再次檢測nginx程序數量，
#如果還為0，說明nginx無法啟動，此時需要關閉keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
/etc/init.d/nginx start
n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
if [ $n2 -eq "0" ]; then
echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
systemctl stop keepalived
fi
fi
這是檢查Nginx是否正常的一個shell腳本。
編輯腳本檔案（這個腳本檔案的路徑是可以在keepalived.conf檔案中自定義的）：
vim /usr/local/sbin/check_ng.sh
将複制的内容粘貼進去：
注意： 如果你的nginx是yum安裝的，那麼就要把/etc/init.d/nginx start那行，改為systemctl start nginx。
- 編輯完腳本後，給這個腳本檔案設定755權限（不設定這個權限的話，就無法自動加載這個腳本）：
chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh
18.4 用keepalived配置高可用叢集（中）
上一部分我們就已經在master機器上配置好了keepalived，配置好之後就是啟動keepalived服務，并且需要檢視一下程序是否存在：
systemctl start keepalived
ps aux |grep keepalived
如圖，則是沒有問題，服務啟動成功了。
如果你的機器上啟動了nginx服務的話，先關閉nginx：
service nginx stop
然後再檢視nginx的程序：
ps aux |grep nginx
會發現nginx自動啟動了，這就證明檢測腳本沒問題。
關于keepalived的日志記錄，我們可以在/var/log/messages日志檔案中檢視：
使用ip add 指令檢視vip是否存在：
使用ifconfig指令是檢視不到vip的，需要使用ip add 指令。
在搭建叢集的時候，需要先把selinux給關閉，防火牆的規則也要清空，兩台機器都需要關閉和清空規則：
清空防火牆規則：
iptables -F
關閉selinux：
setenforce 0
配置backup機器：
master機器配置完後，就需要到backup機器上進行配置了。同樣的在backup機器上第一件要做的事情就是配置keepalived配置檔案：
1. 清空keepalived.conf檔案：
> /etc/keepalived/keepalived.conf
2. 然後編輯keepalived配置檔案：
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
- 複制模闆内容（模闆内容同樣的在上面那個網址獲得），粘貼進去。然後修改以下幾個地方：
- 網卡名稱，要定義你自己的網卡名稱。
- state參數要改為backup
- priority（權重）參數改為90
- global_defs那一段可以自定義，可以自己根據實際情況修改
- 可以定義一個自己的密碼
- virtual_ipaddress（vip位址）參數，定義和master機器同樣的位址
4. 同樣的要編輯檢測腳本，腳本的内容可以從以下網址獲得，我這裡的腳本和master機器的配置有些差别，因為我backup機器的nginx是yum安裝的，而master機器的nginx則是源碼包安裝的，是以在啟動指令上不一樣，可以根據實際情況更改啟動方式：
https://coding.net/u/aminglinux/p/aminglinux-book/git/blob/master/D21Z/backup_check_ng.sh
編輯腳本檔案：
vim /usr/local/sbin/check_ng.sh
将複制的内容粘貼進去：
5. 編輯完腳本後，給這個腳本檔案設定755權限（不設定這個權限的話，就無法自動加載這個腳本）：
chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh
- 啟動keepalived服務，并檢視程序：
systemctl start keepalived
ps aux |grep keepalived
- 修改一下master機器的nginx的預設通路頁的内容（預設頁的路徑在nginx的預設虛拟主機配置檔案中檢視）：
vim /data/wwwroot/default/index.html
修改内容如下：
- 使用浏覽器通路master機器的ip位址，看看是否會顯示修改後的内容：
如圖，則是沒問題。
- 這次修改backup機器的nginx預設通路頁内容，因為是yum安裝的，是以路徑不一樣：
vim /usr/share/nginx/html/index.html
因為是yum安裝的，是以會自帶有内容，需要先清空一下：
> /usr/share/nginx/html/index.html
接着修改内容如下：
10.使用浏覽器通路backup機器的ip位址，看看是否會顯示修改後的内容：
如圖，則是沒問題。
以上這幾個步驟是為了确認nginx能夠被正常通路。
接下來我們需要通路vip，确認vip也能夠被通路：
如圖，可以看到能夠被正常通路，而且預設就是通路master機器的。
18.5 用keepalived配置高可用叢集（下）
完成上述步驟之後，我們的高可用叢集就搭建好來了，接下來我們需要測試一下這個高可用叢集：
測試1：關閉master上的nginx服務
關閉之後任然會被keepalived服務啟動，代表沒問題。
測試2：在master機器上增加iptabls規則：
iptables -I OUTPUT -p vrrp -j DROP
依舊能夠被通路，這種情況就不屬于master當機：
測試完之後清空規則：
iptables -F
測試3：關閉master機器上的keepalived服務
systemctl stop keepalived
然後可以看到master機器上的vip被釋放了，不存在了：
這時vip被backup機器所監聽了，這就類似于生産環境中，master機器當機了，然後backup機器就會頂替master機器：
現在再去通路vip位址，會發現變成了backup機器上預設頁裡的内容：
這種情況就是master當機了，這一步測試就是為了模拟master當機的情況。
測試4：啟動master上的keepalived服務
systemctl start keepalived
同樣的去浏覽器通路vip，通路頁面的内容恢複成master上的預設頁内容就沒問題了：