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[email protected]高可用keepalived

keepalived 高可用

一、什麼是高可用 

高可用keepalived一般是指兩台機器啟動，有着完全相同的業務系統，當期中有一台機器down機了，另外一台機器（伺服器）就能夠快速的接管，維持正常狀态進行，對于正在通路的使用者是無感覺的。

二、高可用keepalived（可以用什麼） 

1、硬體通常使用  **F5**
2、軟體通常使用  **keepalived**

三、keepalived是怎麼實作高可用的 

keepalived軟體是基于VRRP協定來實作的，VRRP是虛拟路由備援協定，主要用于解決單點故障問題
[email protected]高可用keepalived
#VRRP是如何誕生的，原理又是什麼
#舉例說明
     比如公司的網絡是通過網關進行上網的，那麼如果該路由器故障了，網關無法轉發封包了，此時所有人都無法上網了，怎麼辦？

通常做法是給路由器增加一台北街店，但是問題是，如果我們的主網關master故障了，使用者是需要手動指向backup的，如果使用者過多修改起來會非常麻煩。

 問題一：假設使用者将指向都修改為backup路由器，那麼master路由器修好了怎麼辦？
 問題二：假設Master網關故障，我們将backup網關配置為master網關的ip是否可以？

其實是不行的，因為PC第一次通過ARP廣播尋找到Master網關的MAC位址與IP位址後，會将資訊寫到ARP的緩存表中，那麼PC之後連接配接都是通過那個緩存表的資訊去連接配接，然後進行資料包的轉發，即使我們修改了IP但是Mac位址是唯一的，pc的資料包依然會發送給master。（除非是PC的ARP快取記錄過期，再次發起ARP廣播的時候才能擷取新的backup對應的Mac位址與IP位址）
           
如何才能做到出現故障自動轉移，此時VRRP就出現了，我們的VRRP其實是通過軟體或者硬體的形式在Master和Backup外面增加一個虛拟的MAC位址（VMAC）與虛拟IP位址（VIP），那麼在這種情況下，PC請求VIP的時候，無論是Master處理還是Backup處理，PC僅會在ARP快取記錄中記錄VMAC與VIP的資訊。
[email protected]高可用keepalived
#高可用keepalived核心概念

1、如何确定誰是主節點誰是背節點（選舉投票，優先級）
2、如果Master故障，Backup自動接管，那麼Master回複後會奪權嗎（搶占試、非搶占式）
3、如果兩台伺服器都認為自己是Master會出現什麼問題（腦裂）

四、keepalived 高可用環境配置

1.準備環境

主機 IP 身份
lb01 172.15.1.5 master
lb02 172.15.1.6 backup
keepaviled 192.168.15.4 VIP

2.配置nfs挂載點，nginx配置共享目錄 

#建立挂載點
[[email protected] ~]# vim /etc/exports
172.16.1.0/20(rw,sync,all_squash,anonuid=1000,anongid=1000) #配置檔案位置

#挂載
[[email protected] ~]# mount -t nfs 172.16.1.31:/nfs/keepalived /etc/nginx/conf.d/

# 重新開機nfs服務
[[email protected] nfs]# systemctl restart nfs-server rpcbind

3.安裝高可用keepalived(lb01與lb02) 

[[email protected] ~]# yum install -y keepalived      
[[email protected] ~]# yum install -y keepalived

4.配置nginx配置檔案 

# 編寫NGINX配置檔案
[[email protected] ~]# cat /etc/nginx/conf.d/hzl.conf 
upstream http {
	server 172.16.1.7:8081;
	server 172.16.1.8:8082;
	server 172.16.1.9:8082;
}


server {
	listen 443 ssl;      #執行https進行通路
	server_name _;
	ssl_certificate /etc/nginx/cert/server.crt;                  #認證證書
	ssl_certificate_key /etc/nginx/cert/server.key;              #認證秘鑰
	location / {
		proxy_pass http://hzl;                                   #代理連結池名稱   
	}
}

server {
	listen 80;
	server_name 192.168.15.5;
	rewrite (.*) https://$server_name$request_uri;     #比對所有格式
}



#配置檔案檢查，重新開機nginx
[[email protected] ~]#nginx -t
[[email protected] ~]# systemctl restart nginx

5.配置keepalived節點 

#檢視配置keepalived檔案
[[email protected] ~]# rpm -qc keepalived  
/etc/keepalived/keepalived.conf
/etc/sysconfig/keepalived



#配置主節點配置檔案master
[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {             #全局配置
   router_id lb01         #身份驗證
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER		        #狀态，隻有MASTER和BACKUP，MASTER是主，BACKUP是備		
    interface eth0		        #網卡綁定，心跳檢測
    virtual_router_id 51		#虛拟路由辨別，組id，把master和backup判斷為一組
    priority 100		        #優先級（真正判斷是主是從的條件）（值越大優先級越高）
    advert_int 3                #檢測狀态間隔時間（機關是秒）
    # nopreempt		            #表示非搶占式
    authentication {		    #認證
        auth_type PASS		    #認證方式
        auth_pass 1314	        #認證密碼指定
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.15.4            #虛拟的VIP位址
    }
}



#配置從節點配置檔案backup

[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {             #全局配置
   router_id lb02         #辨別身份->名稱
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP		  #辨別角色狀态	
    interface eth0		  #網卡綁定接口
    virtual_router_id 51  #虛拟路由id	
    priority 50		      #優先級
    advert_int 3          #監測間隔時間
    # nopreempt		      
    authentication {      #認證
        auth_type PASS    #認證方式
        auth_pass 1314	  #認證密碼
    }
    virtual_ipaddress {     
        192.168.15.4       #虛拟的VIP位址
    }
}



#域名解析（測試通路）
192.168.15.4 www.linux.lb.com

6.配置差別

KEEPALIVED配置差別 MASTER主節點 BACKUP從節點
router_id（路由唯一辨別） lb01 lb02
state（角色狀态） master backup
priority（優先級設定） 100 50

7.啟動keepalived 

#啟動時檢視日志
[[email protected] ~]# tail -f /var/log/messages
#先啟動從
[[email protected] ~]# systemctl start keepalived

#啟動時檢視日志
[[email protected] ~]# tail -f /var/log/messages
#再啟動主
[[email protected] ~]# systemctl start keepalived

8.配置keepalived日志 

一、修改 /etc/sysconfig/keepalived
把KEEPALIVED_OPTIONS="-D" 修改為KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"
#其中-S指定syslog的facility


二、重新開機keepalived服務
[[email protected] ~]#service keepalived restart
[[email protected] ~]#systemctl restart   keepalived



三、設定syslog，修改/etc/syslog.conf，添加内容如下
# keepalived -S 0
local0.*  /var/log/keepalived.log


注：local0是l是字元L的小寫

五、高可用keepalived （搶占式與非搶占式）

1、節點啟動 

#當兩個節點都啟動時
#由于節點的優先級高于節點backup，是以VIP在節點master上面
[[email protected] ~]# ip a | grep 192.168.15.4       #master接管（主節點）
    inet 192.168.15.4 scope global eth0
    
    
    
 #停止master主節點的keepalived
 [[email protected] ~]# systemctl stop keepalived


#節點backup檢測不到節點master的心跳，主動接管VIP
[[email protected] ~]# ip a | grep 192.168.15.4       #backup接管（從節點）
    inet 192.168.15.4/24 scope global eth0
    
    
 #重新啟動master主節點 
 [[email protected] ~]# systemctl start keepalived
[[email protected] ~]# ip a | grep 192.168.15.4        #master接管，恢複之前狀态
    inet 192.168.15.4/24 scope global eth0

2、配置非搶占式nopreempt 

1.修改節點狀态，兩邊狀态都必須是**backup**
2.兩個節點都要加上 **nopreempt**
3.優先級仍保持不同


#注節點配置master
lobal_defs {
   router_id lb01
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 3
     ***nopreempt***
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1314
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.15.4
    }
}


#從節點配置backup
lobal_defs {
   router_id lb02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 50
    advert_int 3
  ***nopreempt***
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1314
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.15.4
    }
}

3、通過windows驗證mac位址切換 

#檢視VIP在節master上面
[[email protected] ~]# ip a | grep 192.168.15.4
    inet 192.168.15.4/24 scope global eth0
    

#windows檢視mac位址
C:\Users\admin> arp -a



#将節點master的keepalived停止
[[email protected] ~]# systemctl stop keepalived

#節點backup檢視VIP
[[email protected] ~]# ip a | grep 192.168.15.4
    inet 192.168.15.4/24 scope global eth0
    
#再次檢視MAC位址
C:\Users\admin> arp -a
[email protected]高可用keepalived

4、測試通路 

#配置本地hosts
192.168.15.4 www.linux.lb.com

六、高可用keepalived（腦裂）

由于某些原因，導緻兩台keepalived高可用伺服器在指定時間内，無法檢測到對方是否存活，各自去調用資源，配置設定工作，而此時兩台伺服器都還活着并且在工作。

1、腦裂的故障 

1.伺服器網線松動，網絡故障
2.伺服器硬體發生損壞，硬體故障
3.主備伺服器之間開啟了防火牆

2.開啟防火牆（兩台） 

[[email protected] ~]# systemctl start firewalld
[[email protected] ~]# systemctl start firewalld

3、通路頁面測試 

#通路浏覽器因為開啟防火牆，是以通路不了站點，需要配置開啟http服務
[[email protected] ~]# firewall-cmd --add-service=http
[[email protected] ~]# firewall-cmd --add-service=https

4、解決腦裂 

#腦裂解決案列一：
#幹掉一台服務
[[email protected] ~]# systemctl stop keepalived

#檢測（判斷是否有腦裂現象）
#先做信任，免密登入
[[email protected] ~]# ssh-keygen               #生成秘鑰
[[email protected] ~]# sh-copy-id 172.16.1.6
#編寫腳本
[[email protected] ~]# vim check_naolie.sh
#!/bin/sh
vip=192.168.15.4
lb02_ip=172.16.1.6
while true;do
    ssh $lb02_ip 'ip a | grep 192.168.15.4' &>/dev/null
    if [ $? -eq 0 -a `ip add|grep "$vip"|wc -l` -eq 1 ];then
        echo "ha is split brain.warning."
    else
        echo "ha is ok"
    fi
sleep 3
done

#腳本添加執行權限
[[email protected] ~]# chmod +x check_naolie.sh





#腦裂解決案列二：
#開啟防火牆
[[email protected] ~]# systemctl start firewalld
[[email protected] ~]# systemctl start firewalld

# 當主節點和從節點都提供服務的時候（腳本探測）
# 做免密
[[email protected] ~]# ssh-keygen            #生成秘鑰
[[email protected] ~]# sh-copy-id 172.16.1.6
[[email protected] ~]# sh-copy-id 172.16.1.5
#腳本編寫
[[email protected] ~]# vim check_naolie.sh 
#!/bin/bash

VIP="192.168.15.4"
MASTERIP="172.16.1.6"
BACKUPIP="172.16.1.5"

while true; do       #循環腳本
    # 探測VIP
    PROBE='ip a | grep "${VIP}"'
    ssh ${MASTERIP}  "${PROBE}" > /dev/null
    MASTER_STATU=$?
    ssh ${BACKUPIP}  "${PROBE}" > /dev/null
    BACKUP_STATU=$?
    if [[ $MASTER_STATU -eq 0 && $BACKUP_STATU -eq 0 ]];then
        ssh ${BACKUPIP}  "systemctl stop keepalived.service"
    fi
    sleep 3
done


#腳本添加執行權限
[[email protected] ~]# chmod +x check_naolie.sh




#引用補充：
-eq		等于
-ne		不等于
-ge		大于等于
-gt		大于
-le		小于等于
-lt		小于

七、高可用keepalived和nginx

1.域名解析到VIP 

1.nginx預設監聽所有IP

2.nginx故障切換腳本 

#如果nginx當機，使用者請求頁面會失敗，但是keepalive沒有關閉，VIP仍然在nginx挂掉了的機器上，導緻影響業務；
#我們應該編寫一個腳本，判斷nginx狀态，如果nginx挂掉，先嘗試重新開機nginx，如果啟動不了則關掉keepalived


# nginx檢測腳本一
[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/check_web.sh 
#!/bin/bash
ps -ef | grep [n]ginx &>/dev/null

if [ $? -eq 1 ];then
    systemctl start nginx &>/dev/null
    sleep 3
    ps -ef | grep [n]ginx &>/dev/null
    if [ $? -eq 1 ];then
        systemctl stop keepalived
    fi
fi


#腳本優化：
[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/check_web.sh


#!/bin/sh
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)

1#判斷Nginx是否存活,如果不存活則嘗試啟動Nginx
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
    systemctl start nginx
    sleep 3
  2#等待3秒後再次擷取一次Nginx狀态
    nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l) 
 3#再次進行判斷, 如Nginx還不存活則停止Keepalived,讓位址進行漂移,并退出腳本  
    if [ $nginxpid -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
   fi
fi


[[email protected] keepalived]# chmod +x check_web.sh






# nginx檢測腳本二
[[email protected] ~]# vim   /etc/keepalived/check_web.sh 
#!/bin/bash

nginxnum=`ps -ef | grep [n]ginx | wc -l`

if [ $nginxnum -eq 0 ];then       
  systemctl start nginx
  sleep 3
  nginxnum=`ps -ef | grep [n]ginx | wc -l`

  if [ $nginxnum -eq 0 ];then
    systemctl stop keepalived.service
  fi
fi



#腳本添權重限
[[email protected] keepalived]# chmod +x check_web.sh

3.調用腳本 

[[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {
   router_id lb01
}

#每5秒執行一次腳本，腳本執行完成時間不能超過5秒，否則會重新執行腳本，死循環
vrrp_script check_web {
    script "/etc/keepalived/check_web.sh"
    interval 5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1314
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.15.4
    }

    #調用計劃腳本
	track_script {
    	check_web
	}
}



#給腳本添權重限
[[email protected] keepalived]# chmod +x check_web.sh

#使用測試通路
192.168.15.4 www.linux.lb.com
期中架構 運維 nginx keepalived 高可用 負載均衡
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