LVS+KeepAlived高可用部署實戰(zhàn)應用

LVS+KeepAlived高可用部署實戰(zhàn)

1. 構建高可用集群

1.1 什么是高可用集群

高可用集群（High Availability Cluster，簡稱HA Cluster）沈撞，是指以減少服務中斷時間為目的得服務器集群技術微渠。它通過保護用戶得業(yè)務程序?qū)ν獠块g斷提供的服務，把因為軟件掀淘，硬件沛贪，認為造成的故障對業(yè)務得影響降低到最小程度褒墨。總而言之就是保證公司業(yè)務7*24小時不宕機

1.2 高可用衡量標準

衡量集群的可用性(HA)高低橘原，可以從MTTF（平均無故障時間）和MTTR（平均故障維修時間）進行考量樟蠕，公式為：HA=MTTF/(MTTF+MTTR)*100%，具體衡量標準可以參考下表

基本可用性	2個9	99%	年度宕機時間：87.6小時
較高可用性	3個9	99.9%	年度宕機時間：8.8小時
具有故障自動恢復	4個9	99.99%	年度宕機時間：53分鐘
極高可用性	5個9	99.999%	年度宕機時間：5分鐘

1.3 高可用保障

對集群中的服務器進行負載均衡靠柑、健康監(jiān)測寨辩，并在服務器出現(xiàn)故障時能進行故障轉(zhuǎn)移，自動切換到正常服務器是高可用保障的必要手段歼冰。

1.3.1 負載均衡

常見的負載均衡手段如下：

硬件負載均衡靡狞，如F5

軟件負載均衡，如nginx隔嫡、haproxy甸怕、lvs

幾種軟件負載均衡技術比較

技術	優(yōu)點	缺點
nginx	可以針對http應用做一些分流的策略；對網(wǎng)絡穩(wěn)定性的依賴非常小安裝和配置簡單腮恩，測試方便能支撐幾萬的并發(fā)量可作為靜態(tài)網(wǎng)頁和圖片服務器	僅支持http毅往、https和Email協(xié)議只支持通過端口進行健康檢測
haproxy	支持通過URL進行健康檢測單純做負載均衡寥裂，效率高于nginx 支持TCP的負載均衡，可以對mysql集群負載	不支持POP/SMTP協(xié)議不支持HTTP cache功能多進程模式支持不夠好重載配置需要重啟進程
lvs	抗負載能力強，工作在網(wǎng)絡4層吠谢，性能最好配置性比較低工作穩(wěn)定只分發(fā)請求合是，無流量產(chǎn)生火窒，保證IO性能應用范圍比較廣	不支持正則表達式處理不能做動靜分離大型網(wǎng)站實施復雜沒有專門用于windows的版本

1.3.2 健康監(jiān)測和自動切換

常見的健康監(jiān)測和自動切換軟件有keepAlived和heartBeat甚垦，其二者對比如下:

Keepalived使用更簡單：從安裝、配置释液、使用全释、維護等角度上對比，Keepalived都比Heartbeat要簡單 

Heartbeat功能更強大：Heartbeat雖然復雜误债，但功能更強大浸船，配套工具更全妄迁，適合做大型集群管理，而Keepalived主要用于集群倒換李命，基本沒有管理功能

1.4 高可用拓撲圖

file

2. 軟件負載均衡技術LVS

2.1 LVS簡介

2.1.1 什么是lvs

LVS是Linux Virtual Server的簡寫登淘，在1998年5月由章文嵩博士成立。

工作在OSI模型的四層项戴，基于IP進行負載均衡。

在linux2.2內(nèi)核時槽惫，IPVS就已經(jīng)以內(nèi)核補丁的形式出現(xiàn)周叮。

從2.4版本以后，IPVS已經(jīng)成為linux官方標準內(nèi)核的一部分界斜。

2.1.2 lvs官方資料鏈接

a.  lvs項目介紹 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs1.html

b.  lvs集群的體系結構 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs2.html

c.  lvs集群中的IP負載均衡技術 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs3.html

d.  lvs集群的負載調(diào)度 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs4.html

e.  lvs中文站點 http://zh.linuxvirtualserver.org

2.2 lvs拓撲

2.2.1 lvs術語

LVS服務器(DS)

集群中節(jié)點服務器(RS)

虛擬IP地址（VIP）仿耽，用于向客戶端提供服務的IP地址（配置于負載均衡器上）

真實服務器的IP地址（RIP）， 集群中節(jié)點服務器的IP地址 

負載均衡器IP地址（DIP）各薇，負載均衡器的IP地址项贺，物理網(wǎng)卡上的IP

客戶端主機IP地址（CIP），終端請求用戶的主機IP地址

2.2.2 工作原理和拓撲圖

LVS負載均衡調(diào)度技術是在linux內(nèi)核中實現(xiàn)的峭判，使用配置LVS時开缎，不是直接配置內(nèi)核中的IPVS，而是通過IPVS的管理工具IPVSADM來管理配置林螃，LVS集群負載均衡器接受所有入站客戶端的請求奕删，并根據(jù)算法來決定由哪個集群的節(jié)點來處理請求。

2.3 lvs的三種工作模式

2.3.1 NAT模式

NAT(Network Address Translation)模式是基于NAT技術實現(xiàn)的疗认。在此模式中完残，LVS服務器既要處理請求的接入，又要處理請求的響應横漏。因此存在較大的性能瓶頸谨设。

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2.3.2 DR模式

DR(Direct Routing)模式是LVS的默認工作模式，也叫直接路由模式缎浇。只處理請求的接入扎拣，不處理請求的響應。因此性能高素跺，瓶頸小鹏秋。

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2.3.3 TUN模式

TUN(Tunneling)模式需要服務器支持IP隧道（IP tunneling，是路由器把一種網(wǎng)絡層協(xié)議封裝到另一個協(xié)議中以跨過網(wǎng)絡傳送到另一個路由器的處理過程）技術亡笑，限制較大侣夷，一般不用。

file

2.4 LVS調(diào)度算法

2.4.1 靜態(tài)調(diào)度算法

調(diào)度算法	說明
RR	roundrobin輪詢調(diào)度
WRR	Weighted RR加權輪詢調(diào)度
SH	Soure Hashing源地址哈希調(diào)度
DH	Destination Hashing目標地址哈希調(diào)度

2.4.2 動態(tài)調(diào)度算法

調(diào)度算法	說明
LC	Least Connections最小連接數(shù)調(diào)度
WLC	Weighted LC加權最小連接數(shù)調(diào)度（默認*）
SED	Shortest Expection Delay初始連接高權重優(yōu)先
NQ	Nerver Queue 第一輪平均分配仑乌，后續(xù)SED
LBLC	Locality-Based LC 動態(tài)的DH算法
LBLCR	LBLC with Replication 帶復制功能的LBLC
FO	Weighted Fail Over百拓，linux內(nèi)核4.15后新增的調(diào)度算法
OVF	Overflow-connection琴锭，linux內(nèi)核4.15后新增的調(diào)度算法

2.5 lvs基本命令

對于lvs的操作，主要是通過ipvsadm軟件實現(xiàn)衙传，常用的lvs操作命令如下:

2.5.1 集群服務管理

命令	說明
ipvsadm -A -t IP -s 調(diào)度算法	此命令用來添加一個lvs策略决帖，IP指VIP，調(diào)度算法是12種調(diào)度算法的一種
ipvsadm -C	此命令用來清除一個lvs策略
ipvsadm -S	此命令用來保存一個lvs策略
ipvsadm -R	此命令用來加載一個lvs策略
ipvsadm -L	此命令用來查看策略

2.5.2 集群RS管理

命令	說明
ipvsadm -a -t IP1 -r IP2 -m\|g\|i	添加一臺RS蓖捶，IP1指VIP地回，IP2指RIP，-m\|g\|i中m是NAT俊鱼，g是DR刻像，
ipvsadm -d -t IP1 -r IP2	此命令用來刪除一臺RS，IP1指VIP并闲，IP2指RIP

2.6 lvs實戰(zhàn)

2.6.1 NAT模式實戰(zhàn)

**NAT實戰(zhàn)拓撲圖**

file

**NAT模式實現(xiàn)**

按照上面的拓撲圖细睡，進行NAT實戰(zhàn)，步驟如下：

**A**. 準備4臺linux虛擬機帝火，并確定每臺虛擬機的角色溜徙，為了方便區(qū)分，可以對每臺虛擬機設置新的主機名犀填，比如       LVS服務器可以設置主機名為lvs蠢壹，設置方式如下

#設置主機名
hostnamectl set-hostname lvs
#斷開遠程連接
logout
#重新連接即可看到主機名已經(jīng)更改

然后對四臺虛擬機分別進行配置如下:

        **RS1和RS2配置**

        1)  配置網(wǎng)卡為NAT模式

        2)  下載安裝httpd服務，命令如下

yum install -y httpd

        3)  設置首頁內(nèi)容(RS2把內(nèi)容改為this is RS2)

echo this is RS01 > /var/www/html/index.html

        4)  啟動httpd

systemctl start httpd

        5)  在RS1和RS2上測試訪問九巡，能輸出 this is RS01或this is RS02即為成功

[root@rs01 ~]# curl localhost
this is RS01

        6)  RS1設置靜態(tài)IP為192.168.116.131知残，RS2設置靜態(tài)IP為192.168.116.132。

             RS1和RS2指定網(wǎng)關為192.168.116.130比庄，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0

        7)  查看網(wǎng)關是否生效

[root@rs01 html]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.116.130 0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
192.168.116.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33

        **LVS服務器配置**                  

        1)  安裝ipvsadm

yum install -y ipvsadm

        2)  設置雙網(wǎng)卡

            僅主機網(wǎng)卡一塊求妹，IP配置為192.168.5.131，此IP是接受外部請求的VIP

            NAT網(wǎng)卡一塊佳窑，IP配置為192.168.116.130制恍，此IP是與后端RS服務器通信的DIP

        3)  配置ip_forward轉(zhuǎn)發(fā)

vi /etc/sysctl.conf
#添加如下內(nèi)容并保存退出
net.ipv4.ip_forward = 1
#執(zhí)行如下命令使修改生效
sysctl -p

        4)  使用ipvsadm進行負載均衡配置

#指定負載80端口的VIP，并指定調(diào)度策略為輪詢
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.5.131:80 -s rr
#添加兩臺RS神凑，并指定負載均衡工作模式為NAT
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.5.131:80 -r 192.168.116.131 -m
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.5.131:80 -r 192.168.116.132 -m
#查看上述配置是否生效
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.5.131:80 rr
  -> 192.168.116.131:80           Masq    1      0          0         
  -> 192.168.116.132:80           Masq    1      0          0

        **client虛擬機配置和測試**

        配置網(wǎng)卡為僅主機模式净神，IP為192.168.5.130，網(wǎng)關無需配置即可溉委。

        在client上測試負載均衡效果鹃唯，如下:

[root@client ~]# curl 192.168.5.131
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.5.131
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.5.131
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.5.131
this is RS01

NAT模式存在的問題-->LVS性能瓶頸

2.6.2 DR模式實戰(zhàn)

小貼士: ARP（Address Resolution Protocol）地址解析協(xié)議，是根據(jù)IP地址獲取物理地址（MAC）的一個 TCP/IP協(xié)議瓣喊。主機發(fā)送信息時將包含目標IP地址的ARP請求廣播到局域網(wǎng)絡上的所有主機坡慌，并接收返回消息，以此確定目標的物理地址藻三；收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中并保留一定時間洪橘，下次請求時直接查詢ARP緩存以節(jié)約資源跪者。

**DR模式拓撲圖**

file

**DR模式實現(xiàn)**

通過對比NAT模式和DR模式的拓撲圖可以發(fā)現(xiàn)，需要讓LVS和RS在同一個網(wǎng)段熄求，并且在兩個RS服務器上也需要綁定VIP渣玲。所以DR模式實驗可以在剛才的基礎上進行，步驟如下:

1) 在RS1和RS2上進行如下ARP抑制操作弟晚，并配置VIP到lo網(wǎng)卡上忘衍，如下:

#arp抑制
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/arp_ignore
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/arp_announce
#配置VIP到lo網(wǎng)卡  這里的子網(wǎng)掩碼需要4個255
[root@rs01 html]# ifconfig lo:9 192.168.116.134 netmask 255.255.255.255
[root@rs01 html]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.131  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        inet6 fe80::cc13:177d:ec0:60d2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::b105:ad45:a07e:f946  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:50:56:20:b6:01  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1262  bytes 105801 (103.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 582  bytes 70559 (68.9 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 50  bytes 5310 (5.1 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 50  bytes 5310 (5.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo:9: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 192.168.116.134  netmask 255.255.255.255
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)

注意：RS1和RS2在之前進行NAT模式實驗時設置了網(wǎng)關為LVS的DIP，這里進行DR試驗時需要把網(wǎng)關刪除

2) 在LVS服務器上關閉之前的ens37網(wǎng)卡(注意：你的網(wǎng)卡名稱可能不是這個)

ifdown ens37
ifconfig ens37 down

3) 在lvs的ens33網(wǎng)卡上綁定VIP192.168.116.134

[root@lvs01 ~]# ifconfig ens33:9 192.168.116.134/24
[root@lvs01 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.130  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        inet6 fe80::3264:bc00:653f:77b2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::cc13:177d:ec0:60d2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::b105:ad45:a07e:f946  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:50:56:38:1d:eb  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 717  bytes 62082 (60.6 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 244  bytes 37732 (36.8 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33:9: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.134  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        ether 00:50:56:38:1d:eb  txqueuelen 1000  (Ethernet)

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

4) 在lvs服務器上清空LVS策略卿城，并重新設置DR模式策略

#查看策略
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.5.131:80 rr
  -> 192.168.116.131:80           Masq    1      0          0         
  -> 192.168.116.132:80           Masq    1      0          0         
#清空策略
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -C
#再次查看策略
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

設置DR策略

#設置規(guī)則
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.116.134:80 -s rr
#添加RS
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.116.134:80 -r 192.168.116.131 -g
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.116.134:80 -r 192.168.116.132 -g
#查看策略
[root@lvs01 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.116.134:80 rr
  -> 192.168.116.131:80           Route   1      0          0         
  -> 192.168.116.132:80           Route   1      0          0

5) 修改client服務器配置枚钓，更改使用NAT網(wǎng)卡，并設置IP為192.168.116.133

6) 在client測試效果

[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01

7) 在LVS服務器上查看調(diào)度情況

[root@lvs01 ~]# ipvsadm -Lnc
IPVS connection entries
pro expire state       source             virtual            destination
TCP 01:30  FIN_WAIT    192.168.116.133:45810 192.168.116.134:80 192.168.116.131:80
TCP 01:31  FIN_WAIT    192.168.116.133:45812 192.168.116.134:80 192.168.116.132:80
TCP 01:32  FIN_WAIT    192.168.116.133:45814 192.168.116.134:80 192.168.116.131:80
TCP 01:30  FIN_WAIT    192.168.116.133:45808 192.168.116.134:80 192.168.116.132:80

2.6.3 四個問題

a. 如果后端某臺RS服務器掛了會出現(xiàn)什么問題藻雪？

b.如果LVS服務器掛了會出現(xiàn)什么問題?

` c. 如何獲知RS服務器狀態(tài)?

d. 如何進行故障轉(zhuǎn)移秘噪、自動切換?

3. KeepAlived

3.1 keepAlived簡介

Keepalived的作用是**檢測服務器狀態(tài)**狸吞，如果有一臺web服務器宕機勉耀，或工作出現(xiàn)故障，Keepalived將檢測到蹋偏，并**將有故障的服務器從系統(tǒng)中剔除便斥，同時使用其他服務器代替該服務器的工作**，當服務器工作正常后Keepalived自動將服務器加入到服務器群中威始。

3.2 keepAlived主要特點

3.2.1 健康檢查

檢查方式	說明
tcp_check	工作在第4層枢纠，keepalived向后端服務器發(fā)起一個tcp連接請求，如果后端服務器沒有響應或超時黎棠，那么這個后端將從服務器池中移除
http_get	工作在第5層晋渺，向指定的URL執(zhí)行http請求，將得到的結果用md5加密并與指定的md5值比較看是否匹配脓斩，不匹配則從服務器池中移除木西；此外還可以指定http返回碼來判斷檢測是否成功。HTTP_GET可以指定多個URL用于檢測随静，這個一臺服務器有多個虛擬主機的情況下比較好用八千。
misc_check	用腳本來檢測，腳本如果帶有參數(shù)燎猛，需將腳本和參數(shù)放入雙引號內(nèi)
ssl_get	和http_get相似恋捆，不同的只是用SSL連接
smtp_check	主要用于郵件系統(tǒng)SMTP協(xié)議的檢測

3.2.2 故障遷移

**VRRP協(xié)議**

在現(xiàn)實的網(wǎng)絡環(huán)境中。主機之間的通信都是通過配置靜態(tài)路由或者(默認網(wǎng)關)來完成的重绷，而主機之間的路由器一旦發(fā)生故障沸停，通信就會失效，因此這種通信模式當中昭卓，路由器就成了一個單點瓶頸星立，為了解決這個問題爽茴，就引入了VRRP協(xié)議。

VRRP協(xié)議是一種容錯的主備模式的協(xié)議绰垂，保證當主機的下一跳路由出現(xiàn)故障時室奏，由另一臺路由器來代替出現(xiàn)故障的路由器進行工作，**通過VRRP可以在網(wǎng)絡發(fā)生故障時透明的進行設備切換而不影響主機之間的數(shù)據(jù)通信**劲装。 

**故障遷移原理**

在 Keepalived 服務正常工作時胧沫，**主 Master 節(jié)點會不斷地向備節(jié)點發(fā)送（多播的方式）心跳消息，用以告訴備 Backup 節(jié)點自己還活著**占业，當主 Master 節(jié)點發(fā)生故障時绒怨，就無法發(fā)送心跳消息，備節(jié)點也就因此無法繼續(xù)檢測到來自主 Master 節(jié)點的心跳了谦疾，于是調(diào)用自身的接管程序南蹂，接管主 Master 節(jié)點的 IP 資源及服務。而當主 Master 節(jié)點恢復時念恍，備 Backup 節(jié)點又會釋放主節(jié)點故障時自身接管的 IP 資源及服務六剥，恢復到原來的備用角色。

3.3 keepAlived原理

Keepalived工作在TCP/IP參考模型的三層峰伙、四層疗疟、五層，其原理如下：

工作層	說明
網(wǎng)絡層	Keepalived通過ICMP協(xié)議向服務器集群中的每一個節(jié)點發(fā)送一個ICMP數(shù)據(jù)包(有點類似與Ping的功能)瞳氓，如果某個節(jié)點沒有返回響應數(shù)據(jù)包策彤，那么認為該節(jié)點發(fā)生了故障，Keepalived將報告這個節(jié)點失效匣摘，并從服務器集群中剔除故障節(jié)點店诗。
傳輸層	Keepalived在傳輸層里利用了TCP協(xié)議的端口連接和掃描技術來判斷集群節(jié)點的端口是否正常。比如對于常見的WEB服務器80端口音榜∨尤常或者SSH服務22端口，Keepalived一旦在傳輸層探測到這些端口號沒有數(shù)據(jù)響應和數(shù)據(jù)返回囊咏，就認為這些端口發(fā)生異常恕洲，然后強制將這些端口所對應的節(jié)點從服務器集群中剔除掉。
應用層	Keepalived的運行方式更加全面化和復雜化梅割，用戶可以通過自定義Keepalived工作方式霜第。例如：可以通過編寫程序或者腳本來運行Keepalived，而Keepalived將根據(jù)用戶的設定參數(shù)檢測各種程序或者服務是否正常户辞，如果Keepalived的檢測結果和用戶設定的不一致時泌类，Keepalived將把對應的服務器從服務器集群中剔除。

3.4 分布式選主策略

3.4.1 僅設置priority

在一個一主多備的Keepalived集群中，priority值最大的將成為集群中的MASTER節(jié)點刃榨，而其他都是BACKUP節(jié)點弹砚。在MASTER節(jié)點發(fā)生故障后，BACKUP節(jié)點之間將進行“民主選舉”枢希，通過對節(jié)點優(yōu)先級值priority和weight的計算桌吃，選出新的MASTER節(jié)點接管集群服務。

3.4.2 設置priority和weight

**weight值為正數(shù)時**

在vrrp_script中指定的腳本如果檢測成功苞轿，那么MASTER節(jié)點的權值將是weight值與priority值之和茅诱；如果腳本檢測失效，那么MASTER節(jié)點的權值保持為priority值

MASTER 節(jié)點vrrp_script腳本檢測失敗時搬卒，如果MASTER節(jié)點priority值小于BACKUP節(jié)點weight值與priority值之和瑟俭，將發(fā)生主、備切換契邀。

MASTER節(jié)點vrrp_script腳本檢測成功時摆寄，如果MASTER節(jié)點weight值與priority值之和大于BACKUP節(jié)點weight值與priority值之和，主節(jié)點依然為主節(jié)點坯门，不發(fā)生切換微饥。



**weight值為負數(shù)時**

在vrrp_script中指定的腳本如果檢測成功，那么MASTER節(jié)點的權值仍為priority值田盈，當腳本檢測失敗時畜号，MASTER節(jié)點的權值將是priority值與weight值之差

MASTER節(jié)點vrrp_script腳本檢測失敗時缴阎，如果MASTER節(jié)點priority值與weight值之差小于BACKUP節(jié)點priority值允瞧，將發(fā)生主、備切換蛮拔。

MASTER節(jié)點vrrp_scrip腳本檢測成功時述暂，如果MASTER節(jié)點priority值大于BACKUP節(jié)點priority值時，主節(jié)點依然為主節(jié)點建炫，不發(fā)生切換畦韭。

weight設置標準

對于weight值的設置，有一個簡單的標準肛跌，即weight值的絕對值要大于MASTER和BACKUP節(jié)點priority值之差艺配。由此可見，對于weight值的設置要非常謹慎衍慎，如果設置不好转唉，主節(jié)點發(fā)生故障時將導致集群角色選舉失敗，使集群陷于癱瘓狀態(tài)稳捆。

4. LVS+keepAlived實戰(zhàn)

4.1 實戰(zhàn)拓撲

file

為了測試lvs的高可用赠法，這里需要增加一臺lvs服務器，需在此服務器上安裝ipvsadm乔夯。

4.2 keepAlived安裝和配置

4.2.1 安裝keepAlived

在兩臺lvs服務器上都需要安裝keepAlived砖织，安裝命令如下:

yum install -y keepalived

keepAlived安裝完成后款侵，在/etc/keepalived目錄下有一個keepalived.conf配置文件，內(nèi)容如下:

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}
#上面的配置無需關注侧纯，重點關注和修改下面的配置
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER#標識當前l(fā)vs是主新锈，根據(jù)實際lvs服務器規(guī)劃確定，可選值MASTER和BACKUP
    interface eth0#lvs服務器提供服務器的網(wǎng)卡眶熬，根據(jù)實際服務器網(wǎng)卡進行修改
    virtual_router_id 51#lvs提供的服務所屬ID壕鹉，目前無需修改
    priority 100#lvs服務器的優(yōu)先級，主服務器最高聋涨，備份服務器要低于主服務器
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    #virtual_ipaddress用于配置VIP和LVS服務器的網(wǎng)卡綁定關系晾浴，一般需要修改
    #示例: 192.168.116.134/24 dev ens33 label ens33:9
    virtual_ipaddress {
        192.168.200.16
        192.168.200.17
        192.168.200.18
    }
}
#配置lvs服務策略，相當于ipvsadm -A -t 192.168.116.134:80 -s rr牍白，一般需要修改
virtual_server 192.168.200.100 443 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr#配置lvs調(diào)度算法脊凰，默認輪詢
    lb_kind NAT#配置lvs工作模式，可以改為DR
    persistence_timeout 50#用于指定同一個client在多久內(nèi)茂腥，只去請求第一次提供服務的RS狸涌，為查看輪詢效                             果，這里需要改為0
    protocol TCP#TCP協(xié)議
    #配置RS信息最岗，相當于ipvsadm -a -t 192.168.116.134:80 -r 192.168.116.131 -g
    real_server 192.168.201.100 443 {
        weight 1#當前RS的權重
        SSL_GET {#SSL_GET健康檢查帕胆，一般改為HTTP_GET
            #兩個url可以刪除一個，url內(nèi)的內(nèi)容改為path /和status_code 200般渡，digest刪除
            url {
              path /
              digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
            }
            url {
              path /mrtg/
              digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
#下面的配置實際是兩組lvs服務的配置懒豹，含義和上面的lvs服務配置一致。如果用不到驯用，下面的配置可以全部刪除
virtual_server 10.10.10.2 1358 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr 
    lb_kind NAT
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    sorry_server 192.168.200.200 1358

    real_server 192.168.200.2 1358 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /testurl/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url { 
              path /testurl2/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url { 
              path /testurl3/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.200.3 1358 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /testurl/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
            }
            url { 
              path /testurl2/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

virtual_server 10.10.10.3 1358 {
    delay_loop 3
    lb_algo rr 
    lb_kind NAT
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 192.168.200.4 1358 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /testurl/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url { 
              path /testurl2/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url { 
              path /testurl3/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.200.5 1358 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /testurl/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url { 
              path /testurl2/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url { 
              path /testurl3/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

4.2.2 配置keepAlived

基于上述配置文件和實戰(zhàn)拓撲圖及服務器規(guī)劃脸秽，對兩臺lvs服務器分別修改keepalived.conf配置如下:

**lvs主服務器**

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.116.134/24 dev ens33 label ens33:9
    }
}

virtual_server 192.168.116.134 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 192.168.116.131 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status 200 
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.116.132 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status 200 
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

lvs備份服務器

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 80
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.116.134/24 dev ens33 label ens33:9
    }
}

virtual_server 192.168.116.134 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 192.168.116.131 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status 200 
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.116.132 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status 200 
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

注意：配置文件中的key和大括號之間一定要有空格

4.2.3 啟動keepAlived

在兩臺lvs服務器上分別啟動keepAlived，命令如下:

service keepalived start

4.3 高可用測試

4.3.1 測試環(huán)境檢查

上述步驟執(zhí)行完畢后蝴乔，可以在lvs主服務器和備份服務器分別執(zhí)行ifconfig命令记餐，可以查看到VIP被綁定到了主服務器，如下:

[root@lvs01 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.130  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        inet6 fe80::3264:bc00:653f:77b2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::cc13:177d:ec0:60d2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::b105:ad45:a07e:f946  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:50:56:38:1d:eb  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1574  bytes 135506 (132.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 840  bytes 96383 (94.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33:9: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.134  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 00:50:56:38:1d:eb  txqueuelen 1000  (Ethernet)

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

這樣薇正，就可以在客戶端請求VIP192.168.116.134來進行測試片酝。

4.3.2 測試負載均衡

在客戶端發(fā)起請求，測試負載均衡挖腰，如下:

[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01

4.3.3 測試RS高可用

關閉一臺RS后(這里可以使用**ifconfig 網(wǎng)卡名 down**命令暫時關閉網(wǎng)卡)雕沿，客戶端繼續(xù)發(fā)起請求，查看是否可以正常訪問曙聂，如下:

[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134

會發(fā)現(xiàn)晦炊，此時客戶端可以正常訪問，但只有RS2在提供服務。這說明断国，keepAlived檢測到了RS1服務器異常贤姆，將其剔除了。

此時再啟動RS1服務器稳衬，客戶端繼續(xù)訪問霞捡，會發(fā)現(xiàn)響應結果如下，keepAlived檢測到RS1服務器恢復正常薄疚，又將其加入服務列表了碧信。

[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02

4.3.4 測試LVS高可用

這里主要進行兩個測試：

**測試lvs主服務宕機**

使用ifconfig 網(wǎng)卡名 down命令，關閉主服務器網(wǎng)卡街夭，此時主服務器不能提供服務砰碴。觀察備份服務器是否將VIP綁定到自己，以及客戶端是否可以繼續(xù)正常訪問板丽。如下：

關閉主服務器網(wǎng)卡

[root@lvs01 keepalived]# ifconfig ens33 down

觀察備份服務器呈枉，會發(fā)現(xiàn)VIP已經(jīng)綁定過來了。這里實際是keepAlived檢測到了主服務器的異常埃碱，而做出的故障轉(zhuǎn)移和自動切換猖辫。

[root@lvs02 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.135  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        inet6 fe80::3264:bc00:653f:77b2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::cc13:177d:ec0:60d2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::b105:ad45:a07e:f946  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:50:56:3a:95:05  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1891  bytes 167840 (163.9 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 830  bytes 77459 (75.6 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33:9: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.134  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 00:50:56:3a:95:05  txqueuelen 1000  (Ethernet)

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 6  bytes 528 (528.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 6  bytes 528 (528.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

觀察客戶端是否可以繼續(xù)正常訪問

[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS01
[root@client ~]# curl 192.168.116.134
this is RS02

**測試lvs主服務器恢復**

上述測試通過后，可以開啟主服務器網(wǎng)卡砚殿，讓其能夠提供服務啃憎，然后觀察VIP是否會回到主服務器。

開啟主服務器網(wǎng)卡

ifconfig ens33 up

查看主服務器和備份服務器

**主服務器**

[root@lvs01 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.130  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        inet6 fe80::3264:bc00:653f:77b2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::cc13:177d:ec0:60d2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::b105:ad45:a07e:f946  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:50:56:38:1d:eb  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2323  bytes 219033 (213.8 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 1953  bytes 189317 (184.8 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33:9: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.134  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 00:50:56:38:1d:eb  txqueuelen 1000  (Ethernet)

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 7  bytes 616 (616.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 7  bytes 616 (616.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

**備份服務器**

[root@lvs02 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.116.135  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.116.255
        inet6 fe80::3264:bc00:653f:77b2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::cc13:177d:ec0:60d2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        inet6 fe80::b105:ad45:a07e:f946  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:50:56:3a:95:05  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2182  bytes 197998 (193.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 1117  bytes 100885 (98.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 6  bytes 528 (528.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 6  bytes 528 (528.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

會發(fā)現(xiàn)似炎，VIP重新綁定到了主服務器辛萍。
本文由育博學谷狂野架構師發(fā)布
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LVS+KeepAlived高可用部署實戰(zhàn)應用

LVS+KeepAlived高可用部署實戰(zhàn)

1. 構建高可用集群

1.1 什么是高可用集群

1.2 高可用衡量標準

1.3 高可用保障

1.3.1 負載均衡

1.3.2 健康監(jiān)測和自動切換

1.4 高可用拓撲圖

2. 軟件負載均衡技術LVS

2.1 LVS簡介

2.1.1 什么是lvs

2.1.2 lvs官方資料鏈接

2.2 lvs拓撲

2.2.1 lvs術語

2.2.2 工作原理和拓撲圖

2.3 lvs的三種工作模式

2.3.1 NAT模式

2.3.2 DR模式

2.3.3 TUN模式

2.4 LVS調(diào)度算法

2.4.1 靜態(tài)調(diào)度算法

2.4.2 動態(tài)調(diào)度算法

2.5 lvs基本命令

2.5.1 集群服務管理

2.5.2 集群RS管理

2.6 lvs實戰(zhàn)

2.6.1 NAT模式實戰(zhàn)

2.6.2 DR模式實戰(zhàn)

2.6.3 四個問題

3. KeepAlived

3.1 keepAlived簡介

3.2 keepAlived主要特點

3.2.1 健康檢查

3.2.2 故障遷移

3.3 keepAlived原理

3.4 分布式選主策略

3.4.1 僅設置priority

3.4.2 設置priority和weight

4. LVS+keepAlived實戰(zhàn)

4.1 實戰(zhàn)拓撲

4.2 keepAlived安裝和配置

4.2.1 安裝keepAlived

4.2.2 配置keepAlived

4.2.3 啟動keepAlived

4.3 高可用測試

4.3.1 測試環(huán)境檢查

4.3.2 測試負載均衡

4.3.3 測試RS高可用

4.3.4 測試LVS高可用

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