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Keepalived高可用集群部署

lvzb86 2023-03-28 原文

KeepAlived

目录

KeepAlived安装

1.yum源安装

yum install keepalived

2.官网源码包编译

KeepAlived官网提供可编译源码包，可直接下载。
官网地址：

https://www.keepalived.org/

官网提供的软件包，解压编译安装即可。

KeepAlived部署

高可用实现支持多种集群配置模式：主备模式，主主模式，N+1模式，N+M模式；另外支持资源及节点故障检测。

准备工作

  1. 硬件准备

要实现KeepAlived的多种模式,因此这里准备了4台虚拟机进行测试，设备IP分别为：

192.168.25.23
192.168.25.24
192.168.25.25
192.168.25.26
  1. 软件准备

本次高可用实现以nginx进行效果展示，nginx未进行任何配置，仅修改了对应index.html文件以展示对应情况的高可用实现效果。

  • nginx准备

系统可通过软件仓库安装nginx：
yum install nginx -y

启动nginx：
nginx

系统默认安装并启动了ApacheHttp服务，因此需要关闭httpd服务：
    systemctl stop httpd
    systemctl disable httpd
如果仍旧不能正常访问nginx主页，需要添加防火墙规则或关闭防火墙。
此处为方便后续操作且非为测试环境，所以关闭防火墙，如在生产环境，请添加防火墙规则：
    systemctl stop firewalld
    systemctl disable firewalld

分别在各个测试机中启动nginx后，测试页面是否正常显示，如出现以下页面即为正常:

为了方便辨别实现效果，此处修改nginx的主页。

nginx主页的位置为：
/usr/share/nginx/html/index.html

编辑index.html：
vim /usr/share/nginx/html/index.html

在86行下添加内容：
<h2><strong>The IP is 192.168.25.**</strong></h2>
IP地址根据实际情况进行修改，效果如下：

添加nginx默认启动：
systemctl enable nginx

至此，nginx准备完毕。

  • keepalivd准备

软件仓库安装keepalived，分别在测试机上执行：
yum install keepalived -y

确认安装情况，执行脚本：
keepalived -v
输出内容如下：

查询对应的配置文件：
rpm -ql keepalived
相关内容如下：

文件说明：

/etc/keepalived                             -主目录
/etc/keepalived/keepalived.conf             -配置文件
/etc/sysconfig/keepalived                   -系统配置文件
/usr/lib/systemd/system/keepalived.service  -系统服务
/usr/libexec/keepalived                     -库目录
/usr/sbin/keepalived                        -系统命令

Keepalived主要通过修改/etc/keepalived/keepalived.conf配置文件进行配置高可用集群。

主备模式

节点配置

此模式下使用两台虚拟机和一个虚拟IP进行：
主节点：192.168.25.23
备节点：192.168.25.24
虚拟IP：192.168.25.10

  1. 主节点(192.168.25.23)配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 备节点(192.168.25.24)配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

验证

正常状态

  1. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  2. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为主节点提供服务。

故障

  1. 停止主节点keepalived服务，主节点执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.24，当前由于主节点故障，备用节点启用，接管VIP流量。

故障恢复

  1. 重新启动主节点keepalived服务；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.23，主节点恢复，接管VIP流量。

1+N(一主多备)模式

节点配置

此模式下使用三台虚拟机(备用节点)进行：
主节点：192.168.25.23
备节点1：192.168.25.24
备节点2：192.168.25.25
虚拟IP：192.168.25.10

  1. 主节点(192.168.25.23)配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 备节点(192.168.25.24)配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 备节点(192.168.25.25)配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV25
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.25
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

验证

正常状态
  1. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  2. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为主节点提供服务。
故障-1
  1. 停止主节点keepalived服务，主节点执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.24，当前由于主节点故障，备用节点启用，由于备用节点1优先级高于备用节点2，所以备用节点1接管VIP流量。
故障-2
  1. 停止备节点1keepalived服务，备节点1执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.25，当前由于备节点1故障，备用节点2启用，所以备用节点2接管VIP流量。
故障恢复-1
  1. 重新启动主节点keepalived服务；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.23，主节点恢复，接管VIP流量。
故障恢复-2
  1. 重新启动备节点1keepalived服务；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.23，当前由于主节点状态正常，继续管理VIP流量。

主主(互为主备)模式

此模式下两台机器两个虚拟IP，每台机器对应一个虚拟IP的主节点，对应另一个虚拟IP的备节点，两台机器互为主备。

节点配置

此模式下使用两台虚拟机进行：
节点1：192.168.25.23
节点2：192.168.25.24
虚拟IP1：192.168.25.10
虚拟IP2：192.168.25.20

  1. 节点1配置内容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}


vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}
  1. 节点2配置内容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}

验证

正常状态
  1. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  2. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP1的主节点-节点1提供服务。
  3. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  4. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP2的主节点-节点2提供服务。
故障-1
  1. 停止节点1keepalived服务，节点1执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前由于节点1故障，备用节点启用，所以作为节点1的备用节点，节点2接管VIP1流量。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP2的主节点-节点2提供服务。
故障-1恢复
  1. 恢复节点1keepalived服务，节点1执行；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，由于节点1已恢复，作为VIP1的主节点-节点1，节点1恢复接管VIP1流量。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP2的主节点-节点2提供服务。
故障-2
  1. 停止节点2keepalived服务，节点2执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP1的主节点-节点1提供服务。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前由于节点2故障，备用节点启用，所以作为节点2的备用节点，节点1接管VIP2流量。
故障-2恢复
  1. 恢复节点2keepalived服务，节点1执行；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP1的主节点-节点1提供服务。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，由于节点2已恢复，作为VIP2的主节点-节点2，节点2恢复接管VIP2流量。

N+1模式

此模式下三台机器两个虚拟IP，两台机器各对应一个虚拟IP的主节点，另外一台机器为两个虚拟IP的备节点。

节点配置

此模式下使用两台虚拟机进行：
主节点1：192.168.25.23
主节点2：192.168.25.24
备节点：192.168.25.25
虚拟IP1：192.168.25.10
虚拟IP2：192.168.25.20

  1. 节点1配置内容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 主节点2配置内容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}
  1. 备节点配置内容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV25
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.25
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.25
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}

验证

正常状态
  1. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  2. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP1的主节点-节点1提供服务。
  3. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  4. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP2的主节点-节点2提供服务。
故障-1
  1. 停止主节点1keepalived服务，主节点1执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.25，当前由于主节点1故障，备用节点启用，所以作为节点1的备用节点，备节点接管VIP1流量。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP2的主节点-节点2提供服务。
故障-1恢复
  1. 恢复主节点1keepalived服务，主节点1执行；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，由于节点1已恢复，作为VIP1的主节点-主节点1，主节点1重新接管VIP1流量。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP2的主节点-主节点2提供服务。
故障-2
  1. 停止主节点2keepalived服务，主节点2执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP1的主节点-主节点1提供服务。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.25，当前由于主节点2故障，备用节点启用，所以作为主节点2的备用节点，备节点接管VIP2流量。
故障-2恢复
  1. 恢复节点2keepalived服务，节点1执行；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为VIP1的主节点-节点1提供服务。
  4. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  5. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，由于主节点2已恢复，作为VIP2的主节点-主节点2，主节点2恢复接管VIP2流量。
故障-3
  1. 停止主节点1keepalived服务，主节点1执行；
    systemctl stop keepalived
  2. 停止主节点2keepalived服务，主节点2执行；
    systemctl stop keepalived
  3. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  4. 页面显示实际访问地址为192.168.25.25，当前由于主节点1故障，备用节点启用，所以作为节点1的备用节点，备节点接管VIP1流量。
  5. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  6. 页面显示实际访问地址为192.168.25.25，当前由于主节点2故障，备用节点启用，所以作为主节点2的备用节点，备节点接管VIP2流量。
故障-3恢复
  1. 恢复主节点1keepalived服务，主节点1执行；
    systemctl restart keepalived
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  3. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，由于节点1已恢复，作为VIP1的主节点-主节点1，主节点1重新接管VIP1流量。
  4. 恢复节点2keepalived服务，节点1执行；
    systemctl restart keepalived
  5. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.20
  6. 页面显示实际访问地址为192.168.25.24，由于主节点2已恢复，作为VIP2的主节点-主节点2，主节点2恢复接管VIP2流量。

N+M模式

N+M模式的配置参考N+1模式，复制备节点即可

资源故障检测

说明

Keepalived通过在配置文件中添加script来实现对服务状态的检测和故障切换

在global配置段外定义脚本或者shell命令，然后再virtual_server配置段中调用脚本，最后根据脚本的执行结果(成功或失败) 来增加或减少当前的节点的优先级，因为keepalived是根据优先级来判断是否为主节点 所以当优先级低时则就成为备份节点 从而将VIP飘动到优先级高的主节点上 实现了对其他服务的高可用

script配置及调用说明：

vrrp_script chk_nginx {                 # chk_nginx为自定义的vrrp脚本名称 后续调用需要此名称
       script "killall -0 sshd"         # 执行的脚本或命令
       interval 2                       # 监测的时间间隔 单位:秒 默认:1秒
       weight -4                        # 此值默认为0 范围:-253~253 ，
        # 如果此值为负数 则代表当上面的脚本或命令执行失败时($?结果为非0) 则将本节点的优先级减去定义的值;
        # 如果此值为正数 则代表当上面的脚本或命令执行成功时($?结果为0) 则将本节点的优先级加上定义的值
       fall 2                           # 脚本或命令执行几次失败后 将本节点标记为失败(进而进行减优先级操作)
       rise 2                           # 脚本或命令执行几次成功后 将本节点标记为成功(进而恢复节点)
       user USERNAME                    # 以什么用户身份执行脚本
}

vrrp_instance VI_1 {
...
    track_script {
       script_name
    }
}

节点配置

本次使用两台虚拟机和一个虚拟IP进行配置：
主节点：192.168.25.23
备节点：192.168.25.24
虚拟IP：192.168.25.10

  1. 主节点配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_script check_nginx {
       script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
       interval 2
       weight -30
       fall 2
       rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }

        track_script {
                check_nginx
    }
}
  1. 备节点配置内容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_script check_nginx {
       script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
       interval 2
       weight -30
       fall 2
       rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 80
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }

        track_script {
                check_nginx
    }

}
  1. 配置检测脚本

分别在主节点和备节点编辑脚本，编辑：
vim /etc/keepalived/check_nginx.sh
脚本内容为：\

#!/bin/sh
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
#    nginx          # 此处为展示效果，在nginx出现故障后，注释不重启nginx。
    sleep 2
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived
    fi
fi

为脚本添加执行权限：
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

验证

正常状态
  1. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10
  2. 页面显示实际访问地址为192.168.25.23，当前为正常状态，无论刷新多少次均显示为主节点提供服务。
nginx服务故障
  1. 停止主节点nginx服务，主节点执行；
    killall nginx
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.24，当前由于主节点资源故障，权重-30，优先级低于备用节点，备用节点启用，接管VIP流量。
nginx服务恢复

故障恢复

  1. 重新启动主节点nginx服务；
    nginx
  2. 浏览器访问虚拟IP：192.168.25.10；
  3. 页面实际访问地址为192.168.25.23，主节点nginx恢复，权重恢复，优先级高于备用节点，重新接管VIP流量。
Keepalived高stronglicodeLinux

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