Linux-Keepalived（VRRP协议）高可用集群搭建

Linux-Keepalived（VRRP协议）高可用集群搭建

• 一、VRRP简介
• • [1.1 什么是VRRP？](#1.1 什么是VRRP？)
  • [1.2 keepalived是什么？](#1.2 keepalived是什么？)
  • [1.3 keepalived工作原理](#1.3 keepalived工作原理)
• 二、实操配置过程
• • [2.1 试验模型](#2.1 试验模型)
  • [2.2. Keepalived监控和维护VRRP集群的步骤](#2.2. Keepalived监控和维护VRRP集群的步骤)
  • • [2.2.1 安装keepalived](#2.2.1 安装keepalived)
    • [2.2.2 配置`keepalived.conf`文件](#2.2.2 配置keepalived.conf文件)
    • • [2.2.2.1 master配置](#2.2.2.1 master配置)
      • [2.2.2.2 backup配置](#2.2.2.2 backup配置)
    • [2.2.3 启动keepalived](#2.2.3 启动keepalived)
• 三、keepalived配置文件说明
• • [3.1 global_defs 全局配置](#3.1 global_defs 全局配置)
  • [3.2 vrrp_script区域](#3.2 vrrp_script区域)
  • [3.3 vrrp_instance区域](#3.3 vrrp_instance区域)

参考链接：Keepalived高可用集群

一、VRRP简介

1.1 什么是VRRP？

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是虚拟路由器冗余协议，用于实现网络设备的冗余备份和负载均衡，以提高网络的可靠性和稳定性。

在VRRP中，一组路由器形成一个虚拟路由器，虚拟路由器的IP地址是由虚拟路由器中的一个路由器的物理接口IP地址和虚拟IP地址组成的。当虚拟路由器的物理接口IP地址失效时，其他路由器将接管该虚拟路由器的IP地址，并继续提供路由服务。

VRRP的主要目的是在一个网络中提供冗余的路由。当一个三层网络设备或服务器出现故障时，VRRP可以确保网络仍能正常工作。VRRP通过在这些设备之间使用IP组播或单播通信来实现冗余。它可以确保在网络中有多个物理节点时，且在某些节点发生故障时仍能保持服务。

主要优点是提高了网络的可靠性，因为当主路由器出现故障时，备份路由器可以迅速接管网络服务，避免了网络中断。此外，VRRP还可以实现负载均衡，将数据流量分配到多个路由器上，提高了网络的性能。

需要注意的是，VRRP需要在路由器上配置相应的参数和规则，以确保其正常工作。同时，在配置VRRP时，需要考虑网络拓扑、设备性能等因素，以确保网络的稳定性和可靠性。

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1.2 keepalived是什么？

Keepalivedkeepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，它的作用是检测web服务器的状态。它是Linux内核中的一个组件，用于实现虚拟路由冗余协议（VRRP）。

Keepalived负责监控和维护一个VRRP集群，以确保所有VRRP实例都在线并能相互通信。如果有一台服务器死机，或工作出现故障，keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后，自动将web服务器加入到服务器集群中。解决了静态路由的单点故障问题。

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1.3 keepalived工作原理

N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip，master不断向backup发送心跳信息，告诉backup自己还活着，当backup收不到心跳的时候就认为master已经宕机，就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master，从而保证高可用。

keepalived主要有三个模块：

• core模块：为keepalived的核心，负责进程的启动，维护，以及全局配置文件的加载和解析。
• check模块：负责健康检查，包括常见的各种检查方式。
• vrrp模块：是实现VRRP协议的。

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二、实操配置过程

2.1 试验模型

说明：通过Keepalived监控和维护一个VRRP集群，包含虚拟机1(11.11.1.111)和虚拟机2(11.11.1.113)这两台独立主机，设置其虚拟化IP地址为11.11.1.117，其中虚拟机1(11.11.1.111)为master实例，如果master实例出现故障，将由另一个backup健康实例来接管故障实例的工作。

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2.2. Keepalived监控和维护VRRP集群的步骤

2.2.1 安装keepalived

master和backup均需要安装keepalived，执行命令：

# 如果服务器操作系统是debian系统，执行下面命令
apt install keepalived -y
# 如果服务器操作系统是其他linux系统，执行下面命令
yum -y install keepalived 

2.2.2 配置keepalived.conf文件

进入系统的/etc/keepalived目录下修改keepalived.conf文件：更多配置文件说明，点击跳转

配置详解:

! Configuration File for keepalived //标记
global_defs { //global配置模块
	router_id director1 //master为director1，辅助backup修改为director2 
}
vrrp_instance VI_1 {
	state BACKUP //禁止抢占
	nopreempt
	interface ens33 //VIP绑定的网络接口
	virtual_router_id 80 //master和backup一致
	priority 100 //优先级，可以决定哪个是master，辅助按顺序递减改为50
	advert_int 1
	authentication {
		auth_type PASS //关于安全的配置，只有type和pass相同，才在一个组里 ​ 
		auth_pass 1111 ​
	 }
		virtual_ipaddress{ //指虚拟ip
			11.11.1.117
		}
	}

这里的interface（IP版本的网络接口），可以通过命令：ip addr show来查看，该命令将显示系统中所有网络接口的详细信息，包括物理接口的IP地址、MAC地址等。物理接口通常以类似于 eth0、wlan0、ens 等名称标识。

2.2.2.1 master配置

master配置内容：vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   router_id director1
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens192
    virtual_router_id 80
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        11.11.1.117
    }
}

2.2.2.2 backup配置

backup配置内容：vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   router_id director1
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens192
    virtual_router_id 80
    priority 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        11.11.1.117
    }
}

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2.2.3 启动keepalived

配置完毕后，检查haproxy的负载均衡是否启动正常，一切准备就绪后，启动keepalived

• master机（11.11.1.111）：
  1. 启动keepalived，执行命令：systemctl start keepalived
  2. 查看keepalived状态，执行命令：systemctl status keepalived
     
  3. 在master启动keepalived后，需要查看ip，执行命令：ip a
     在ens192接口会出现111.11.1.117的虚拟IP（在backup并没有新增的ip出现）
     
• backup机（11.11.1.113）：
  1. 启动keepalived，执行命令：systemctl start keepalived
  2. 查看keepalived状态，执行命令：systemctl status keepalived
  3. 在master启动keepalived后，需要查看ip，执行命令：ip a
     在ens192接口并没有新增的ip出现（master机会出现111.11.1.117的虚拟IP）
     
• master服务器宕机测试
  1. 停止master上的keepalived服务，执行命令：systemctl stop keepalived
  2. 然后查看ip（执行命令：ip a），发现虚拟ip不存在了。
     
  3. 此时查看backup机的ip，执行命令：ip a,此时可以发现虚拟ip:11.11.1.117
     

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三、keepalived配置文件说明

keepalived配置文件：keepalived.conf。里面主要包括以下几个配置区域，分别是：

• global_defs 全局配置
• static_ipaddress 静态路由配置
• vrrp_script 检测脚本
• vrrp_instance 定义高可用相关的配置
• virtual_server 定义配置服务器

3.1 global_defs 全局配置

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
}

• notification_email:故障发生时给谁发邮件通知
• notification_email_from：通知邮件从哪个地址发出
• smtp_server：通知邮件的smtp地址
• smtp_connect_timeout：连接smtp服务器的超时时间
• enable_traps：开启SNMP陷阱
• router_id：标志本节点的字符串，通常为ip地址，故障发生时邮件会通知到

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3.2 vrrp_script区域

用来做健康检查的，当检查失败时会将vrrp_instance的priority减少相应的值。

vrrp_script check_haproxy {
        script "/etc/keepalived/check_haproxy_status.sh"
        interval 5
        weight  -20
}

• script：自己写的的监测脚本
• interval 5：每5s监测一次
• weight -20：监测失败，则相应的vrrp_instance的优先级会减少20个点

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3.3 vrrp_instance区域

定义当前服务器的内容​

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.200.16
    }
     track_script {
        check_haproxy
        }
}

• state：只有MASTER和BACKUP。MASTER为工作状态，BACKUP是备用状态。
• interface：网卡接口，可通过ip addr查看自己的网卡接口。
• virtual_router_id ：虚拟路由标志，同组的virtual_router_id 应保持一致，它决定多播的mac地址
• priority：设置本节点的优先级，优先级高的为master
• advert_int：MASTER和BACKUP同步检查的时间间隔
• virtual_ipaddress：虚拟ip

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