Keepalived双机热备

黄润程2024-01-17 19:51

技能展示：

会构建双机热备系统

会构建LVS+HA高可用群集

在这个高度信息化的 IT 时代，企业的生产系统、业务运营、销售和支持，以及日常管理等环节越来越依赖于计算机信息和服务，对高可用（HA）技术的应用需求不断提高，以便提供持续的、不间断的计算机系统或网络服务。

本章将学习如何使用 Keepalived 实现双机热备，包括针对 IP 地址的故障切换，以及在LVS 高可用群集中的热备应用。

3.1 Keepalived双机热备基础知识

Keepalived 起初是专门针对 LVS 设计的一款强大的辅助工具，主要用来提供故障切换（Failover）和健康检查（Health Checking）功能------判断 LVS 负载调度器、节点服务器的可用性，当 master 主机出现故障及时切换到 backup 节点保证业务正常，当 master 故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回 master 节点。

3.1.1 Keepalived概述及安装

Keepalived 的官方网站位于 http://www.keepalived.org/，本章将以 YUM 方式讲解Keepalived 的安装、配置和使用过程。在非 LVS 群集环境中使用时，keepalived也可以作为热备软件使用

  1. Keepalived的热备方式

Keepalived 采用 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议）热备份协议，以软件的方式实现 Linux 服务器的多机热备功能。VRRP 是针对路由器的一种备份解决方案------由多台路由器组成一个热备组，通过共用的虚拟 IP 地址对外提供服务；每个热备组内同一时刻只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态。若当前在线的路由器失效，则其他路由器会自动接替（优先级决定接替顺序）虚拟 IP 地址，以继续提供服务，如图 3.1 所示。

热备组内的每台路由器都可能成为主路由器，虚拟路由器的 IP 地址（VIP）可以在热备组内的路由器之间进行转移，所以也称为漂移 IP 地址。使用 Keepalived 时，漂移地址的实现不需要手动建立虚接口配置文件（如 ens33∶0），而是由 Keepalived 根据配置文件自动管理

  1. Keepalived的安装与服务控制

（1）安装 Keepalived

在 CentOS 7 系统中，使用 YUM 方式安装 keepalived.x86_64 0:1.2.13-8.el7，会自动 安装 Keepalived 所需的软件包。除此之外，在 LVS 群集环境中应用时，也需要用到 ipvsadm 管理工具。

复制代码 
​
[root@localhost ~]# yum -y install keepalived.x86_64 ipvsadm    ///两台设备均需安装

​
（2）控制 Keepalived 服务

YUM 安装 keepalived 后，执行以下命令将 keepalived 服务设置为开机启动

复制代码 
[root@localhost ~]# systemctl enable keepalived.service      ///两台机器均需要安装

3.1.2 使用Keepalived实现双机热备

基于 VRRP 的热备方式，Keepalived 可以用作服务器的故障切换，每个热备组可以有多台服务器------当然，最常用的就是双机热备了。在这种双机热备方案中，故障切换主要针对虚拟 IP 地址的漂移来实现，因此能够适用于各种应用服务器（不管是 Web、FTP、Mail，还是 SSH、DNS......）。

本小节将通过一个简单的案例来说明 Keepalived 双机热备的配置方法。其中，主、备服务器的 IP 地址分别为 172.16.16.173 和 172.16.16.174，基于漂移地址 172.16.16.172提供 Web 服务，如图 3.2 所示

主、备服务器中都需要安装 Keepalived，使用 YUM 方式安装 httpd 提供 Web 服务。下面仅讲解与 Keepalived 相关的配置及测试过程

  1. 主服务器的配置

Keepalived 服务的配置目录位于/etc/keepalived/。其中，keepalived.conf 是主配置文件。另外包括一个子目录 samples/，提供了许多配置样例作为参考

在 Keepalived 的配置文件中，使用"global_defs {...}"区段指定全局参数，使用"vrrp_instance 实例名称 {...}"区段指定 VRRP 热备参数，注释文字以"!"符号开头

复制代码 
[root@node1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@node1 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node1 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
[root@node1 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
   router_id HA_TEST_R1
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 1
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.56.43
    }

确认上述配置无误，然后启动 Keepalived 服务。实际状态为 MASTER 的主服务器将为 ens33 接口自动添加 VIP 地址，通过 ip 命令可以查看。注意：ifconfig 命令看不到

复制代码 
[root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived.service
[root@localhost keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:34:82:90 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.56.42/24 brd 192.168.56.255 scope global noprefixroute ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.56.43/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::4250:64ed:d19c:a0fb/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
  1. 备用服务器的配置

在同一个 Keepalived 热备组内，所有服务器的 Keepalived 配置文件基本相同，包括虚拟路由器的 ID 号、认证信息、漂移地址、心跳频率等。不同之处主要在于路由器名称、热备状态、优先级。

路由器名称（router_id）：建议为每个参与热备的服务器指定不同的名称。

热备状态（state）：至少应有一台主服务器，将状态设为 MASTER；可以有多台备用的服务器，将状态设为 BACKUP。

优先级（priority）：数值越大则取得 VIP 控制权的优先级越高，因此主服务器的优先级应设为最高；其他备用服务器的优先级可依次递减，但不要相同，以免在争夺 VIP 控制权时发生冲突。

配置备用服务器（可以有多台）时，可以参考主服务器的 keepalived.conf 配置文件内容，只需修改路由器名称、热备状态、优先级

复制代码 
global_defs {
   router_id HA_TEST_R2
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 1
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.56.43
    }   
}
[root@node2 keepalived]# systemctl start keepalived.service

确认配置无误，一样需要启动 Keepalived 服务。此时主服务器仍然在线，VIP 地址实际上仍然由主服务器控制，其他服务器处于备用状态。因此，在备用服务器中将不会为 ens33接口添加 VIP 地址。

3. 测试双机热备功能

Keepalived 的日志消息保存在/var/log/messages 文件中，在测试主、备故障自动切换功能时，可以跟踪此日志文件来观察热备状态的变化。以针对连通性和 Web 服务的测试为例，主要操作如下。

（1）连通性测试

在客户机中执行"ping -t 172.16.16.172"命令，能够正常、持续 ping 通，根据以下 操作继续观察测试结果。

① 停止启用主服务器的 Keepalived 服务，发现 ping 测试只中断了 1 或 2 个包即恢复正常，说明已有其他服务器接替 VIP 地址，并及时响应客户机请求。

② 重新启用主服务器的 Keepalived 服务，发现 ping 测试再次中断 1 或 2 个包即恢复正常，说明主服务器已恢复正常，并夺回 VIP 地址的控制权。

（2）Web 访问测试

在客户机中访问 http://172.16.16.172/，将看到由主服务器 172.16.16.173 提供的网页文档。

① 停止启用主服务器的 Keepalived 服务，再次访问上述 Web 服务，将看到由备用服务器 172.16.16.174 提供的网页文档，说明 VIP 地址已切换至备用服务器。

② 重新启用主服务器的 Keepalived 服务，再次访问上述 Web 服务，将看到重新由主服务器 172.16.16.173 提供的网页文档，说明主服务器已重新夺取 VIP 地址。

（3）查看日志记录

在执行主、备服务器故障切换的过程中，分别观察各自的/var/log/messages 日志文件，可以看到 MASTER、SLAVE 状态的迁移记录。

① 主服务器中，Keepalived 服务状态先变为"stop"，移除 VIP 地址，恢复后重新变为 MASTER。

② 备用服务器中，状态先切换为 MASTER，待主服务器恢复后再交回控制权

通过上述测试过程，可以发现双机热备已经正常。客户机只要通过 VIP 地址就可以访问服务器所提供的 Web 等应用。其中，任何一台服务器失效，另一台服务器将会立即接替服务，从而实现高可用性。实际应用时，注意主、备服务器所提供的 Web 服务内容要保持一致。

3.2 LVS+Keepalived高可用群集

Keepalived 的设计目标是构建高可用的 LVS 负载均衡群集，可以调用 ipvsadm 工具来创建虚拟服务器、管理服务器池，而不仅仅用作双机热备。使用 Keepalived 构建 LVS 群集更加简便易用，主要优势体现在：对 LVS 负载调度器实现热备切换，提高可用性；对服务器池中的节点进行健康检查，自动移除失效节点，恢复后再重新加入。

使用 Keepalived 构建 LVS 群集时，也需要用到 ipvsadm 管理工具。但大部分工作会由Keepalived 自动完成，不需要手动执行 ipvsadm（除了查看和监控群集以外）。下面主要讲解 Keepalived 的服务器池设置，关于 NFS 共享服务的配置、Keepalived 的热备配置等在此不再详细阐述。

1. 配置主调度器

配置主调度器步骤如下：

（1）全局配置、热备配置

首先为主、从调度器实现热备功能，漂移地址使用 LVS 群集的 VIP 地址。

复制代码 
[root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# vim keepalived.conf

global_defs {
   router_id HA_TEST_R1
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 1
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.56.43
    }
}
 
vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface ens36
    virtual_router_id 2
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.228.36
    }
}
 
[root@node1 keepalived]# systemctl restart keepalived.service 
[root@node1 keepalived]# ip addr show dev ens36
3: ens36: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:6c:32:fc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.56.43/24 brd 192.168.56.255 scope global noprefixroute ens36
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.228.36/32 scope global ens36
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::f237:a7e7:aa9:c19f/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

[root@node2 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
   router_id HA_TEST_R2
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 1
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.56.43
    }
}
 
vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface ens36
    virtual_router_id 2
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.228.36
    }
}
 
[root@node2 keepalived]# systemctl restart keepalived.service 
[root@node2 keepalived]# ip add show dev ens36
3: ens36: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:59:ba:e7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.228.25/24 brd 192.168.228.255 scope global noprefixroute ens36
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::78de:7a13:fd75:e51a/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

（2）Web 服务器池配置

在 Keepalieved 的热备配置基础上添加"virtual_server VIP 端口 { ... }"区段来配置虚拟服务器，主要包括对负载调度算法、群集工作模式、健康检查间隔、真实服务器地址等参数的设置。

复制代码 
virtual_server 192.168.56.43 80 {
    delay_loop 15
    lb_algo rr 
    lb_kind DR 
!    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    real_server 192.168.56.44 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 4
        }   
    }   
    real_server 192.168.56.25 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 4
        }   
    }   
}

（3）主/从机器的参数配置

复制代码 
[root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
 
[root@localhost ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
 
[root@localhost ~]# systemctl restart keepalived.service

（4）Web服务站参数配置

复制代码 
[root@localhost network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
[root@localhost network-scripts]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@node4 network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@node4 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.56.43
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
 
[root@localhost network-scripts]# ifup ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# ifconfig
相关推荐
IT大白鼠20 分钟前
AI SSH 运维助手 V13.0内部版七项私有新特性全解
运维·人工智能·ssh
天蓝蓝的本我36 分钟前
ollama外部无法访问.ollama.service 文件无法写入.ollama外部无法访问.
运维·网络
帷幕落秋1 小时前
经典命令场景与软硬链接
linux·运维
派小心.1 小时前
DAU和MAU怎么计算？先确定活跃事件、用户键和统计窗口
大数据·服务器·前端·人工智能·数据分析
data analyse 4561 小时前
Session数怎么计算？明确会话切分、超时与跨页规则
java·服务器·数据库
先知后行。2 小时前
各种文件系统
linux·服务器·数据库
Sayai2 小时前
Java 进程 Unable to create new native thread 排查实战：Linux 线程数五层限制与 JVM -Xss 调优
java·linux·运维·jvm·性能优化
修船大队长3 小时前
启动阶段 KL15 未接通时触发报文超时监控
运维·服务器·网络
xiaoye-duck3 小时前
《C++ 项目：手写大模型接入 SDK》项目背景、目标及名词解释
服务器·网络·c++·语言模型
热门推荐
01国内可直接用、免费额度/永久免费的大模型API清单（含 SiliconFlow、火山、阿里、智谱、百度、Kimi、DeepSeek、DMXAPI 等）02「全语录+省流版」邵艾伦 × 孙宇晨：聊风口、聊个人IP、聊年轻人如何抓住 AI 时代的机会03GitHub 镜像站点04历年考研数学一、数学二、数学三真题试卷及答案PDF05几个好用的ip纯净度检测网站06如何新建文件夹？ 电脑新建文件夹的4种方法07蜘蛛磁力 搜索引擎大全，如何使用蜘蛛磁力查找磁力链接08Telegram APK 下载安装完整指南 — 2026年最新09Windows 10/11 如何退出微软账户并改用本地账户登录（含找不到选项的解决方法）10苹果iPA游戏软件资源下载网站