实操keepalived（高可用）+Nginx（四层代理+七层代理），实现高可用、负载均衡以及动静分离

一 vrrp技术

VRRP 相关术语

VRRP能够在不改变组网的情况下，将多台路由器虚拟成一个虚拟路由器，i通过配置虚拟路由器的IP地址为默认网关，实现网关的备份。

协议版本: VRRPv2 (常用) 和VRRPv3:0

VRRPv2仅适用于IPv4网络，VRRPv3适用于IPv4和IPv6两种网络

VRRP协议报文:

其目的IP地址是224.0.0.18，目的MAC地址是只有一种报文: Advertisement报文;01-00-5e-00-00-12，协议号是112.

虚拟路由器：Virtual Router 不是真实存在，虚构出来的
虚拟路由器标识：VRID(0-255)，唯一标识虚拟路由器
VIP：Virtual IP 192.168.91.100 路由1 路由2
VMAC：Virutal MAC (00-00-5e-00-01-VRID)
物理路由器：
master：主设备
backup：备用设备
priority：优先级

状态机：决定什么时间是主，什么时间是备

心跳线： 1s

虚拟路由器的主备是由priority：优先级决定的

1.2 VRRP相关技术

通告：心跳，优先级等；周期性

工作方式：抢占式，非抢占式，延迟抢占模式，

安全认证：

无认证
简单字符认证：预共享密钥
MD5

工作模式：

主/备：单虚拟路径器
主/主：主/备（虚拟路由器1），备/主（虚拟路由器2）

#通告：
是宣告自己的主权，不要妄想抢班夺权，不停的向外

#抢占式：
主服务器宕机，过了一段时间修好了，再把主权抢过来

#非抢占式：
主服务器宕机，过了一段时间修好了，原来的主就作为备了

#延迟抢占：
主修好后，等待一定的时间（300s）后再次成为主

#抢占式好还是非抢占式好？

#安全认证：
如没有安全认证，不在集群中的keeplive服务器设置超高的优先级，会造成事故

#主/主：主/备（虚拟路由器1），备/主（虚拟路由器2）见下图：
环境：
有两台服务器
虚拟出两台虚拟路由器
第一台虚拟路由器中服务器1为主，服务器2为备，那么虚拟IP1就飘在服务器1上，真正工作的只有服务器1
第二台虚拟路由器中服务器2为主，服务器1为备，那么虚拟IP2就飘在服务器2上，真正工作的只有服务器2

优点：

#提高了资源利用率：

这样主，备服务器同时干活，可以同时运行两个项目

#同样有备份功能：

如果服务器1坏了，服务器2 将同时拥有虚拟IP1和虚拟IP2

缺点：

虽然有备份冗余功能但是对机器的性能要求非常高，当其中一台出现故障，本来一台运行一个任务，现在所有的业务全部压在了一台上，有十分大的风险

二 keepalived工具介绍

专为LVS和HA设计的一款健康检查工具支持故障自动切换 (Failover)支持节点健康状态检查(Health checking)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目业务重新切换回 master 节点。

复制代码

官网：http://keepalived.org/

lvs 调度虚拟ip 手动配置

keepalived 会lvs

ipvsadm

功能：

基于vrrp协议完成地址流动
为vip地址所在的节点生成ipvs规则(在配置文件中预先定义)
为ipvs集群的各RS做健康状态检测
基于脚本调用接口完成脚本中定义的功能，进而影响集群事务，以此支持nginx、haproxy等服务

2.2 Keepalived 架构

官方文档：

复制代码

https://keepalived.org/doc/

http://keepalived.org/documentation.html

用户空间核心组件：

vrrp stack：VIP消息通告虚拟ip
checkers：监测real server（简单来说就是监控后端真实服务器的服务）是否存活
system call：实现 vrrp 协议状态转换时调用脚本的功能
SMTP：邮件组件（报警邮件）
IPVS wrapper：生成IPVS规则（直接生成ipvsadm）
Netlink Reflector：网络接口（将虚拟地址ip（vip）地址飘动）

WatchDog：监控进程（整个架构是否有问题）

控制组件：提供keepalived.conf 的解析器，完成Keepalived配置
IO复用器：针对网络目的而优化的自己的线程抽象
内存管理组件：为某些通用的内存管理功能（例如分配，重新分配，发布等）提供访问权限

注意：keeplive可以配合ngnix等软件，反向代理

2.3安装keepalive

yum install keepalived -y

2.4 Keepalived 相关文件

软件包名：keepalived
主程序文件：/usr/sbin/keepalived
主配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf
配置文件示例：/usr/share/doc/keepalived/
Unit File：/lib/systemd/system/keepalived.service
Unit File的环境配置文件：
/etc/sysconfig/keepalived CentOS

2.4.1配置组成

/etc/keepalived/keepalived.conf 配置组成

GLOBAL CONFIGURATION

Global definitions（全局配置）：定义邮件配置，route_id，vrrp配置，组播地址等

VRRP CONFIGURATION

VRRP instance(s)：定义vrrp协议中的每个vrrp虚拟路由器的规则，基本信息

LVS CONFIGURATION（lvs调度服务器的规则设置）

Virtual server group(s)

Virtual server(s)：LVS集群的VS和RS

2.4.2全局配置

复制代码

#/etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {
 notification_email {
 root@localhost
 #keepalived 发生故障切换时邮件发送的目标邮箱，可以按行区分写多个
 root@localhost
  [email protected] 
 }
 notification_email_from keepalived@localhost  
 #发邮件的地址
 smtp_server 127.0.0.1     
 #邮件服务器地址
 smtp_connect_timeout 30   
 #邮件服务器连接timeout
 router_id R1
 #每个keepalived主机唯一标识，建议使用当前主机名，但多节点重名不影响
 vrrp_skip_check_adv_addr  
 #对所有通告报文都检查，会比较消耗性能，启用此配置后，如果收到的通告报文和上一个报文是同一个路由器，则跳过检查，默认值为全检查
vrrp_strict 
#严格遵守VRRP协议,启用此项后以下状况将无法启动服务:1.无VIP地址 2.配置了单播邻居 3.在VRRP版本2中有IPv6地址，开启动此项并且没有配置vrrp_iptables时会自动开启iptables防火墙规则，默认导致VIP无法访问,建议不加此项配置。
 vrrp_garp_interval 0 
 #gratuitous ARP messages 免费ARP报文发送延迟，0表示不延迟
 vrrp_gna_interval 0 
 #unsolicited NA messages （不请自来）消息发送延迟
 vrrp_mcast_group4 224.0.0.18 
 #指定组播IP地址范围：224.0.0.0到239.255.255.255,默认值：224.0.0.18 
 vrrp_iptables        
 #此项和vrrp_strict同时开启时，则不会添加防火墙规则,如果无配置vrrp_strict项,则无需启用此项配置
}

地址分类：

复制代码

自定义组播，一般都有规划，不能瞎配
主和备要一样
A类：1-126
B   128-191
C   192-223
D   224-239
E   240-


#修改组播
默认keepalived主机之间利用多播相互通告消息，会造成网络拥塞，可以替换成单播，减少网络流量
注意：启用 vrrp_strict 时，不能启用单播
#在所有节点vrrp_instance语句块中设置对方主机的IP，建议设置为专用于对应心跳线网络的地址，而非使用业务网络