Keepalived实验

lhxwished2024-08-17 16:09

keepalived在架构中的作用

LVS和HAProxy组成负载均衡

调度器LVS（四层）+后端服务器（多）

LVS：优点是速度快，性能要求不高，但是没有对后端服务器的健康检测；

HAProxy：有后端健康检测，支持七层（支持对数据里的http的报文分析acl），稳定性不高；

高可用：A = MTBF 在线时间/ (MTBF+MTTR平均故障处理时间）A越大高可用就越强

系统故障

硬件故障：设计缺陷、wear out（损耗）、非人为不可抗拒因素

软件故障：设计缺陷 bug

实现高可用

active/passive 主/备

active/active 双主（放置不同的业务，如果有一个故障，就会把故障的业务和数据迁移到另外一个，节省了服务器的数量）

active --> HEARTBEAT --> passive （active，passive每隔一段时间都会发信息给组播地址，组播地址认为active存活，如果active没发消息启用passive）

active <--> HEARTBEAT <--> active 同上

通告：心跳 HEARTBEAT 使用VRRP协议

工作方式：抢占式，非抢占式

安全认证：

无认证

简单字符认证：预共享密钥

MD5

主/备：单虚拟路由器

主/主：主/备（虚拟路由器1），备/主（虚拟路由器2）

VRRP Virtual Router Redundancy Protocol 虚拟路由冗余协议,解决静态网关单点风险

虚拟路由器：Virtual Router

虚拟路由器标识：VRID(0-255)，唯一标识虚拟路由器

VIP：Virtual IP

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 VIP放置在哪取决于谁的优先级高；

keepalived 简介

vrrp 协议的软件实现，原生设计目的为了高可用 ipvs服务

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

用户空间核心组件：

vrrp stack：VIP消息通告（hreatbeat）

checkers：监测real server

system call：实现 vrrp 协议状态转换时调用脚本的功能（有邮件服务器）

SMTP：邮件组件

IPVS wrapper：生成IPVS规则

Netlink Reflector：网络接口

WatchDog：监控进程

自动控制：

控制组件：提供keepalived.conf 的解析器，完成Keepalived配置（Control Plane）

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（Memory Mngt）

Keepalived实验环境

实验需要4个rhel7 配置环境

修改内存和内核为1；

realserver1：172.25.254.110

realserver2：172.25.254.120

KA1：172.25.254.10

KA2：172.25.254.20

VIP：172.25.254.100

打开rs1、rs2 ka1、ka2：

[root@nginx ~]# vmset.sh eth0 172.25.254.110 RS1.hui.org

[root@nginx ~]# vmset.sh eth0 172.25.254.120 RS2.hui.org

[root@nginx ~]# vmset.sh eth0 172.25.254.10 ka1.hui.org

[root@nginx ~]# vmset.sh eth0 172.25.254.20 ka2.hui.org

[root@nginx ~]# getenforce 
Disabled

查看防火墙是否关闭：

[root@nginx ~]# systemctl status firewalld.service

[root@nginx ~]# systemctl stop firewalld.service [root@nginx ~]# systemctl mask firewalld.service

在rs1、rs2上：

[root@rs1 ~]# yum install httpd -y

[root@rs2 ~]# yum install httpd -y

[root@rs1 ~]# echo 172.25.254.110 > /var/www/html/index.html

[root@rs1 ~]# systemctl enable --now httpd.service 

[root@rs2 ~]# echo 172.25.254.120 > /var/www/html/index.html

[root@rs2 ~]# systemctl enable --now httpd.service

Keepalived-虚拟路由的配置

KeepAlived 配置说明

配置文件组成部分

配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf

在ka1、ka2：

[root@ka1 ~]# yum install keepalived  -y

[root@ka2 ~]# yum install keepalived.x86_64 -y

打开主配置文件

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

#全局配置
global_defs {
   notification_email {
    3173026775@qq.com（发生故障时发送的邮箱，可以写好几个）

    }
   notification_email_from keepalived@hui.org（发邮件的地址）
   smtp_server 127.0.0.1			#邮件服务器地址
   smtp_connect_timeout 30			#邮件服务器连接超时时间30s
   router_id ka1.hui.org			#机唯一标识
   vrrp_skip_check_adv_addr			#对所有通告报文都检查，会比较消耗性能
   									（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
   vrrp_garp_interval 0				#报文发送延迟，0表示不延迟
   vrrp_gna_interval 0
   vrrp_mcast_group4 224.0.0.18		#指定组播IP地址范围：
}

设置虚拟路由

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER		#主
    interface eth0		#网卡
    virtual_router_id 100#每个虚拟路由器惟一标识,范围：0-255，每个虚拟路由器此值必须唯一
    priority 100		#当前物理节点在此虚拟路由器的优先级，范围：1-254
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS	#AH为IPSEC认证(不推荐),PASS为简单密码(建议使用)
        auth_pass 1111	#预共享密钥，仅前8位有效
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1（VIP）
    }
}

启动服务：

[root@ka1 ~]# systemctl enable --now keepalived.service

[root@ka1 ~]# ifconfig

复制到ka2上：

[root@ka1 ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf root@172.25.254.20:/etc/keepalived/keepalived.conf

可以使用抓包命令查看：

[root@ka1 ~]# tcpdump -i eth0 -nn host 224.0.0.18

ka2:

打开[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP（改）
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 80（改）
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

[root@ka2 ~]# systemctl enable --now keepalived.service

在rs1上登陆ka1，关掉keepalived服务ka2会开始接替ka1

[root@rs1 ~]# ssh -l root 172.25.254.10

[root@ka1 ~]# systemctl stop keepalived.service

此时ka2上就有VIP了

[root@ka2 ~]# ifconfig

eth0:1

重新启动ka1说的keepalived

[root@ka1 ~]# systemctl start keepalived.service

ka2就无IP了

启用keepalived日志功能

独立日志

打开ka1：

[root@ka1 ~]# vim /etc/sysconfig/keepalived

KEEPALIVED_OPTIONS="-D -S 6"
：wq

[root@ka1 ~]# systemctl restart keepalived.service

[root@ka1 ~]# vim /etc/rsyslog.conf

local6.*                                                /var/log/keepalived.log
：wq

[root@ka1 ~]# systemctl restart keepalived.service

[root@ka1 ~]# systemctl restart rsyslog.service

[root@ka1 ~]# ll /var/log/keepalived.log

-rw------- 1 root root 8743 8月 14 17:23 /var/log/keepalived.log

Keepalived独立子配置文件

/etc/keepalived/keepalived.conf 文件中内容过多，不易管理

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

把vrrp_instance VI_1 {....这一段注释再写入

include "/etc/keepalived/conf.d/*.conf"

[root@ka1 ~]# mkdir -p /etc/keepalived/conf.d [root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/conf.d/172.25.254.100.conf

写入

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

[root@ka1 ~]# systemctl restart keepalived.service

[root@ka1 ~]# ifconfig

Keepalived-非抢占模式和延迟抢占

即当高优先级的主机恢复在线后，会抢占低先级的主机的master角色，这样会使vip在KA主机中来回漂移，造成网络抖动，

建议设置为非抢占模式 nopreempt ，即高优先级主机恢复后，并不会抢占低优先级主机的master角色，非抢占模块下,如果原主机down机, VIP迁移至的新主机, 后续也发生down时,仍会将VIP迁移回原主机

要关闭 VIP抢占，必须将各 keepalived 服务器state配置为BACKUP

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP		改
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 100
    advert_int 1
    nopreempt			！！！
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

先不着急启动服务，等ka2启动服务后再启动

[root@ka1 ~]# systemctl restart keepalived.service

此时VIP在ka2上；

[root@ka2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 80
    advert_int 1
    nopreempt				加！
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1
    }

[root@ka2 ~]# systemctl restart keepalived.service

等ka1启动服务后：

[root@ka2 ~]# systemctl stop keepalived.service 停止服务 [root@ka2 ~]# ifconfig 无VIP

此时VIP在ka1 上；

[root@ka2 ~]# systemctl restart keepalived.service 重新启动 [root@ka2 ~]# ifconfig 还是无VIP

延迟抢占

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 80
    advert_int 1
    preempt_delay 10s		！！！！
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

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

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER		！
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1
    }
    unicast_src_ip 172.25.254.10		！	
    unicast_peer {						！
        172.25.254.20					！
    }									！
}

[root@ka1 ~]# systemctl restart keepalived.service

[root@ka2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

  unicast_src_ip 172.25.254.20
    unicast_peer {
        172.25.254.10
}

[root@ka2 ~]# systemctl restart keepalived.service

[root@ka1 ~]# tcpdump -i eth0 -nn src host 172.25.254.10 and dst 172.25.254.20

Keepalived-邮件通知

[root@ka1 ~]# yum install mailx -y

[root@ka1 ~]# echo hello | mail -s test 3xxxxxxx@qq.com

[root@ka1 ~]# mail

打开浏览器QQ邮箱登陆

安全设置------>最后一个什么什么服务------>生成授权码

cpoqgqnmdprdddba

[root@ka1 ~]# vim /etc/mail.rc 在最后写上

set from=3173026775@qq.com
set smtp=smtp.qq.com
set smtp-auth-user=3xxxxxxxx@qq.com
set smtp-auth-password=cpoqgqnmdprdddba（授权码）
set smtp-auth=login
set ssl-verify=ignore
：wq

[root@ka1 ~]# echo hello | mail -s test 3xxxxx@qq.com

ka2同理

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/mail.sh

#/bin/bash
mail_dst="3xxxxxx@qq.com"
send_message()
{
  mail_sub="$HOSTNAME to be $1 vip move"
  mail_msg="`date +%F\ %T`:vrrp move $HOSTNAME chage $1"
  echo $mail_msg | mail -s "$mail_sub" $mail_dst
}

case $1 in
  master)
  send_massage master
  ;;
  backup)
  send_massage backup
  ;;
  fault)
  send_message fault
  ;;
  *)
  ;;
esac

[root@ka1 ~]# chmod +x /etc/keepalived/mail.sh

配置主配置文件：

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

notify_master "/etc/keepalived/mail.sh master"
notify_backup "/etc/keepalived/mail.sh backup"
notify_fault "/etc/keepalived/mail.sh fault"

[root@ka1 ~]# /etc/keepalived/mail.sh fault

keepalived-双主模式

master/slave的单主架构，同一时间只有一个Keepalived对外提供服务，此主机繁忙，而另一台主机却很空闲，利用率低下，可以使用master/master的双主架构，解决此问题。

[root@ka1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 写入

vrrp_instance VI_2 {
   state BACKUP  
    interface eth0
     virtual_router_id 200
      priority 100
      advert_int 1
      authentication {
      auth_type PASS
      auth_pass 1111
     } 
     virtual_ipaddress { 
     172.25.254.200/24 dev eth0 label eth0:2 
      } 
      unicast_src_ip 172.25.254.10               
      unicast_peer {                    
      172.25.254.20                      
    }
}

ka2同理

重启服务再看IP

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