Keepalived安装与配置

     Keepalived是一个免费开源的,用C编写的类似于layer3, 4 & 7交换机制软件,具备我们平时说的第3层、第4层和第7层交换机的功能。主要提供loadbalancing(负载均衡)和 high-availability(高可用)功能,负载均衡实现需要依赖Linux的虚拟服务内核模块(ipvs),而高可用是通过VRRP协议实现多台机器之间的故障转移服务。 
Keepalived体系结构 
上图是Keepalived的功能体系结构,大致分两层:用户空间(user space)和内核空间(kernel space)。 
内核空间:主要包括IPVS(IP虚拟服务器,用于实现网络服务的负载均衡)和NETLINK(提供高级路由及其他相关的网络功能)两个部份。 
用户空间

  • WatchDog:负载监控checkers和VRRP进程的状况

  • VRRP Stack:负载负载均衡器之间的失败切换FailOver,如果只用一个负载均稀器,则VRRP不是必须的。

  • Checkers:负责真实服务器的健康检查healthchecking,是keepalived最主要的功能。换言之,可以没有VRRP Stack,但健康检查healthchecking是一定要有的。

  • IPVS wrapper:用户发送设定的规则到内核ipvs代码

  • Netlink Reflector:用来设定vrrp的vip地址等。

Keepalived的所有功能是配置keepalived.conf文件来实现的。

二、安装与配置

从官网下载keepalived的最新版本,本文以当前最新版本1.2.24为例。

2.1 安装

shell> cd /usr/local/src
shell> wget 
 shell> tar -zxvf keepalived-1.2.24.tar.gz
 shell> cd keepalived-1.2.24
 shell> ./configure --prefix=/usr/local/keepalived
 shell> make && make install123456

2.2 配置

安装完成后,进入安装目录的etc目录下,将keepalived相应的配置文件拷贝到系统相应的目录当中。keepalived启动时会从/etc/keepalived目录下查找keepalived.conf配置文件,如果没有找到则使用默认的配置。/etc/keepalived目录安装时默认是没有安装的,需要手动创建。配置文件目录结构如下所示:

shell> tree -l /usr/local/keepalived/etc-- keepalived|   |-- keepalived.conf|   `-- samples|       |-- keepalived.conf.status_code|       |-- keepalived.conf.track_interface|       |-- keepalived.conf.vrrp|       |-- 。。。|-- rc.d|   `-- init.d|       `-- keepalived`-- sysconfig
    `-- keepalived12345678910111213

分别对应系统目录(忽略samples目录):

/etc/keepalived/keepalived.conf/etc/rc.d/init.d/keepalived
/etc/sysconfig/keepalived123

将配置文件拷贝到系统对应的目录下

shell> mkdir /etc/keepalived
shell> cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
shell> cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/keepalived
shell> cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalived1234

设置keepalived服务开机启动:

shell> chkconfig keepalived on
shell> service keepalived start     #启动服务
shell> service keepalived stop      #停止服务
shell> service keepalived restart   #重启服务1234

另外需要注意的一点是,keepalived启动时不会检查配置文件的语法是否正确,所以我们在编写配置文件时要特别小心,别写错了,否则会出现一些意想不到的现象。

使用service keepalived start命令启动服务时,默认会将/etc/sysconfig/keepalived文件中KEEPALIVED_OPTIONS参数作为keepalived服务启动时的参数,并从/etc/keepalived/目录下加载keepalived.conf配置文件,或用-f参数指定配置文件的位置。

# Options for keepalived. See `keepalived --help' output and keepalived(8) and# keepalived.conf(5) man pages for a list of all options. Here are the most# common ones :## --vrrp               -P    Only run with VRRP subsystem.# --check              -C    Only run with Health-checker subsystem.# --dont-release-vrrp  -V    Dont remove VRRP VIPs & VROUTEs on daemon stop.# --dont-release-ipvs  -I    Dont remove IPVS topology on daemon stop.# --dump-conf          -d    Dump the configuration data.# --log-detail         -D    Detailed log messages.日志默认输出在/var/log/message文件中# --log-facility       -S    0-7 Set local syslog facility (default=LOG_DAEMON)#KEEPALIVED_OPTIONS="-D"12345678910111213

运行keepalived --help可以查看启动时的可选参数,这些可选参数都可以配置在/etc/sysconfig/keepalived文件中的KEEPALIVED_OPTIONS选项中,作为服务启动时的参数。

keepalived正常运行后,会启动3个进程,其中一个是父进程,负责监控其子进程。一个是vrrp子进程,另外一个是checkers子进程。

shell> ps -ef | grep keepalived
root       831     1  0 11:22 ?        00:00:00 keepalived -Droot       840   831  0 11:22 ?        00:00:00 keepalived -Droot       841   831  0 11:22 ?        00:00:00 keepalived -D1234

到此keepalived就安装完成了。

三、keepalived.conf配置文件说明

keepalived服务安装完成之后,后面的主要工作就是在keepalived.conf文件中配置HA和负载均衡。一个功能比较完整的常用的keepalived配置文件,主要包含三块:全局定义块、VRRP实例定义块和虚拟服务器定义块。全局定义块是必须的,如果keepalived只用来做ha,虚拟服务器是可选的。下面是一个功能比较完整的配置文件模板:

#全局定义块global_defs {    # 邮件通知配置
    notification_email {
        email1
        email2
    }
    notification_email_from email
    smtp_server host
    smtp_connect_timeout num

    lvs_id string
    router_id string    ## 标识本节点的字条串,通常为hostname}#VRRP 实例定义块vrrp_sync_group string { 
    group {        string
        string
    }
}

vrrp_instance string {
    state MASTER|BACKUP
    virtual_router_id num
    interface string
    mcast_src_ip @IP 
    priority num
    advert_int num
    nopreempt
    smtp_alert
    lvs_sync_daemon_interface string 
    authentication {
        auth_type PASS|AH
        auth_pass string
    }

    virtual_ipaddress {  # Block limited to 20 IP addresses @IP
        @IP
        @IP
    }
}#虚拟服务器定义块virtual_server (@IP PORT)|(fwmark num) { 
    delay_loop num
    lb_algo rr|wrr|lc|wlc|sh|dh|lblc 
    lb_kind NAT|DR|TUN
    persistence_timeout num 
    protocol TCP|UDP
    real_server @IP PORT { 
        weight num
        notify_down /path/script.sh
        TCP_CHECK { 
            connect_port num 
            connect_timeout num
        }
    }

    real_server @IP PORT {
        weight num
        MISC_CHECK {
            misc_path /path_to_script/script.sh(or misc_path “/path_to_script/script.sh <arg_list>”)
        }
    }

    real_server @IP PORT {
        weight num
        HTTP_GET|SSL_GET {
            url { 
                # You can add multiple url block path alphanum
                digest alphanum
            }
            connect_port num
            connect_timeout num 
            nb_get_retry num 
            delay_before_retry num
        }
    }
}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081

全局定义块

1、email通知(notification_email、smtp_server、smtp_connect_timeout):用于服务有故障时发送邮件报警,可选项,不建议用。需要系统开启sendmail服务,建议用第三独立监控服务,如用nagios全面监控代替。 
2、lvs_id:lvs负载均衡器标识,在一个网络内,它的值应该是唯一的。 
3、router_id:用户标识本节点的名称,通常为hostname 
4、花括号{}:用来分隔定义块,必须成对出现。如果写漏了,keepalived运行时不会得到预期的结果。由于定义块存在嵌套关系,因此很容易遗漏结尾处的花括号,这点需要特别注意。

VRRP实例定义块

  1. vrrp_sync_group:同步vrrp级,用于确定失败切换(FailOver)包含的路由实例个数。即在有2个负载均衡器的场景,一旦某个负载均衡器失效,需要自动切换到另外一个负载均衡器的实例是哪

  2. group:至少要包含一个vrrp实例,vrrp实例名称必须和vrrp_instance定义的一致

  3. vrrp_instance:vrrp实例名 
    1> state:实例状态,只有MASTER 和 BACKUP两种状态,并且需要全部大写。抢占模式下,其中MASTER为工作状态,BACKUP为备用状态。当MASTER所在的服务器失效时,BACKUP所在的服务会自动把它的状态由BACKUP切换到MASTER状态。当失效的MASTER所在的服务恢复时,BACKUP从MASTER恢复到BACKUP状态。 
    2> interface:对外提供服务的网卡接口,即VIP绑定的网卡接口。如:eth0,eth1。当前主流的服务器都有2个或2个以上的接口(分别对应外网和内网),在选择网卡接口时,一定要核实清楚。 
    3> mcast_src_ip:本机IP地址 
    4> virtual_router_id:虚拟路由的ID号,每个节点设置必须一样,可选择IP最后一段使用,相同的 VRID 为一个组,他将决定多播的 MAC 地址。 
    5> priority:节点优先级,取值范围0~254,MASTER要比BACKUP高 
    6> advert_int:MASTER与BACKUP节点间同步检查的时间间隔,单位为秒 
    7> lvs_sync_daemon_inteface:负载均衡器之间的监控接口,类似于 HA HeartBeat 的心跳线。但它的机制优于 Heartbeat,因为它没有“裂脑”这个问题,它是以优先级这个机制来规避这个麻烦的。在 DR 模式中,lvs_sync_daemon_inteface与服务接口interface使用同一个网络接口 
    8> authentication:验证类型和验证密码。类型主要有 PASS、AH 两种,通常使用PASS类型,据说AH使用时有问题。验证密码为明文,同一vrrp 实例MASTER与BACKUP使用相同的密码才能正常通信。 
    9> smtp_alert:有故障时是否激活邮件通知 
    10> nopreempt:禁止抢占服务。默认情况,当MASTER服务挂掉之后,BACKUP自动升级为MASTER并接替它的任务,当MASTER服务恢复后,升级为MASTER的BACKUP服务又自动降为BACKUP,把工作权交给原MASTER。当配置了nopreempt,MASTER从挂掉到恢复,不再将服务抢占过来。 
    11> virtual_ipaddress:虚拟IP地址池,可以有多个IP,每个IP占一行,不需要指定子网掩码。注意:这个IP必须与我们的设定的vip保持一致。

虚拟服务器virtual_server定义块

  1. virtual_server:定义一个虚拟服务器,这个ip是virtual_ipaddress中定义的其中一个,后面一个空格,然后加上虚拟服务的端口号。 
    1> delay_loop:健康检查时间间隔,单位:秒 
    2> lb_algo:负载均衡调度算法,互联网应用常用方式为wlc或rr 
    3> lb_kind:负载均衡转发规则。包括DR、NAT、TUN 3种,一般使用路由(DR)转发规则。 
    4> persistence_timeout:http服务会话保持时间,单位:秒 
    5> protocol:转发协议,分为TCP和UDP两种

  2. real_server:真实服务器IP和端口,可以定义多个 
    1> weight:负载权重,值越大,转发的优先级越高 
    2> notify_down:服务停止后执行的脚本 
    3> TCP_CHECK:服务有效性检测 
    * connect_port:服务连接端口 
    * connect_timeout:服务连接超时时长,单位:秒 
    * nb_get_retry:服务连接失败重试次数 
    * delay_before_retry:重试连接间隔,单位:秒


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