一、keepalived和VRRP协议介绍

        keepalived是基于vrrp协议实现的一个高可用集群解决方案,可以利用keepalived来解决单点故障问题,使用keepalived实现的高可用集群方案中,一般有两台服务器,一个是MASTER(主服务器),另一个是BACKUP(备用服务器),这个集群中对外提供一个虚拟IP,MASTER服务器会定时发送特定信息给BACKUP服务器,当BACKUP服务器接收不到MASTER发送的消息时,BACKUP服务器会接管虚拟IP,继续提供服务。

       VRRP协议介绍:VRRP为虚拟路由冗余协议,目的就是为了解决静态路由单点故障问题。在一个VRRP虚拟路由器中,有多台物理的VRRP路由器,但是这多台的物理的机器并不能同时工作,而是由一台称为MASTER的负责路由工作,其它的都是BACKUP,MASTER并非一成不变,VRRP让每个VRRP路由器参与竞选,最终获胜的就是MASTER。MASTER拥有一些特权,比如,拥有虚拟路由器的IP地址,我们的主机就是用这个IP地址作为静态路由的。拥有特权的MASTER要负责转发发送给网关地址的包和响应ARP请求。
  VRRP通过竞选协议来实现虚拟路由器的功能,所有的协议报文都是通过IP多播(multicast)包(多播地址224.0.0.18)形式发送的。虚拟路由器由VRID(范围0-255)和一组IP地址组成,对外表现为一个周知的MAC地址。所以,在一个虚拟路由 器中,不管谁是MASTER,对外都是相同的MAC和IP(称之为VIP)。客户端主机并不需要因为MASTER的改变而修改自己的路由配置,对客户端来说,这种主从的切换是透明的。
  在一个虚拟路由器中,只有作为MASTER的VRRP路由器会一直发送VRRP通告信息(VRRPAdvertisement message),BACKUP不会抢占MASTER,除非它的优先级(priority)更高。当MASTER不可用时(BACKUP收不到通告信息), 多台BACKUP中优先级最高的这台会被抢占为MASTER。这种抢占是非常快速的(<1s),以保证服务的连续性。由于安全性考虑,VRRP包使用了加密协议进行加密。


二、lvs+keepalived实现高可用集群:

   wKiom1cMkgDxTe8zAABiJEVUbwg600.png

lvs+keepalived高可用集群拓扑图


Director Server中需安装keepalived软件,并进行如下配置:

global_defs {

   notification_email {

root@localhost

   }

   notification_email_from root@localhost 

   smtp_server 127.0.0.1

   smtp_connect_timeout 30

   router_id LVS_DEVEL

}


vrrp_script chk_schedown {

   script "[[ -f /etc/keepalived/down ]] && exit 1 || exit 0"

   interval 2

   weight -2

}


vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER  #BACKUP服务器此处应改为BACKUP

    interface eth2

    virtual_router_id 51

    priority 100  #BACKUP服务器此处优先级改为比100小的证书,如99 

    advert_int 1


    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }


    virtual_ipaddress {

        192.168.145.200

    }


    track_script {  

        chk_schedown

    }

}

virtual_server 192.168.145.200 80 {

    delay_loop 6

    lb_algo rr

    lb_kind DR

    nat_mask 255.255.255.0

    persistence_timeout 100

    protocol TCP


    real_server 192.168.145.203 80 {

        weight 1

        HTTP_GET {

            url {

              path /

     status_code 200

            }

            connect_timeout 3

            nb_get_retry 3

            delay_before_retry 3

        }

    }

    real_server 192.168.145.205 80 {

        weight 1

        HTTP_GET {

            url {

              path /

     status_code 200

            }

            connect_timeout 3

            nb_get_retry 3

            delay_before_retry 3

        }

    }

}


Real Server中的配置可参LVS负载均衡技术介绍LVS-DR集群模型

至此lvs+keepalived高可用配置完成。


三、nginx+keepalived高可用集群:

  nginx高可用集群方案与lvs高可用集群方案类似,无非就是把负载均衡调度器由lvs换成了nginx。

wKiom1cMyCyhGOuSAABbZ2bMSSI567.png

拓扑图



 

keepalived配置如下:


global_defs {

   notification_email {

root@localhost

   }

   notification_email_from root@localhost 

   smtp_server 127.0.0.1

   smtp_connect_timeout 30

   router_id LVS_DEVEL

}


vrrp_script chk_nginx {

   script "/etc/keepalived/chk_nginx.sh"

   interval 2

   weight -2

}


vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER  #BACKUP服务器此处应改为BACKUP

    interface eth3

    virtual_router_id 51

    priority 100  #BACKUP服务器此处优先级改为比100小的证书,如99

    advert_int 1


    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }


    virtual_ipaddress {

        192.168.145.200

    }


    track_script {  

        chk_nginx

    }

}


chk_nginx.sh是监控nginx的脚本,如果nginx服务停止,则会尝试重新启动,如果启动两次均失败,则把keepalived服务关闭,此时,BACKUP服务器成为负载均衡调度器,脚本如下:

#!/bin/bash

counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)

if [ "${counter}" = "0" ]; then

    /usr/sbin/nginx

    sleep 3

    counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)

    if [ "${counter}" = "0" ]; then

        /etc/init.d/keepalived stop

    fi

fi


nginx本身需配置转发功能,使用nginx的up_stream模块,主要配置如下:

upstream web_app {   

   #ip_hash;

   server 192.168.145.201:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;   

   server 192.168.145.207:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;   

}


server {   

    listen 80;     

    index index.jsp index.html index.htm;   

    root   /usr/share/nginx/html;   

    location /   

    {    

    proxy_pass http://web_app;   

    #expires      3d;   

    }    

  }


nginx+keepalived简单配置完成。