HA集群:高可用集群:

     实现方式:vrrp协议和ais完备HA集群

           vrrp可以由keepalived实现

           ais可以由heartbeat和corosync


vrrp协议:虚拟冗余路由协议

       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。(虚拟MAC地址:00-00-5E-00-01-(VRID)
      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。


keepalived:vrrp协议的实现

    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。 

   

keepalive实现高可用集群:

   wKioL1czKpjR6XOVAAHswiPZiZ0882.png

  

实验准备:

   虚拟机:   172.18.250.75       lvs_master      安装keepalived

   虚拟机: 172.18.250.76      lvs_backup      安装keepalived

   虚拟机: 172.18.250.77      web_server1    安装nginx

   虚拟机: 172.18.250.79      web_server2    安装nginx

  两台lvs调度器上安装keepalived服务,当主master出现故障,备机立即抢夺对外的虚拟IP及MAC地址,继续提供服务。

   keepalived服务对web服务器进行健康检测,一旦web服务器出现故障,立马剔除集群,如果web修复好了,自动把web服务加入到集群中。


一、安装keepalived服务

]# yum -y install keepalived      在两台调度器上安装
]# yum -y install keepalived

 主配置文件:/etc/keepalived/keepalived.conf

]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {                           //全局定义
   notification_email {                 //提醒邮件 
     root@localhost                       
   }
   notification_email_from amdin@magedu.com
   smtp_server 127.0.0.1               //smtp邮件服务
   smtp_connect_timeout 30             //邮件超时时长
   router_id node1                     //定义虚拟路由的名称
   vrrp_mcast_group4 224.0.74.18       //定义vrrp的组播域
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                       //当前节点的状态
    interface eth0                     //vrrp工作的接口
    virtual_router_id 150              //虚拟路由的ID
    priority 100                       //优先级 
    advert_int 1                       //广播通告的时间间隔
    authentication {                   //认证方式 
        auth_type PASS                 //简单认证方式
        auth_pass 1111                 //密码
    }
    virtual_ipaddress {                //虚拟路由的VIP
        172.18.250.99
    }
#   nopreempt                          //非抢占模式,默认为抢占模式
#   preempt_delay 300                  //多久才抢占
}

在另一台备机上只要把state 修改成BACKUP   proiority 95就行,其他保持不变

测试两台调度器是否能实现高可用:

]# service keepalived start
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
]# ifconfig
eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:31:F1:3A  
          inet addr:172.18.250.99  Bcast:0.0.0.0  Mask:255.255.255.255
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
    //主调度器上的虚拟VIP已经起来了
]# service keepalived start
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:F6:9E:DF  
          inet addr:172.18.250.76  Bcast:172.18.255.255  Mask:255.255.0.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef6:9edf/64 Scope:Link
        //备调度器上的优先级更低,所以不会抢占

主调度器挂了,测试备调度器是否会抢占VIP:

]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:F6:9E:DF  
          inet addr:172.18.250.76  Bcast:172.18.255.255  Mask:255.255.0.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef6:9edf/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:188276 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:25467 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:65884009 (62.8 MiB)  TX bytes:9932551 (9.4 MiB)

eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:F6:9E:DF  
          inet addr:172.18.250.99  Bcast:0.0.0.0  Mask:255.255.255.255
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
      //能抢占VIP

主调度器起来,抢占VIP,实现了LVS调度器的高可用:

]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:31:F1:3A  
          inet addr:172.18.250.75  Bcast:172.18.255.255  Mask:255.255.0.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe31:f13a/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:20767 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:5509 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:4669454 (4.4 MiB)  TX bytes:682094 (666.1 KiB)

eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:31:F1:3A  
          inet addr:172.18.250.99  Bcast:0.0.0.0  Mask:255.255.255.255
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

 

二、安装nginx服务,实现Web集群的高可用:

    注意:实现高可用集群时,需要注意以下几点:

     1、时间需要一致,可用通过同步时间服务器;

     2、确保iptables和selinux不会成为阻碍

     3、各节点之间可通过主机互相通信(对Keepalived并非必须);

     4、各节点之间的root用户可以基于密钥认证的ssh通信(对KA并非必须)。

]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
virtual_server 172.18.250.99 80 {     //定义虚拟集群
    delay_loop 6                      //定义服务轮询时间
    lb_algo rr                        //定义集群算法
    lb_kind DR                        //定义集群的模式
    persistence_timeout 0             //定义保持连接时长
    protocol TCP                      //定义协议,只支持TCP

    real_server 172.18.250.77 80 {    //定义RS
        weight 1                      //权重
        HTTP_GET {                    //对RS做状态健康检测,有SSL_GET TCP_CHECK
            url {                        
              path /index.html        //请求主页
             status_code 200          //返回200证明RS是正常的
            }                    
            connect_timeout 3          //连接超时时长
            nb_get_retry 3             //超时后在检测三次
            delay_before_retry 3       //等待3秒在检测
        }
    }
   real_server 172.18.250.79 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /index.html
             status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
 }

因为是DR模式,所以需要隔绝arp通告,让报文的源地址是VIP

]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
]# echo 1  >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
]# echo 2  >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
]# echo 2  >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
]# ifconfig lo:0 172.18.250.99 netmask 255.255.255.255 broadcast 172.18.250.99
]# route add -host 172.18.250.99 dev lo:0

在其它虚拟机上测试是否实现负载均衡:

]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS1
]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS2
]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS1
]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS2

测试keepalived是否能对RS实现高可用

]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop        //停止250.77这台虚拟机的80端口
]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.18.250.99:80 rr
  -> 172.18.250.79:80             Route   1      0          0    
     //剔除lvs集群服务
]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS2       //依然能提供服务
]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s start        //开启250.77这台虚拟机的80端口
]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.18.250.99:80 rr
  -> 172.18.250.77:80             Route   1      0          0         
  -> 172.18.250.79:80             Route   1      0          1
    //加入到Lvs集群中
]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS1                                //提供服务
]# curl http://172.18.250.99/index.html
Hello RS2