一、keepalived介绍

1、Keepalived 定义

   Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS服务高可用方案,可以利用其来避免单点故障。一个LVS服务会有2台服务器运行Keepalived,一台为主服务器(MASTER),一台为备份服务器(BACKUP),但是对外表现为一个虚拟IP,主服务器会发送特定的消息给备份服务器,当备份服务器收不到这个消息的时候,即主服务器宕机的时候, 备份服务器就会接管虚拟IP,继续提供服务,从而保证了高可用性。Keepalived是VRRP的完美实现,因此在介绍keepalived之前,先介绍一下VRRP的原理。

2、VRRP 协议简介

   在现实的网络环境中,两台需要通信的主机大多数情况下并没有直接的物理连接。对于这样的情况,它们之间路由怎样选择?主机如何选定到达目的主机的下一跳路由,这个问题通常的解决方法有二种:

  • 在主机上使用动态路由协议(RIP、OSPF等) 

  • 在主机上配置静态路由 

   很明显,在主机上配置动态路由是非常不切实际的,因为管理、维护成本以及是否支持等诸多问题。配置静态路由就变得十分流行,但路由器(或者说默认网关default gateway)却经常成为单点故障。VRRP的目的就是为了解决静态路由单点故障问题,VRRP通过一竞选(election)协议来动态的将路由任务交给LAN中虚拟路由器中的某台VRRP路由器。

3、VRRP 工作机制

   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。

4、VRRP 工作流程

(1).初始化:    

   路由器启动时,如果路由器的优先级是255(最高优先级,路由器拥有路由器地址),要发送VRRP通告信息,并发送广播ARP信息通告路由器IP地址对应的MAC地址为路由虚拟MAC,设置通告信息定时器准备定时发送VRRP通告信息,转为MASTER状态;否则进入BACKUP状态,设置定时器检查定时检查是否收到MASTER的通告信息。

(2).Master

  • 设置定时通告定时器; 

  • 用VRRP虚拟MAC地址响应路由器IP地址的ARP请求; 

  • 转发目的MAC是VRRP虚拟MAC的数据包; 

  • 如果是虚拟路由器IP的拥有者,将接受目的地址是虚拟路由器IP的数据包,否则丢弃; 

  • 当收到shutdown的事件时删除定时通告定时器,发送优先权级为0的通告包,转初始化状态; 

  • 如果定时通告定时器超时时,发送VRRP通告信息; 

  • 收到VRRP通告信息时,如果优先权为0,发送VRRP通告信息;否则判断数据的优先级是否高于本机,或相等而且实际IP地址大于本地实际IP,设置定时通告定时器,复位主机超时定时器,转BACKUP状态;否则的话,丢弃该通告包; 

(3).Backup

  • 设置主机超时定时器; 

  • 不能响应针对虚拟路由器IP的ARP请求信息; 

  • 丢弃所有目的MAC地址是虚拟路由器MAC地址的数据包; 

  • 不接受目的是虚拟路由器IP的所有数据包; 

  • 当收到shutdown的事件时删除主机超时定时器,转初始化状态; 

  • 主机超时定时器超时的时候,发送VRRP通告信息,广播ARP地址信息,转MASTER状态; 

  • 收到VRRP通告信息时,如果优先权为0,表示进入MASTER选举;否则判断数据的优先级是否高于本机,如果高的话承认MASTER有效,复位主机超时定时器;否则的话,丢弃该通告包; 

5、ARP查询处理

   当内部主机通过ARP查询虚拟路由器IP地址对应的MAC地址时,MASTER路由器回复的MAC地址为虚拟的VRRP的MAC地址,而不是实际网卡的 MAC地址,这样在路由器切换时让内网机器觉察不到;而在路由器重新启动时,不能主动发送本机网卡的实际MAC地址。如果虚拟路由器开启的ARP代理 (proxy_arp)功能,代理的ARP回应也回应VRRP虚拟MAC地址;好了VRRP的简单讲解就到这里,我们下来讲解一下Keepalived的案例。

6、keepalived组成

   keepalived主要有三个模块,分别是core、check和vrrp。core模块为keepalived的核心,负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查,包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive

二、keepalived的配置文件说明

   keepalived只有一个配置文件keepalived.conf,里面主要包括以下几个配置区域,分别是global_defs、static_ipaddress、static_routes、vrrp_script、vrrp_instance和virtual_server。

1、global_defs区域

主要是配置故障发生时的通知对象以及机器标识。

global_defs {
   notification_email {
   acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   enable_traps
   router_id LVS_DEVEL
}
  • notification_email 故障发生时给谁发邮件通知。 

  • notification_email_from 通知邮件从哪个地址发出。 

  • smpt_server 通知邮件的smtp地址。 

  • smtp_connect_timeout 连接smtp服务器的超时时间。 

  • enable_traps 开启SNMP陷阱(Simple Network Management Protocol)。 

  • router_id 标识本节点的字条串,通常为hostname,但不一定非得是hostname。故障发生时,邮件通知会用到。

2、vrrp_script区域

用来做健康检查的,当时检查失败时会将vrrp_instance的priority减少相应的值。

vrrp_script chk_http_port {
    script "</dev/tcp/127.0.0.1/80"
    interval 1
    weight -10
}

以上意思是如果script中的指令执行失败,那么相应的vrrp_instance的优先级会减少10个点。

3、vrrp_instance和vrrp_sync_group区域

   vrrp_instance用来定义对外提供服务的VIP区域及其相关属性。 vrrp_rsync_group用来定义vrrp_intance组,使得这个组内成员动作一致。举个例子来说明一下其功能: 两个vrrp_instance同属于一个vrrp_rsync_group,那么其中一个vrrp_instance发生故障切换时,另一个vrrp_instance也会跟着切换(即使这个instance没有发生故障)。

vrrp_sync_group VG_1 {
    group {
        inside_network   # name of vrrp_instance (below)
        outside_network  # One for each moveable IP.
        ...
    }
    notify_master /path/to_master.sh
    notify_backup /path/to_backup.sh
    notify_fault "/path/fault.sh VG_1"
    notify /path/notify.sh
    smtp_alert
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    use_vmac <VMAC_INTERFACE>
    dont_track_primary
    track_interface {
        eth0
        eth1
    }
    mcast_src_ip <IPADDR>
    lvs_sync_daemon_interface eth1
    garp_master_delay 10
    virtual_router_id 1
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 12345678
    }
    virtual_ipaddress {
        10.210.214.253/24 brd 10.210.214.255 dev eth0
        192.168.1.11/24 brd 192.168.1.255 dev eth1
    }
    virtual_routes {
        172.16.0.0/12 via 10.210.214.1
        192.168.1.0/24 via 192.168.1.1 dev eth1
        default via 202.102.152.1
    }
    track_script {
        chk_http_port
    }
    nopreempt
    preempt_delay 300
    debug
    notify_master <STRING>|<QUOTED-STRING>
    notify_backup <STRING>|<QUOTED-STRING>
    notify_fault <STRING>|<QUOTED-STRING>
    notify <STRING>|<QUOTED-STRING>
    smtp_alert
}
  • notify_master/backup/fault 分别表示切换为主/备/出错时所执行的脚本。 

  • notify 表示任何一状态切换时都会调用该脚本,并且该脚本在以上三个脚本执行完成之后进行调用,keepalived会自动传递三个参数($1 = "GROUP"|"INSTANCE",$2 = name of group or instance,$3 = target state of transition(MASTER/BACKUP/FAULT))。 

  • smtp_alert 表示是否开启邮件通知(用全局区域的邮件设置来发通知)。 

  • state 可以是MASTER或BACKUP,不过当其他节点keepalived启动时会将priority比较大的节点选举为MASTER,因此该项其实没有实质用途。 

  • interface 节点固有IP(非VIP)的网卡,用来发VRRP包。 

  • use_vmac 是否使用VRRP的虚拟MAC地址。 

  • dont_track_primary 忽略VRRP网卡错误。(默认未设置) 

  • track_interface 监控以下网卡,如果任何一个不通就会切换到FALT状态。(可选项) 

  • mcast_src_ip 修改vrrp组播包的源地址,默认源地址为master的IP。(由于是组播,因此即使修改了源地址,该master还是能收到回应的) 

  • lvs_sync_daemon_interface 绑定lvs syncd的网卡。 

  • garp_master_delay 当切为主状态后多久更新ARP缓存,默认5秒。 

  • virtual_router_id 取值在0-255之间,用来区分多个instance的VRRP组播。注意: 同一网段中virtual_router_id的值不能重复,否则会出错。

  • priority 用来选举master的,要成为master,那么这个选项的值最好高于其他机器50个点,该项取值范围是1-255(在此范围之外会被识别成默认值100)。 

  • advert_int 发VRRP包的时间间隔,即多久进行一次master选举(可以认为是健康查检时间间隔)。 

  • authentication 认证区域,认证类型有PASS和HA(IPSEC),推荐使用PASS(密码只识别前8位)。 

  • virtual_ipaddress vip,不解释了。 

  • virtual_routes 虚拟路由,当IP漂过来之后需要添加的路由信息。 

  • virtual_ipaddress_excluded 发送的VRRP包里不包含的IP地址,为减少回应VRRP包的个数。在网卡上绑定的IP地址比较多的时候用。 

  • nopreempt 允许一个priority比较低的节点作为master,即使有priority更高的节点启动。首先nopreemt必须在state为BACKUP的节点上才生效(因为是BACKUP节点决定是否来成为MASTER的),其次要实现类似于关闭auto failback的功能需要将所有节点的state都设置为BACKUP,或者将master节点的priority设置的比BACKUP低。我个人推荐使用将所有节点的state都设置成BACKUP并且都加上nopreempt选项,这样就完成了关于autofailback功能,当想手动将某节点切换为MASTER时只需去掉该节点的nopreempt选项并且将priority改的比其他节点大,然后重新加载配置文件即可(等MASTER切过来之后再将配置文件改回去再reload一下)。 当使用track_script时可以不用加nopreempt,只需要加上preempt_delay 5,这里的间隔时间要大于vrrp_script中定义的时长。

  • preempt_delay master启动多久之后进行接管资源(VIP/Route信息等),并提是没有nopreempt选项。

4、virtual_server_group和virtual_server区域

virtual_server IP Port {
    delay_loop <INT>
    lb_algo rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh
    lb_kind NAT|DR|TUN
    persistence_timeout <INT>
    persistence_granularity <NETMASK>
    protocol TCP
    ha_suspend
    virtualhost <STRING>
    alpha
    omega
    quorum <INT>
    hysteresis <INT>
    quorum_up <STRING>|<QUOTED-STRING>
    quorum_down <STRING>|<QUOTED-STRING>
    sorry_server <IPADDR> <PORT>
    real_server <IPADDR> <PORT> {
        weight <INT>
        inhibit_on_failure
        notify_up <STRING>|<QUOTED-STRING>
        notify_down <STRING>|<QUOTED-STRING>
        # HTTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK
        HTTP_GET|SSL_GET {
            url {
                path <STRING>
                # Digest computed with genhash
                digest <STRING>
                status_code <INT>
            }
            connect_port <PORT>
            connect_timeout <INT>
            nb_get_retry <INT>
            delay_before_retry <INT>
        }
    }
}
  • delay_loop 延迟轮询时间(单位秒)。

  • lb_algo 后端调试算法(load balancing algorithm)。

  • lb_kind LVS调度类型NAT/DR/TUN。

  • virtualhost 用来给HTTP_GET和SSL_GET配置请求header的。

  • sorry_server 当所有real server宕掉时,sorry server顶替。

  • real_server 真正提供服务的服务器。

  • weight 权重。

  • notify_up/down 当real server宕掉或启动时执行的脚本。

  • 健康检查的方式,N多种方式。

  • path 请求real serserver上的路径。

  • digest/status_code 分别表示用genhash算出的结果和http状态码。

  • connect_port 健康检查,如果端口通则认为服务器正常。

  • connect_timeout,nb_get_retry,delay_before_retry分别表示超时时长、重试次数,下次重试的时间延迟。

三、keepalived+lvs环境搭建

1、环境介绍

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_02

2、同步时间

[root@Master ~]# ntpdate 202.120.2.101
[root@Slave ~]# ntpdate 202.120.2.101
[root@node1 ~]# ntpdate 202.120.2.101
[root@node2 ~]# ntpdate 202.120.2.101

3、realserver安装httpd服务及提供测试页

[root@node1 ~]# rpm -q httpd
httpd-2.2.15-45.el6.centos.x86_64
[root@node1 ~]# cat /www/a.com/htdoc/index.html 
<h1>This is node1 !</h1>
[root@node2 ~]# rpm -q httpd
httpd-2.2.15-45.el6.centos.x86_64
[root@node2 ~]# cat /www/a.com/htdoc/index.html 
<h1>This is node2 !</h1>

4、各realserver启动httpd并测试

[root@node1 ~]# service httpd start
[root@node2 ~]# service httpd start
[root@Master ~]# curl http://192.168.1.9
<h1>This is node1 !</h1>
[root@Master ~]# curl http://192.168.1.10
<h1>This is node2 !</h1>

5、配置node1节点

[root@node1 ~]# vim realserver.sh
#!/bin/bash  
#  
# Script to start LVS DR real server.  
# description: LVS DR real server  
#  
.  /etc/rc.d/init.d/functions
VIP=192.168.1.88 #修改你的VIP  
host=`/bin/hostname`
case "$1" in  
start)  
       # Start LVS-DR real server on this machine.  
        /sbin/ifconfig lo down  
        /sbin/ifconfig lo up  
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        /sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up  
        /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
;;  
stop)
        # Stop LVS-DR real server loopback device(s).  
        /sbin/ifconfig lo:0 down  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;  
status)
        # Status of LVS-DR real server.  
        islothere=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep $VIP`  
        isrothere=`netstat -rn | grep "lo:0" | grep $VIP`  
        if [ ! "$islothere" -o ! "isrothere" ];then  
            # Either the route or the lo:0 device  
            # not found.  
            echo "LVS-DR real server Stopped."  
        else  
            echo "LVS-DR real server Running."  
        fi  
;;  
*)  
            # Invalid entry.  
            echo "$0: Usage: $0 {start|status|stop}"  
            exit 1  
;;  
esac   
[root@node1 ~]# chmod +x realserver.sh
[root@node1 ~]# ./realserver.sh start

查看脚本是否执行成功:

[root@node1 ~]# ifconfig 
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:FE:B8:0D  
          inet addr:192.168.1.9  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fefe:b80d/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:15783 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:4866 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:1396596 (1.3 MiB)  TX bytes:724790 (707.8 KiB)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

lo:0      Link encap:Local Loopback  
          inet addr:192.168.1.88  Mask:255.255.255.255
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

6、配置node2

[root@node2 ~]# vim realserver.sh
#!/bin/bash  
#  
# Script to start LVS DR real server.  
# description: LVS DR real server  
#  
.  /etc/rc.d/init.d/functions
VIP=192.168.18.200  
host=`/bin/hostname`
case "$1" in  
start)  
       # Start LVS-DR real server on this machine.  
        /sbin/ifconfig lo down  
        /sbin/ifconfig lo up  
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        /sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up  
        /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
;;  
stop)
        # Stop LVS-DR real server loopback device(s).  
        /sbin/ifconfig lo:0 down  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;  
status)
        # Status of LVS-DR real server.  
        islothere=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep $VIP`  
        isrothere=`netstat -rn | grep "lo:0" | grep $VIP`  
        if [ ! "$islothere" -o ! "isrothere" ];then  
            # Either the route or the lo:0 device  
            # not found.  
            echo "LVS-DR real server Stopped."  
        else  
            echo "LVS-DR real server Running."  
        fi  
;;  
*)  
            # Invalid entry.  
            echo "$0: Usage: $0 {start|status|stop}"  
            exit 1  
;;  
esac
[root@node2 ~]# chmod +x realserver.sh
[root@node2 ~]# ./realserver.sh start
[root@node2 ~]# ifconfig 
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:73:1D:99  
          inet addr:192.168.1.10  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe73:1d99/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:20394 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:5767 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:5470619 (5.2 MiB)  TX bytes:731727 (714.5 KiB)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

lo:0      Link encap:Local Loopback  
          inet addr:192.168.1.88  Mask:255.255.255.255
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

现在已经将realserver给配置好了,下面就是配置master与slave。

7、安装keepalived、ipvsadm

[root@Master ~]# yum install -y keepalived ipvsadm
[root@Slave ~]# yum install -y keepalived ipvsadm

8、修改Master配置文件并启动服务

[root@Master ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {  
   notification_email {   
XXXXXXXXX@126.com
   }   
   notification_email_from Master 
   smtp_server 127.0.0.1    
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL   
}
vrrp_instance VI_1 {  
    state MASTER    
    interface eth0   
    virtual_router_id 51   
    priority 101    
    advert_int 1   
    authentication {   
        auth_type PASS   
        auth_pass 1111   
    }   
    virtual_ipaddress {   
        192.168.1.88   
    }   
}
virtual_server 192.168.1.88 80 {  
    delay_loop 6   
    lb_algo rr   
    lb_kind DR   
    nat_mask 255.255.255.0   
    #persistence_timeout 50   
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.9 80 { 
        weight 1   
        HTTP_GET {    
            url {   
              path /   
          status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
    real_server 192.168.1.10 80 {   
        weight 1   
        HTTP_GET {   
            url {   
              path /   
              status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
}
[root@Master ~]# service keepalived start
正在启动 keepalived:                                      [确定]
[root@Master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.88:80 rr
  -> 192.168.1.9:80               Route   1      0          0         
  -> 192.168.1.10:80              Route   1      0          0

9、为Slave修改配置文件并启动服务

[root@Slave ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {  
   notification_email {   
XXXXXXXX@126.com   
}   
   notification_email_from Slave
   smtp_server 127.0.0.1   
   smtp_connect_timeout 30   
   router_id LVS_DEVEL   
}
vrrp_instance VI_1 {  
    state BACKUP    
    interface eth0   
    virtual_router_id 51   
    priority 100    
    advert_int 1   
    authentication {   
        auth_type PASS   
        auth_pass 1111   
    }   
    virtual_ipaddress {   
        192.168.1.88   
    }   
}
virtual_server 192.168.1.88 80 {  
    delay_loop 6   
    lb_algo rr   
    lb_kind DR   
    nat_mask 255.255.255.0   
    #persistence_timeout 50   
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.9 80 {   
        weight 1   
        HTTP_GET {   
            url {   
              path /   
          status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
    real_server 192.168.1.10 80 {   
        weight 1   
        HTTP_GET {   
            url {   
              path /   
              status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
}
[root@Slave ~]# service keepalived start
正在启动 keepalived:                                      [确定]
[root@Slave ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.88:80 rr
  -> 192.168.1.9:80               Route   1      0          0         
  -> 192.168.1.10:80              Route   1      0          0

10、浏览器测试

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_03

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_04

11、模拟realserver故障

停止node1:

[root@node1 ~]# service httpd stop
停止 httpd:                                               [确定]
查看lvs:
[root@Master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.88:80 rr
  -> 192.168.1.10:80              Route   1      0          0

浏览器查看:

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_05

收到下线邮件:

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_06

node1上线:

[root@node1 ~]# service httpd start
正在启动 httpd:                                           [确定]
查看lvs:
[root@Master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.88:80 rr
  -> 192.168.1.9:80               Route   1      0          0         
  -> 192.168.1.10:80              Route   1      0          0

收到上线邮件:

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_07

12、模拟keepalived节点故障

将Master的 keepalived服务停止:

[root@Master ~]# service keepalived stop
停止 keepalived:                                          [确定]

查看lvs:

[root@Master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
在Slave查看lvs:
[root@Slave ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.88:80 rr
  -> 192.168.1.9:80               Route   1      0          0         
  -> 192.168.1.10:80              Route   1      0          0

浏览器查看,发现服务没有停止:

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_08

   大家可以看到,经过上面的演示我们现在LVS的高可用即前端负载均衡的高可用,同时实现对后端realserver监控,也实现后端realserver宕机时会给管理员发送邮件。但还有几个问题我们还没有解决,问题如下:

  • 所有realserver都down机,怎么处理?是不是用户就没法打开,还是提供一下维护页面。 

  • 怎么完成维护模式keepalived切换? 

  • 如何在keepalived故障时,发送警告邮件给指定的管理员?

13、为各keepalived提供错误页面

   当我们的所以realserver全部都挂掉以后可以在前端的访问入口,即keepalived+lvs机器上提供个错误提示页,这样做对用户有很好的印象,不会是干巴巴的5XX。

先给Master、Slave安装http服务及提供错误页:

[root@Master ~]# rpm -q httpd
httpd-2.2.15-45.el6.centos.x86_64
[root@Master ~]# cat /www/a.com/htdoc/index.html
<h1>Website is currently under maintenance, please come back later!</h1>
[root@Slave ~]# rpm -q httpd
httpd-2.2.15-47.el6.centos.i686
[root@Slave ~]# cat /var/www/html/index.html 
<h1>Website is currently under maintenance, please come back later!</h1>

启动httpd服务并测试是否能访问:

[root@Master ~]# service httpd start
[root@Slave ~]# service httpd start
[root@node1 ~]# curl http://192.168.1.8
<h1>Website is currently under maintenance, please come back later!</h1>
[root@node1 ~]# curl http://192.168.1.22
<h1>Website is currently under maintenance, please come back later!</h1>

修改Master配置文件:

[root@Master ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {  
   notification_email {   
XXXXXXXXX@126.com
   }   
   notification_email_from Master 
   smtp_server 127.0.0.1    
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL   
}
vrrp_instance VI_1 {  
    state MASTER    
    interface eth0   
    virtual_router_id 51   
    priority 101    
    advert_int 1   
    authentication {   
        auth_type PASS   
        auth_pass 1111   
    }   
    virtual_ipaddress {   
        192.168.1.88   
    }   
}
virtual_server 192.168.1.88 80 {  
    delay_loop 6   
    lb_algo rr   
    lb_kind DR   
    nat_mask 255.255.255.0   
    #persistence_timeout 50   
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.9 80 { 
        weight 1   
        HTTP_GET {    
            url {   
              path /   
          status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
    real_server 192.168.1.10 80 {   
        weight 1   
        HTTP_GET {   
            url {   
              path /   
              status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
  sorry_server 127.0.0.1 80 #增加一行sorry_server 
}

修改Slave配置文件:

把上面添加的内容sorry_server 127.0.0.1 80,放在Slave的keepalived配置文件相同的位置。

关闭所有的real server并重新启动一下master与slave的keepalived:

[root@node1 ~]# service httpd stop
[root@node2 ~]# service httpd stop
[root@Master ~]# service keepalived restart
[root@Slave ~]# service keepalived restart

查看lvs:

[root@Slave ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.88:80 rr
  -> 127.0.0.1:80                 Local   1      0          0

浏览器测试:

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_09

14、为Master和Slave提供状态检测

   我们一般进行主从切换测试时都是关闭keepalived或关闭网卡接口,有没有一种方法能实现在不关闭keepalived下或网卡接口来实现维护呢?方法肯定是有的,在keepalived新版本中,支持脚本vrrp_srcipt。

定义脚本说明:

vrrp_srcipt chk_schedown { #定义vrrp执行脚本
   script "[ -e /etc/keepalived/down ] && exit 1 || exit 0"   #查看是否有down文件,有就进入维护模式 
   interval 1 #监控间隔  
   weight -5 #减小优先级  
   fall 2 #监控失败次数  
   rise 1 #监控成功次数  
}

执行脚本:

track_script {
   chk_schedown #执行chk_schedown脚本
}

修改Master配置文件:

[root@Master ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {  
   notification_email {   
XXXXXXXXX@126.com
   }   
   notification_email_from Master 
   smtp_server 127.0.0.1    
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL   
}
vrrp_script chk_schedown { 
   script "[ -e /etc/keepalived/down ] && exit 1 || exit 0"   
   interval 1
   weight -5 
   fall 2  
   rise 1  
}
vrrp_instance VI_1 {  
    state MASTER    
    interface eth0   
    virtual_router_id 51   
    priority 101    
    advert_int 1   
    authentication {   
        auth_type PASS   
        auth_pass 1111   
    }   
    virtual_ipaddress {   
        192.168.1.88   
    }   
    track_script { 
        chk_schedown  
    }  
}
virtual_server 192.168.1.88 80 {  
    delay_loop 6   
    lb_algo rr   
    lb_kind DR   
    nat_mask 255.255.255.0   
    #persistence_timeout 50   
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.9 80 { 
        weight 1   
        HTTP_GET {    
            url {   
              path /   
          status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
    real_server 192.168.1.10 80 {   
        weight 1   
        HTTP_GET {   
            url {   
              path /   
              status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }
  sorry_server 127.0.0.1 80   
}

Slave上的配置文件在相同的位置也添加上面两项内容:vrrp_script chk_schedown和track_script 

测试:

[root@Master ~]# touch /etc/keepalived/down

查看日志

[root@Master ~]# tail -f /var/log/messages
Sep 11 20:12:27 Master Keepalived_vrrp[2019]: VRRP_Script(chk_schedown) failed
Sep 11 20:12:28 Master Keepalived_vrrp[2019]: VRRP_Instance(VI_1) Received higher prio advert
Sep 11 20:12:28 Master Keepalived_vrrp[2019]: VRRP_Instance(VI_1) Entering BACKUP STATE
Sep 11 20:12:28 Master Keepalived_vrrp[2019]: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.
Sep 11 20:12:28 Master Keepalived_healthcheckers[2018]: Netlink reflector reports IP 192.168.1.88 removed

查看VIP是否转移:

[root@Master ~]# ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b0:04:27 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.8/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:feb0:427/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@Slave ~]# ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:df:1e:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.22/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
    inet 192.168.1.88/32 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:fedf:1e04/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

15、在keepalived故障时(或主备切换时),发送警告邮件给指定的管理员

keepalived通知脚本进阶示例:

  • -s, --service SERVICE,...:指定服务脚本名称,当状态切换时可自动启动、重启或关闭此服务; 

  • -a, --address VIP: 指定相关虚拟路由器的VIP地址; 

  • -m, --mode {mm|mb}:指定虚拟路由的模型,mm表示主主,mb表示主备;它们表示相对于同一种服务而方,其VIP的工作类型; 

  • -n, --notify {master|backup|fault}:指定通知的类型,即vrrp角色切换的目标角色; 

修改Master配置文件:

[root@Master ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {  
   notification_email {   
XXXXXXXX@126.com
   }   
   notification_email_from Master 
   smtp_server 127.0.0.1    
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL   
}
vrrp_script chk_schedown { #定义vrrp执行脚本  
   script "[ -e /etc/keepalived/down ] && exit 1 || exit 0"   
   interval 1
   weight -5 
   fall 2  
   rise 1  
}
vrrp_instance VI_1 {  
    state MASTER    
    interface eth0   
    virtual_router_id 51   
    priority 101    
    advert_int 1   
    authentication {   
        auth_type PASS   
        auth_pass 1111   
    }   
    virtual_ipaddress {   
        192.168.1.88   
    }   
    track_script { 
        chk_schedown  
    }  
    #添加如下三行
    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh -n master -a 192.168.1.88"  
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh -n backup -a 192.168.1.88"
    notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh -n fault -a 192.168.1.88"
}
virtual_server 192.168.1.88 80 {  
    delay_loop 6   
    lb_algo rr   
    lb_kind DR   
    nat_mask 255.255.255.0   
    #persistence_timeout 50   
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.9 80 { 
        weight 1   
        HTTP_GET {    
            url {   
              path /   
          status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }   
    real_server 192.168.1.10 80 {   
        weight 1   
        HTTP_GET {   
            url {   
              path /   
              status_code 200   
            }   
            connect_timeout 2   
            nb_get_retry 3   
            delay_before_retry 1   
        }   
    }
  sorry_server 127.0.0.1 80   
}

修改Slave的配置文件:

在Slave的keepalived配置文件中插入下面三行,位置和Master所放的位置一样。

  notify_master "/etc/keepalived/notify.sh -n master -a 192.168.1.88"  
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh -n backup -a 192.168.1.88"
    notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh -n fault -a 192.168.1.88"

在Master和Slave中同时增加notify.sh 脚本:

[root@Master ~]# cat /etc/keepalived/notify.sh 
#!/bin/bash  
# Author: freeloda   
# description: An example of notify script  
# Usage: notify.sh -m|--mode {mm|mb} -s|--service SERVICE1,... -a|--address VIP  -n|--notify {master|backup|falut} -h|--help
contact='XXXXXXX@126.com' 
helpflag=0  
serviceflag=0  
modeflag=0  
addressflag=0  
notifyflag=0
Usage() { 
  echo "Usage: notify.sh [-m|--mode {mm|mb}] [-s|--service SERVICE1,...] <-a|--address VIP>  <-n|--notify {master|backup|falut}>"   
  echo "Usage: notify.sh -h|--help"  
}
ParseOptions() { 
  local I=1;  
  if [ $# -gt 0 ]; then  
    while [ $I -le $# ]; do  
      case $1 in  
      -s|--service)  
        [ $# -lt 2 ] && return 3  
         serviceflag=1  
         services=(`echo $2|awk -F"," '{for(i=1;i<=NF;i++) print $i}'`)  
        shift 2 ;;  
      -h|--help)  
         helpflag=1  
        return 0  
        shift  
        ;;  
      -a|--address)  
        [ $# -lt 2 ] && return 3  
        addressflag=1  
        vip=$2  
        shift 2  
        ;;  
      -m|--mode)  
        [ $# -lt 2 ] && return 3  
        mode=$2  
        shift 2  
        ;;  
      -n|--notify)  
        [ $# -lt 2 ] && return 3  
        notifyflag=1  
        notify=$2  
        shift 2  
        ;;  
      *)  
        echo "Wrong options..."  
        Usage  
        return 7  
        ;;  
       esac  
    done  
    return 0  
  fi  
}
#workspace=$(dirname $0)
RestartService() { 
  if [ ${#@} -gt 0 ]; then  
    for I in $@; do  
      if [ -x /etc/rc.d/init.d/$I ]; then  
        /etc/rc.d/init.d/$I restart  
      else  
        echo "$I is not a valid service..."  
      fi  
    done  
  fi  
}
StopService() { 
  if [ ${#@} -gt 0 ]; then  
    for I in $@; do  
      if [ -x /etc/rc.d/init.d/$I ]; then  
        /etc/rc.d/init.d/$I stop  
      else  
        echo "$I is not a valid service..."  
      fi  
    done  
  fi  
}
Notify() {  
    mailsubject="`hostname` to be $1: $vip floating"  
    mailbody="`date '+%F %H:%M:%S'`, vrrp transition, `hostname` changed to be $1."  
    echo $mailbody | mail -s "$mailsubject" $contact    ##注意此命令需要安装mailx包。
}
# Main Function  
ParseOptions $@  
[ $? -ne 0 ] && Usage && exit 5
[ $helpflag -eq 1 ] && Usage && exit 0
if [ $addressflag -ne 1 -o $notifyflag -ne 1 ]; then 
  Usage  
  exit 2  
fi
mode=${mode:-mb}
case $notify in 
'master')  
  if [ $serviceflag -eq 1 ]; then  
      RestartService ${services[*]}  
  fi  
  Notify master  
  ;;  
'backup')  
  if [ $serviceflag -eq 1 ]; then  
    if [ "$mode" == 'mb' ]; then  
      StopService ${services[*]}  
    else  
      RestartService ${services[*]}  
    fi  
  fi  
  Notify backup  
  ;;  
'fault')  
  Notify fault  
  ;;  
*)  
  Usage  
  exit 4  
  ;;  
esac
[root@Master ~]# chmod +x /etc/keepalived/notify.sh
[root@Slave ~]# chmod +x /etc/keepalived/notify.sh

从新载入配置文件:

[root@Master ~]# service keepalived restart
[root@Slave ~]# service keepalived restart

模拟故障:

现将刚才测试文件给删除。

[root@Master ~]# rm -rf /etc/keepalived/down

查看VIP:

[root@Master ~]# ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b0:04:27 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.8/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
    inet 192.168.1.88/32 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:feb0:427/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

进入维护模式:

[root@Master ~]# touch /etc/keepalived/down
[root@Master ~]# ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b0:04:27 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.8/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:feb0:427/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@Slave ~]# ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:df:1e:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.22/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0
    inet 192.168.1.88/32 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:fedf:1e04/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

查看邮件:

Linux 高可用(HA)集群之keepalived_keepalived、keepalive_10

大家可以看到,主备切换时,会发送邮件报警,好了到这里所有演示全部完成。

此文是此篇文章的演练:http://freeloda.blog.51cto.com/2033581/1280962