一、LVS+Keepalived 高可用群集
1.LVS
-
Linux虚拟服务器(Linux Virtual Server)
-
LVS 实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用， 为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法
2、Keepalived工作原理和作用
-
Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS高可用方案，可以解决静态路由出现的单点故障问题。
-
在一个LVS服务集群中通常有主服务器(MASTER)和备份服务器(BACKUP)两种角色的服务器，但是对外表现为一个虚拟IP，主服务器会发送VRRP通告信息给备份服务器，当备份服务器收不到VRRP消息的时候，即主服务器异常的时候，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。
-
支持故障自动切换（Failover）
-
支持节点健康状态检查（Health Checking）
-
判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，当master主机出现故障及时切换到backup节点保证业务正常，当 master 故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回 master 节点
3、Keepalived体系主要模块及其作用
Keepalived体系架构中主要有三个模块，分别是core（核心模块）、check（健康检查模块）、vrrp（故障转移模块）
- core模块：为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。
- check模块：负责健康检查，常见的方式有端口检查及URL检查。（节点服务器的健康检查）
- vrrp模块：是来实现VRRP协议的。（调度器之间的健康检查和主备切换）
健康检查学名 :探针
1）发送心跳消息：ping/pang
2）TCP端口检查：向一台主机的IP:PORT（端口）T发起TCP三次握手连接
3）HTTP URL检查：向一台主机的 http://IP:PORT/…URL路径发送HTTP GET请求方法，主机响应返回2xx 3xx 认为健康检查正常，如响应返回4xx 5xx则认为健康检查异常
4、Keepalived实现原理剖析
- keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux 服务器的多机热备功能
- VRRP（虚拟路由冗余协议）是针对路由器的一种备份解决方案。
- 由多台路由器组成一个热备份组，通过共用的虚拟IP地址对外提供服务
- 每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态
- 若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务
5、VRRP （虚拟路由冗余协议）
- 是针对路由器的一种备份解决方案
- 由多台路由器组成一个热备组，通过共用的虚拟IP地址对外提供服务
- 每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态
- 若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务
LVS+Keepalived 高可用群集部署（抢占模式）
环境配置
| 主机 | IP地址 | 工具 |
|---|---|---|
| Director主 | 192.168.24.70 | ipvsadm、keepalived |
| Director备 | 192.168.24.77 | ipvsadm、keepalived |
| NFS-Server共享 | 192.168.24.80 | rpcbind、nfs-utils |
| Web-Server节点1 | 192.168.24.100 | rpcbind、nfs-utils、httpd |
| Web-Server节点2 | 192.168.24.110 | rpcbind、nfs-utils、httpd |
1、配置负载调度器（192.168.24.70、192.168.24.77相同）
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens32.send_redirects = 0
sysctl -p
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.24.70:80 -s rr #这里指定的虚拟IP为ens33网卡ip，重启keepliaved后会自动绑定虚拟网卡
ipvsadm -a -t 192.168.24.70:80 -r 192.168.24.100:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.24.70:80 -r 192.168.24.110:80 -g
ipvsadm
ipvsadm -l
2、部署NFS共享服务器(192.168.24.80)
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum -y install nfs-utils rpcbind
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
mkdir /csgo/wj1
mkdir /csgo/wj2
chmod 777 /opt/wj1
chmod 777 /opt/wj2
vim /etc/exports
/opt/wj1 192.168.24.0/24(rw,sync)
/opt/wj2 192.168.24.0/24(rw,sync)
exportfs -rv
3、配置节点服务器
两台相同（192.168.24.100、192.168.24.110）
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum -y install httpd
systemctl start httpd
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.24.188
NETMASK=255.255.255.255
service network restart 或 systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
sysctl -p
Web-Server1（192.168.24.100）
showmount -e 192.168.24.80
mount.nfs 192.168.24.80:/csgo/wj1 /var/www/html
echo 'this is wj1 web!' > /var/www/html/index.html
Web-Server2（192.168.24.110）
mount.nfs 192.168.24.80:/csgo/wj2/var/www/html
echo 'this is wj2 web!' > /var/www/html/index.html
4、配置keeplived（主、备DR服务器上都要设置）
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
......
global_defs { #定义全局参数
###10行修改，邮件服务指向本地
smtp_server 127.0.0.1
###12行修改，指定服务器（路由器）的名称，主备服务器名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
router_id LVS_01
###14行修改，vrrp_strict：严格遵守VRRP协议。下列情况将会阻止启动Keepalived：1. 没有VIP地址。2. 单播邻居。3. 在VRRP版本2中有IPv6地址。
#vrrp_strict #加注释
}
vrrp_instance VI_1 { #定义VRRP热备实例参数
###20行修改，指定热备状态，主为MASTER，备为BACKUP
state MASTER
###21行修改，指定承载vip地址的物理接口
interface ens32
###22行，主备都要一样 virtual_router_id （66）
###23行修改，指定优先级，数值越大优先级越高，主为100，备为99
priority 100
advert_int 1 #通告间隔秒数(心跳频率)
authentication { #定义认证信息,每个热备组保持一致
auth_type PASS #认证类型
###27行修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { #指定群集vip地址
192.168.24.188
}
}
###34行修改，指定虚拟服务器地址(VIP)、端口，定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.24.188 80 {
delay_loop 6 #健康检查的间隔时间(秒)
lb_algo rr #指定调度算法，轮询(rr)
###37行修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
lb_kind DR
persistence_timeout 50 #连接保持时间(秒)
protocol TCP #应用服务采用的是 TCP协议
###41行修改，指定第一个Web节点的地址、端口
real_server 192.168.24.100 80 {
weight 1 #节点的权重
###43行删除，添加以下健康检查方式
TCP_CHECK {
connect_port 80 #添加检查的目标端口
connect_timeout 3 #添加连接超时(秒)
nb_get_retry 3 #添加重试次数
delay_before_retry 4 #添加重试间隔
}
}
real_server 192.168.24.100 80 { #添加第二个 Web节点的地址、端口
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 4
}
}
}
###删除后面多余的配置
systemctl start keepalived
ip addr show dev ens32 #查看虚拟网卡vip
5、客户机访问
访问192.168.24.188，隔一段时间进行刷新，轮询显示
将主调度服务器keepalived服务关闭，再次验证
systemctl stop keepalived
非抢占模式需要在两个配置文件里面都修改为BACKUP
；然后必须配置nopreempt。
Nginx的Keepalived配置
先写一个脚本
修改第一台nginx的配置文件：
第二台nginx的配置文件：
keepalived脑裂的产生和解决方案
当两台高可用服务器在指定的时间内，无法互相检测到对方心跳而各自启动故障转移功能，取得了资源以及服务的所有权，而此时的两台高可用服务器对都还活着并作正常运行，这样就会导致同一个服务在两端同时启动而发生冲突的严重问题，最严重的就是两台主机同时占用一个VIP的地址（类似双端导入概念），当用户写入数据的时候可能会分别写入到两端，这样可能会导致服务器两端的数据不一致或造成数据的丢失，这种情况就称为裂脑
解决方案
-
关闭主服务器的Keepalived
-
启用磁盘锁。正在服务一方锁住共享磁盘，“裂脑”发生时，让对方完全“抢不走”共享磁盘资源。但使用锁磁盘也会有一个不小的问题，如果占用共享盘的一方不主动“解锁”，另一方就永远得不到共享磁盘。现实中假如服务节点突然死机或崩溃，就不可能执行解锁命令。后备节点也就接管不了共享资源和应用服务。于是有人在HA中设计了“智能”锁。即：正在服务的一方只在发现心跳线全部断开（察觉不到对端）时才启用磁盘锁。平时就不上锁了。
脑裂产生的原因
- 主服务器和备服务器之间的通信链路断了；备服务器收不到主服务器发送过来的vrrp报文；那么备服务器会以为主服务器已经挂掉，将自己提升成主服务器去生成VIP地址；但是实际上主服务器还在运行；所以这种情况称为脑裂
脑裂的预防方案
- 在主服务器和备服务器之间多加几条通信链路
- 通过脚本去探测主和备之间的通信链路；如果链路断开就关闭主的Keepalivd，让备服务器的Keepalived去运行
如何健康检查调度器和节点服务器？
- LVS基于内核，系统在调度器就在
- TCP端口检查节点服务器和HTTP GET状态请求
面试问题
1）Keepalived通过过什么判断哪台主机为主服务器？
- Keepalived首先做初始化先检查state状态，master为主服务器，backup为备服务器。
然后再对比所有服务器的priority，谁的优先级高谁是最终的主服务器。
2）keepalived的抢占模式与非抢占模式：
- 抢占模式即MASTER从故障中恢复后，会将VIP从BACKUP节点中抢占过来。非抢占模式即MASTER恢复后不抢占BACKUP升级为MASTER后的VIP
- 非抢占模式配置俩节点state必须为bakcup，且必须配置nopreempt。
注意：这样配置后，我们要注意启动服务的顺序，优先启动的获取master权限，与优先级没有关系了。
3）怎么生成VIP文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-480830.html
- 主服务器（Mster）通过IP命令生成VIP地址
4)怎么故障切换？文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-480830.html
- 主服务器器会定时的向备服务器发送vrrp报文；当备服务器在超时时间内接收不到主服务器发送来的vrrp报文的时候，会抢占master，然后生成 VIP地址
到了这里，关于LVS+Keepalived 高可用群集实战部署的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
