- 学会构建双机热备系统
- 学会构建LVS+HA高可用群集
1.1 Keepalived概述及安装
Keepalived的官方网站位于http://www.keepalived.org/,本章将以yum方式讲解Keepalived的安装、配置和使用过程。在非LVS群集环境中使用时,Keepalived也可以作为热备软件使用
1. Keepalived的热备方式
Keepalived采用VRRP(虚拟路由冗余协议)热备份协议,以软件的方式实现Linux服务器的多级热备功能。VRRP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;每个热备组内同一时刻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,则其他路由器会自动接替(优先级决定接替顺序)虚拟IP地址,以继续提供服务如图
Keepalived的VRRP热备机制
热备组内的每台路由器都可能成为主路由器,虚拟路由器的IP地址(VIP)可以在热备组内的路由器之间进行转移,所以也称为漂移IP地址。使用Keepalived时,漂移地址的实现不需要手动建立虚接口配置文件(如ens33:0),而是有Keepalived根据配置文件自动管理
2. Keepalived的安装与服务控制
(1)安装Keepalived(主从服务器都要安装)
在CentOS7系统中,使用yum方式安装keepalived.x86_64 0:1.2.13-8.el7,会自动安装keepalived所需的软件包,除此之外,在LVS群集环境中应用时也需要用到keepalived管理工具
[root@node1 ~]# yum -y install keepalived ipvsadm //主服务器
[root@node2 ~]# yum -y install keepalived ipvsadm //从服务器
(2)控制keepalived服务
yum安装keepalived后,执行以下命令将keepalived服务设置为开机启动
[root@node1 ~]# systemctl enable keepalived.service //主服务器
[root@node2 ~]# systemctl enable keepalived.service //从服务器
1.2. 使用Keepalived实现双机热备
基于VRRP的热备方式,Keepalived可以用作服务器的故障切换,每个热备组可以有多台服务器——当然,最常用的就是双机热备热备了。在这种双机热备的方案中,故障切换主要针对虚拟IP地址的漂移来实现,因此能够适用于各种服务器(不管是Web、FTP、Mail、还是SSH、DNS....)。
本小节通过一个简单的安装来说明Keepalived双机热备的配置方法。其中,主、备服务器的IP地址分别为192.168.161.10和192.168.161.11,基于漂移地址192.168.161.250提供Web服务,如图
Keepalived双机热备示意图
主、备设备都需要安装Keepalived;使用yum方式安装httpd提供Web服务,下面讲解与Keepalived相关的配置及测试过程
1. 主服务器的配置
Keepalived服务的配置目录位于/etc/keepalived/。其中,keepalived.conf是主配置文件;另外包括一个子目录samples/。提供了许多配置样例作为参考。在keepalived的配置文件中,使用“global_defs{...}”区段指定全局参数,使用“vrrp_instance实例名称{...}”区段指定VRRP热备参数,注释文字以“!”符号开头
[root@node1 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node1 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
[root@node1 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
router_id HA_TEST_R1 //本路由器(服务器)名称
}
vrrp_instance VI_1 { //定义VRRP热备实例
state MASTER //热备状态,MASTER表示主服务器
interface ens33 //承载VIP地址的物理接口
virtual_router_id 51 //虚拟路由器的ID号,每个热备组保持一致
priority 100 //优先级,数值越大优先级越高
advert_int 1 //通告间隔秒数(心跳频率)
authentication { //认证信息,每个热备组保持一致
auth_type PASS //认证类型
auth_pass 123.123 //密码字串
}
virtual_ipaddress {
192.168.161.250 //指定漂移地址(VIP),可以有多个
}
}
确认上述配置无误后,然后启动Keepalived服务。实际状态为MASTER的主服务器将为ens33接口自动添加IP地址,通过ip命令可以查看(注意:ifconfig命令看不到)
[root@node1 keepalived]# systemctl start keepalived.service
[root@node1 keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:a3:c9:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.161.10/24 brd 192.168.161.255 scope global noprefixroute ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 192.168.161.250/32 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::5e23:bd31:9cd8:b008/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
[root@node1 keepalived]#
2. 备用服务器的配置
在同一个Keepalived热备组内,所有服务器的Keepalived配置文件基本相同,包括虚拟路由器的ID号、认证信息、漂移地址、心跳频率等。不同之处主要在于路由器名称、热备状态、优先级。
- 路由器名称(router-id):建议为每个参与热备的服务器指定不同的名称
- 热备状态(state):至少应有一台主服务器,将状态设为MASTER;可以有多台备用服务器,将状态设置为BACKUP
- 优先级(priorty):数值越大则取得VIP控制权的优先级越高,因此主服务器的优先级设置应设为最高;其他备用服务器的优先级可依次递减,但不要相同,以免在争夺VIP控制权时发生冲突
配置备用服务器(可以用多台)时,可以参考主服务器的配置文件内容,只要修改路由器、热备状态、优先级就可以了
[root@node2 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node2 keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
[root@node2 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
router_id HA_TEST_R2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 123.123
}
virtual_ipaddress {
192.168.161.250
}
}
确认配置无误后,一样需要启动Keepalived服务,此时主服务器仍然在线,VIP地址实际上仍然由主服务器控制,其他服务器处于备用状态,因此在备用服务器中将不会为ens33接口添加VIP地址
[root@node2 keepalived]# systemctl start keepalived.service
[root@node2 keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:f2:ca:28 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.161.11/24 brd 192.168.161.255 scope global noprefixroute ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::3965:8c44:d947:febb/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
[root@node2 keepalived]#
3. 测试双机热备功能
Keepalived的日志信息保存在/var/log/messages文件中,在测试主、备故障自动切换功能时,可以跟踪此日志文件观察热备状态的变化,以针对连通性和Web服务的测试为例,主要操作如下所述
1)连通性测试
在客户机中执行“ping -t 192.168.161.250”命令,能够正常,持续ping通,根据以下操作继续观察测试结果
(1)停止启用主服务器的 Keepalived 服务,发现 ping 测试只中断了 1 或 2 个包即恢复正常,说明已有其他服务器接替 VIP 地址,并及时响应客户机请求
(2)重新启用主服务器的 Keepalived 服务,发现 ping 测试再次中断 1 或 2 个包即恢复正常,说明主服务器已恢复正常,并夺回 VIP 地址的控制权
2)Web访问测试
在客户机中访问 http://192.168.161.250/,将看到由主服务器 192.168.161.10 提供的网页文档
(1)停止启用主服务器的 Keepalived 服务,再次访问上述 Web 服务,将看到由备用服务器 192.168.161.11 提供的网页文档,说明 VIP 地址已切换至备用服务器
(2)重新启用主服务器的 Keepalived 服务,再次访问上述 Web 服务,将看到重新由主服务器 192.168.161.10 提供的网页文档,说明主服务器已重新夺取 VIP 地址
3)查看日志记录
在执行主、备服务器故障切换的过程中,分别观察各自的/var/log/messages 日志文件,可以看到 MASTER、SLAVE 状态的迁移记录
(1)主服务器中,Keepalived 服务状态先变为“stop”,移除 VIP 地址,恢复后重新变为 MASTER
(2)备用服务器中,状态先切换为 MASTER,待主服务器恢复后再交回控制权
通过上述测试过程,可以发现双机热备已经正常。客户机只要通过 VIP 地址就可以访问服务器所提供的 Web 等应用。其中,任何一台服务器失效,另一台服务器将会立即接替服务,从而实现高可用性。实际应用时,注意主、备服务器所提供的 Web 服务内容要保持一致
1.3 LVS+Keepalived高可用群集
Keepalived 的设计目标是构建高可用的 LVS 负载均衡群集,可以调用 ipvsadm 工具来创建虚拟服务器、管理服务器池,而不仅仅用作双机热备。使用 Keepalived 构建 LVS 群集更加简便易用,主要优势体现在:对 LVS 负载调度器实现热备切换,提高可用性;对服务器池中的节点进行健康检查,自动移除失效节点,恢复后再重新加入
在基于 LVS+Keepalived 实现的 LVS 群集结构中,至少包括两台热备的负载调度器,三台以上的节点服务器。本节将以 DR 模式的 LVS 群集为基础,增加一台从负载调度器,使用Keepalived 来实现主、从调度器的热备,从而构建兼有负载均衡、高可用两种能力的 LVS网站群集平台,如图
使用 Keepalived 构建 LVS 群集时,也需要用到 ipvsadm 管理工具。但大部分工作会由Keepalived 自动完成,不需要手动执行 ipvsadm(除了查看和监控群集以外) 下面主要讲解 Keepalived 的服务器池设置,NFS 共享服务的配置、Keepalived 的热备配置
1. 配置主/从调度器
(1)全局配置、热备配置
首先为主、从调度器实现热备功能,漂移地址使用LVS群集的VIP地址
##主服务器的配置
[root@node1 ~]# cd /etc/keepalived/
[root@node1 keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
router_id HA_TEST_R1
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 123.123
}
virtual_ipaddress {
192.168.161.250
}
}
##备用服务器的配置
[root@node2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id HA_TEST_R2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 123.123
}
virtual_ipaddress {
192.168.161.250
}
}
(2)Web服务器池配置(主/备都需要配置)
在 Keepalieved 的热备配置基础上添加“virtual_server VIP 端口 { ... }”区段来配置虚拟服务器,主要包括对负载调度算法、群集工作模式、健康检查间隔、真实服务器地址等参数的设置
virtual_server 192.168.161.250 80 { //虚拟服务器地址(VIP)、端口
delay_loop 15 //健康检查的间隔时间(秒)
lb_algo rr //轮询(rr)调度算法
lb_kind DR //直接路由(DR)群集工作模式
persistence_timeout 50 //连接保持时间(秒),启动请去掉!号
protocol TCP //采用TCP协议
real_server 192.168.161.12 443 { //第一个Web节点的地址、端口
weight 1 //节点权重
TCP_CHECK { //健康检查方式
connect_port 80 //检查的目标端口
connect_timeout 3 //连接超时(秒)
nb_get_retry 3 //重试次数
delay_before_retry 4 //重试间隔(秒)
}
}
real_server 192.168.161.13 443 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 4
}
}
}
(3)重新启动Keepalived服务
[root@node1 ~]# systemctl restart keepalived.service
[root@node2 ~]# systemctl restart keepalived.service
(4)主/从机器的参数配置
##主服务器
[root@node1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@node1 ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@node1 ~]#
##备服务器
[root@node2 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@node2 ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@node2 ~]#
(5)Web节点服务器配置
##节点1
[root@node3 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@node3 ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@node3 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@node3 network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@node3 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.161.250
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
[root@node3 network-scripts]# ifup ifcfg-lo:0
[root@node3 network-scripts]# ifconfig lo:0
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 192.168.161.250 netmask 255.255.255.255
loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)
##节点2
[root@node4 ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@node4 ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@node4 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@node4 network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@node4 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.161.250
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
[root@node4 network-scripts]# ifup ifcfg-lo:0
[root@node4 network-scripts]# ifconfig lo:0
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 192.168.161.250 netmask 255.255.255.255
loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)
(6)配置NFS服务器
[root@node5 ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[root@node5 ~]# vim /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.161.0/24(rw,sync,no_root_squash)
[root@node5 ~]# systemctl restart rpcbind
[root@node5 ~]# systemctl restart nfs
[root@node5 ~]# systemctl enable rpcbind
[root@node5 ~]# systemctl enable nfs
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service to /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
[root@node5 ~]# netstat -anpt | grep rpcbind
tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN 8039/rpcbind
tcp6 0 0 :::111 :::* LISTEN 8039/rpcbind
[root@node5 ~]#
(7)Web节点服务器配置httpd挂载测试页面
##节点1
[root@node3 ~]# yum -y install httpd
[root@node3 ~]# showmount -e 192.168.161.14
Export list for 192.168.161.14:
/opt/wwwroot 192.168.161.0/24
[root@node3 ~]# mount 192.168.161.14:/opt/wwwroot /var/www/html/
[root@node3 ~]# vim /etc/fstab
192.168.161.14:/opt/wwwroot /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
[root@node3 ~]# vim /var/www/html/index.html
<h1>Hello</h1>
##节点2
[root@node4 ~]# yum -y install httpd
[root@node4 ~]# showmount -e 192.168.161.14
Export list for 192.168.161.14:
/opt/wwwroot 192.168.161.0/24
[root@node4 ~]# mount 192.168.161.14:/opt/wwwroot /var/www/html/
[root@node4 ~]# vim /etc/fstab
192.168.161.14:/opt/wwwroot /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
(8)测试LVS+Keepalived高可用群集
在客户机的浏览器中,能够通过LVS+Keepalived群集的VIP地址(192.168.161.250)正常访问Web页面内容。当主、从调度器任何一个失效时,Web站点仍然可以访问(可能需要刷新或重新打开浏览器);只要服务器池由两台以上的真实服务器可用,就可以实现访问量的负载均衡
通过主、从调度器的/var/log/messages日志文件,可以跟踪故障切换过程;若要查看负载均衡分配情况,可以执行“ipvsadm -ln”“ipvsadm -lnc”等操作命令,最终可以验证LVS+Keepalived高可用负载均衡群集健壮性文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-799040.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-799040.html
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