Keepalived高可用叢集部署

lvzb86發表於2023-01-27

KeepAlived

目錄

KeepAlived安裝

1.yum源安裝

yum install keepalived

2.官網原始碼包編譯

KeepAlived官網提供可編譯原始碼包，可直接下載。
官網地址：

https://www.keepalived.org/

Keepalived官網

官網提供的軟體包，解壓編譯安裝即可。

KeepAlived部署

高可用實現支援多種叢集配置模式：主備模式，主主模式，N+1模式，N+M模式；另外支援資源及節點故障檢測。

準備工作

  1. 硬體準備

要實現KeepAlived的多種模式,因此這裡準備了4臺虛擬機器進行測試，裝置IP分別為：

192.168.25.23
192.168.25.24
192.168.25.25
192.168.25.26
  1. 軟體準備

本次高可用實現以nginx進行效果展示，nginx未進行任何配置，僅修改了對應index.html檔案以展示對應情況的高可用實現效果。

  • nginx準備

系統可透過軟體倉庫安裝nginx：
yum install nginx -y

啟動nginx：
nginx

系統預設安裝並啟動了ApacheHttp服務，因此需要關閉httpd服務：
    systemctl stop httpd
    systemctl disable httpd
如果仍舊不能正常訪問nginx主頁，需要新增防火牆規則或關閉防火牆。
此處為方便後續操作且非為測試環境，所以關閉防火牆，如在生產環境，請新增防火牆規則：
    systemctl stop firewalld
    systemctl disable firewalld

分別在各個測試機中啟動nginx後，測試頁面是否正常顯示，如出現以下頁面即為正常:

nginx主頁

為了方便辨別實現效果，此處修改nginx的主頁。

nginx主頁的位置為：
/usr/share/nginx/html/index.html

編輯index.html：
vim /usr/share/nginx/html/index.html

在86行下新增內容：
<h2><strong>The IP is 192.168.25.**</strong></h2>
IP地址根據實際情況進行修改，效果如下：
nginx修改主頁

新增nginx預設啟動：
systemctl enable nginx

至此，nginx準備完畢。

  • keepalivd準備

軟體倉庫安裝keepalived，分別在測試機上執行：
yum install keepalived -y

確認安裝情況，執行指令碼：
keepalived -v
輸出內容如下：
keepalived版本

查詢對應的配置檔案：
rpm -ql keepalived
相關內容如下：
keepalived相關檔案

檔案說明：

/etc/keepalived                             -主目錄
/etc/keepalived/keepalived.conf             -配置檔案
/etc/sysconfig/keepalived                   -系統配置檔案
/usr/lib/systemd/system/keepalived.service  -系統服務
/usr/libexec/keepalived                     -庫目錄
/usr/sbin/keepalived                        -系統命令

Keepalived主要透過修改/etc/keepalived/keepalived.conf配置檔案進行配置高可用叢集。

主備模式

節點配置

此模式下使用兩臺虛擬機器和一個虛擬IP進行：
主節點：192.168.25.23
備節點：192.168.25.24
虛擬IP：192.168.25.10

  1. 主節點(192.168.25.23)配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 備節點(192.168.25.24)配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

驗證

正常狀態

  1. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  2. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為主節點提供服務。
    主備正常

故障

  1. 停止主節點keepalived服務，主節點執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.24，當前由於主節點故障，備用節點啟用，接管VIP流量。
    主備故障

故障恢復

  1. 重新啟動主節點keepalived服務；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.23，主節點恢復，接管VIP流量。
    主備恢復

1+N(一主多備)模式

節點配置

此模式下使用三臺虛擬機器(備用節點)進行：
主節點：192.168.25.23
備節點1：192.168.25.24
備節點2：192.168.25.25
虛擬IP：192.168.25.10

  1. 主節點(192.168.25.23)配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 備節點(192.168.25.24)配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 備節點(192.168.25.25)配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV25
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.25
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

驗證

正常狀態
  1. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  2. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為主節點提供服務。
    主備正常
故障-1
  1. 停止主節點keepalived服務，主節點執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.24，當前由於主節點故障，備用節點啟用，由於備用節點1優先順序高於備用節點2，所以備用節點1接管VIP流量。
    主備故障
故障-2
  1. 停止備節點1keepalived服務，備節點1執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.25，當前由於備節點1故障，備用節點2啟用，所以備用節點2接管VIP流量。
    主備故障
故障恢復-1
  1. 重新啟動主節點keepalived服務；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.23，主節點恢復，接管VIP流量。
故障恢復-2
  1. 重新啟動備節點1keepalived服務；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.23，當前由於主節點狀態正常，繼續管理VIP流量。

主主(互為主備)模式

此模式下兩臺機器兩個虛擬IP，每臺機器對應一個虛擬IP的主節點，對應另一個虛擬IP的備節點，兩臺機器互為主備。

節點配置

此模式下使用兩臺虛擬機器進行：
節點1：192.168.25.23
節點2：192.168.25.24
虛擬IP1：192.168.25.10
虛擬IP2：192.168.25.20

  1. 節點1配置內容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}


vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}
  1. 節點2配置內容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}

驗證

正常狀態
  1. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  2. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP1的主節點-節點1提供服務。
  3. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  4. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP2的主節點-節點2提供服務。
    主主正常
故障-1
  1. 停止節點1keepalived服務，節點1執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前由於節點1故障，備用節點啟用，所以作為節點1的備用節點，節點2接管VIP1流量。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP2的主節點-節點2提供服務。
    主主異常
故障-1恢復
  1. 恢復節點1keepalived服務，節點1執行；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，由於節點1已恢復，作為VIP1的主節點-節點1，節點1恢復接管VIP1流量。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP2的主節點-節點2提供服務。
    主主正常
故障-2
  1. 停止節點2keepalived服務，節點2執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP1的主節點-節點1提供服務。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前由於節點2故障，備用節點啟用，所以作為節點2的備用節點，節點1接管VIP2流量。
    主主異常
故障-2恢復
  1. 恢復節點2keepalived服務，節點1執行；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP1的主節點-節點1提供服務。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，由於節點2已恢復，作為VIP2的主節點-節點2，節點2恢復接管VIP2流量。
    主主正常

N+1模式

此模式下三臺機器兩個虛擬IP，兩臺機器各對應一個虛擬IP的主節點，另外一臺機器為兩個虛擬IP的備節點。

節點配置

此模式下使用兩臺虛擬機器進行：
主節點1：192.168.25.23
主節點2：192.168.25.24
備節點：192.168.25.25
虛擬IP1：192.168.25.10
虛擬IP2：192.168.25.20

  1. 節點1配置內容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 200
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}
  1. 主節點2配置內容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.25
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}
  1. 備節點配置內容
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV25
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.25
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 85
    priority 20
    unicast_src_ip 192.168.25.25
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.20
    }
}

驗證

正常狀態
  1. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  2. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP1的主節點-節點1提供服務。
  3. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  4. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP2的主節點-節點2提供服務。
    主主正常
故障-1
  1. 停止主節點1keepalived服務，主節點1執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.25，當前由於主節點1故障，備用節點啟用，所以作為節點1的備用節點，備節點接管VIP1流量。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP2的主節點-節點2提供服務。
    主主異常
故障-1恢復
  1. 恢復主節點1keepalived服務，主節點1執行；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，由於節點1已恢復，作為VIP1的主節點-主節點1，主節點1重新接管VIP1流量。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP2的主節點-主節點2提供服務。
    主主正常
故障-2
  1. 停止主節點2keepalived服務，主節點2執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP1的主節點-主節點1提供服務。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.25，當前由於主節點2故障，備用節點啟用，所以作為主節點2的備用節點，備節點接管VIP2流量。
    主主異常
故障-2恢復
  1. 恢復節點2keepalived服務，節點1執行；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為VIP1的主節點-節點1提供服務。
  4. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  5. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，由於主節點2已恢復，作為VIP2的主節點-主節點2，主節點2恢復接管VIP2流量。
    主主正常
故障-3
  1. 停止主節點1keepalived服務，主節點1執行；
    systemctl stop keepalived
  2. 停止主節點2keepalived服務，主節點2執行；
    systemctl stop keepalived
  3. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  4. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.25，當前由於主節點1故障，備用節點啟用，所以作為節點1的備用節點，備節點接管VIP1流量。
  5. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  6. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.25，當前由於主節點2故障，備用節點啟用，所以作為主節點2的備用節點，備節點接管VIP2流量。
    主主異常
故障-3恢復
  1. 恢復主節點1keepalived服務，主節點1執行；
    systemctl restart keepalived
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  3. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，由於節點1已恢復，作為VIP1的主節點-主節點1，主節點1重新接管VIP1流量。
  4. 恢復節點2keepalived服務，節點1執行；
    systemctl restart keepalived
  5. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.20
  6. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.24，由於主節點2已恢復，作為VIP2的主節點-主節點2，主節點2恢復接管VIP2流量。
    主主正常

N+M模式

N+M模式的配置參考N+1模式，複製備節點即可

資源故障檢測

說明

Keepalived透過在配置檔案中新增script來實現對服務狀態的檢測和故障切換

在global配置段外定義指令碼或者shell命令，然後再virtual_server配置段中呼叫指令碼，最後根據指令碼的執行結果(成功或失敗) 來增加或減少當前的節點的優先順序，因為keepalived是根據優先順序來判斷是否為主節點 所以當優先順序低時則就成為備份節點 從而將VIP飄動到優先順序高的主節點上 實現了對其他服務的高可用

script配置及呼叫說明：

vrrp_script chk_nginx {                 # chk_nginx為自定義的vrrp指令碼名稱 後續呼叫需要此名稱
       script "killall -0 sshd"         # 執行的指令碼或命令
       interval 2                       # 監測的時間間隔 單位:秒 預設:1秒
       weight -4                        # 此值預設為0 範圍:-253~253 ，
        # 如果此值為負數 則代表當上面的指令碼或命令執行失敗時($?結果為非0) 則將本節點的優先順序減去定義的值;
        # 如果此值為正數 則代表當上面的指令碼或命令執行成功時($?結果為0) 則將本節點的優先順序加上定義的值
       fall 2                           # 指令碼或命令執行幾次失敗後 將本節點標記為失敗(進而進行減優先順序操作)
       rise 2                           # 指令碼或命令執行幾次成功後 將本節點標記為成功(進而恢復節點)
       user USERNAME                    # 以什麼使用者身份執行指令碼
}

vrrp_instance VI_1 {
...
    track_script {
       script_name
    }
}

節點配置

本次使用兩臺虛擬機器和一個虛擬IP進行配置：
主節點：192.168.25.23
備節點：192.168.25.24
虛擬IP：192.168.25.10

  1. 主節點配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV23
}

vrrp_script check_nginx {
       script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
       interval 2
       weight -30
       fall 2
       rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 100
    unicast_src_ip 192.168.25.23
    unicast_peer {
    192.168.25.24
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }

        track_script {
                check_nginx
    }
}
  1. 備節點配置內容：
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id PV24
}

vrrp_script check_nginx {
       script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
       interval 2
       weight -30
       fall 2
       rise 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface enp1s0
    virtual_router_id 86
    priority 80
    unicast_src_ip 192.168.25.24
    unicast_peer {
    192.168.25.23
    }
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.25.10
    }

        track_script {
                check_nginx
    }

}
  1. 配置檢測指令碼

分別在主節點和備節點編輯指令碼，編輯：
vim /etc/keepalived/check_nginx.sh
指令碼內容為：\

#!/bin/sh
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
#    nginx          # 此處為展示效果，在nginx出現故障後，註釋不重啟nginx。
    sleep 2
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived
    fi
fi

為指令碼新增執行許可權：
chmod +x /etc/keepalived/check_nginx.sh

驗證

正常狀態
  1. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10
  2. 頁面顯示實際訪問地址為192.168.25.23，當前為正常狀態，無論重新整理多少次均顯示為主節點提供服務。
    主備正常
nginx服務故障
  1. 停止主節點nginx服務，主節點執行；
    killall nginx
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.24，當前由於主節點資源故障，權重-30，優先順序低於備用節點，備用節點啟用，接管VIP流量。
    主備故障
nginx服務恢復

故障恢復

  1. 重新啟動主節點nginx服務；
    nginx
  2. 瀏覽器訪問虛擬IP：192.168.25.10；
  3. 頁面實際訪問地址為192.168.25.23，主節點nginx恢復，權重恢復，優先順序高於備用節點，重新接管VIP流量。
    主備恢復

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