Keepalive高可用的实现

最新推荐文章于 2024-12-18 08:56:39 发布

karl三十三画

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分类专栏：云原生文章标签：服务器网络运维

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/K1487994142/article/details/141135819

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一、高可用集群

Keepalived是一个用于实现Linux系统高可用性的软件，主要用于构建VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由器冗余协议和健康检查服务。Keepalived可以监控网络服务的运行状态，并在检测到故障时自动切换到备用服务器，以此来提供服务的连续性和高可用性。

在一个典型的Keepalived高可用集群中，通常会包含以下组件：

Master节点：这是主服务器，负责提供主要的服务。它持有VIP（Virtual IP Address）并响应所有客户端请求。
Backup节点：这是备用服务器，它监视Master节点的状态。如果Master节点发生故障，Backup节点会接管VIP，继续提供服务。
VRRP协议：Keepalived通过VRRP协议来管理Master和Backup之间的角色切换。VRRP允许多个路由器使用一个IP地址作为默认网关，当Master路由器失效时，Backup路由器可以无缝地接管这个角色。
健康检查：Keepalived支持多种健康检查机制，包括但不限于HTTP、TCP、UDP等，用于监控服务是否正常运行。如果检测到服务不可用，Keepalived可以触发相应的动作，如重启服务或切换到Backup节点。
配置文件：Keepalived的配置文件通常位于/etc/keepalived/keepalived.conf，其中包含了VRRP实例的定义、健康检查的设置以及网络接口的配置等信息。
日志记录：Keepalived会记录它的活动和状态变化，这对于故障排查和维护是非常重要的

为了实现一个高可用的Keepalived集群，你需要在每个参与节点上安装Keepalived软件，配置相应的VRRP实例，设置健康检查策略，并确保网络通信正常。通常还需要配置防火墙规则以允许VRRP通告和其他必要的网络流量。

Keepalived不仅限于Web服务器，还可以用于数据库服务器、邮件服务器等各种关键业务系统的高可用性部署。它是一个非常灵活和强大的工具，可以根据具体需求进行定制化配置

1.集群类型

LB：Load Balance 负载均衡 LVS/HAProxy/nginx（http/upstream, stream/upstream）
HA：High Availability 高可用集群数据库、Redis
SPoF: Single Point of Failure，解决单点故障
HPC：High Performance Computing 高性能集群

2.系统可用性

SLA：Service-Level Agreement 服务等级协议（提供服务的企业与客户之间就服务的品质、水准、性能等方面所达成的双方共同认可的协议或契约）

A = MTBF / (MTBF+MTTR）

99.95%:(60*24*30)*(1-0.9995)=21.6分钟 #一般按一个月停机时间统计

指标：99.9%, 99.99%, 99.999%,99.9999%

3.系统故障硬件故障

设计缺陷:wear out（损耗）、非人为不可抗拒因素

软件故障：设计缺陷 bug

4.实现高可用

提升系统高用性的解决方案：降低MTTR- Mean Time To Repair(平均故障时间)

解决方案：建立冗余机制

active/passive 主/备

active/active 双主

active --> HEARTBEAT --> passive

active HEARTBEAT active

5.VRRP

Virtual Router Redundancy Protocol 虚拟路由冗余协议,解决静态网关单点风险

物理层:路由器、三层交换机

软件层:keepalived

VRRP 相关术语

虚拟路由器：Virtual Router
虚拟路由器标识：VRID(0-255)，唯一标识虚拟路由器
VIP：Virtual IP
VMAC：Virutal MAC (00-00-5e-00-01-VRID)
物理路由器：

master：主设备

backup：备用设备

priority：优先级

二、Keepalived 的详细部署

在做keepalive实验的时候，我们需要做好一些环境准备，常见的环境部署如下，由于我用的是rhel7，所以selinux的关闭方式和企业9有所不同

需要做好的环境准备如下：

各节点时间必须同步：ntp, chrony
关闭防火墙及SELinux
各节点之间可通过主机名互相通信：非必须
建议使用/etc/hosts文件实现：非必须
各节点之间的root用户可以基于密钥认证的ssh服务完成互相通信：非必须

实验准备

KA1：ip 172.25.254.10 主机名ka1.karl.org

KA2: ip 172.25.254.20 主机名ka2.karl.org

其中KA1和KA2的VIP通过keepalived配置文件获取，例如在抢占模式下，优先级高的获得VIP，当优先级高的主机宕机之后，KA2会接取VIP，当高优先级的主机恢复在线后，会抢占低先级的主机的master角色，但其实这样会使vip在KA主机中来回漂移，造成网络抖动，建议设置成非抢占模式

VIP：172.25.254.100

Realserver1: ip 172.25.254.110 主机名 reserver1.karl.org

Realserver2:ip 172.25.254.120 主机名realserver2.karl.org

两台rs安装好http服务，并输入东西到默认发布目录

    4  echo realserver1 - 172.25.254.110
    5  echo realserver1 - 172.25.254.110 > /var/www/html/index.html
    6  systemctl enable --now httpd.service 
    7  curl 172.25.254.110
    8  curl 172.25.254.120

在ka1，ka2上安装keepalived服务：

yum install keepalived.x86_64 -y

由于两台ka之间是通过组播相互确认存活情况的，所以我们配置好keepalive配置文件进行tcpdump实验,其中vitual_ipaddress板块便是确定VIP具体的值

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

.....
global_defs {
   notification_email {
        1487994142@qq.com
   }
   notification_email_from keepalived@karl.org
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id ka1.karl.org
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
   vrrp_mcast_group4 224.0.0.18
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 100
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

此时ka1配置好之后，有一个小技巧，可以帮助我们节省重复配置ka2的时间：

cp /etc/keepalived/keepalived.conf root@172.25.254.20:/etc/keepalived/keepalived.conf

之后我们把ka2的vrrp_instance VI_1中的state 由MASTER 改成BACKUP，priority 改成 80即可，保存并重启keepalive

在ka1上使用ifconfig命令，可以查看到VIP

eth0:1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.25.254.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 00:0c:29:98:63:e0  txqueuelen 1000  (Ethernet)