ha(双机热备)开发综述

最新推荐文章于 2025-07-05 21:53:00 发布

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本文详细介绍了双机热备的概念、工作原理，并以Keepalived为例，阐述了如何通过VRRP协议实现服务器的高可用性和故障切换。文中详细列举了Keepalived的安装、配置步骤，以及主备服务器的状态切换过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Ha（热备）:

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。

安装开源软件：

以下软件的安装通过编写脚本build.sh来实现。

Arping：是一个 ARP 级别的 ping 工具，可用来直接 ping MAC 地址，以及找出那些 ip 地址被哪些电脑所使用了。

libnet：libnet提供的函数接口主要实现和封装了数据包的构造和发送过程。

libpcap：libpcap提供的函数接口主要实现和封装了与数据包截取有关的过程。

openssl：openssl是一个安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSl协议，并提供丰富的应用程序供程序测试和其他目的使用。

keepalived(主要可实现热备服务和负载均衡)：keepalived的作用是检测服务器的状态，如果拥有一台web服务器宕机，或者出现故障，keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中提出，同时使用其他服务器代替该服务器工作，当服务器正常后keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障服务器。原理：检查服务群的iP和端口是否联通，若不连通则报告并替换，还有就是根据用户的一些设定来鉴别服务群中的机器是否出现问题。

建立配置文件：hatest.conf

touch hatest.conf

主机配置文件内容：

global_defs {
   router_id TEST_HA
}


vrrp_sync_group VG_1 {
    group {
        test_ha
    }
}


vrrp_script check_local {
    interval 2
    weight 2
}


vrrp_instance test_ha {
    state MASTER
    interface eth2    #绑定的网口
    virtual_router_id 71
    priority 100     #优先级，主机要比备机高
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }


    virtual_ipaddress {
    1.1.1.1      #虚拟IP
     }
}

备机配置文件内容：

global_defs {
   router_id TESE_HA
}

vrrp_sync_group VG_1 {
    group {
        test_ha
    }
}

vrrp_script check_local {
    interval 2
    weight 2
}

vrrp_instance test_ha {
    state BACKUP
    interface eth2     #绑定的网口
    virtual_router_id 71
    priority 98		#优先级，主机要比备机高些
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {
    1.1.1.1       #虚拟IP
    }
}

开启主服务：

例如配置文件hatest.conf的路径是/home/conf/hatest.conf，执行文件keepalived的路径是/home/bin/keepalived，执行以下：

/home/bin/keepalived -f /home/conf/hatest.conf

rm -fR /var/lock/hakeepalived-b

touch /var/lock/hakeepalived-m

开启备机服务：

例如配置文件hatest.conf的路径是/home/conf/hatest.conf，执行文件keepalived的路径是/home/bin/keepalived，执行以下：

/home/bin/keepalived -f /home/conf/hatest.conf

rm -fR /var/lock/hakeepalived-m

touch /var/lock/hakeepalived-b

关闭服务：

1，获取/var/run/keepalived.pid中记录的pid

2，kill -9 pid

3，删除/var/run/keepalived.pid文件

4，删除/var/lock/hakeepalived-m或者/var/lock/hakeepalived-b文件

状态查询：

int ha_status()
{
        if(!access("/var/lock/hakeepalived-m",0))
                printf("ha MASTER server is running!\n");
        else if(!access("/var/lock/hakeepalived-b",0))
                printf("ha BACKUP server is running!\n");
        else
                printf("ha server is not running\n");
        return 0;
}

开启服务、关闭服务、状态查询三个功能要编写成脚本，以方便页面使用。

日志记录：

ha的日志文件默认写在/var/log/message中，我们可以直接打开来看。

然而我们所写的执行脚本所生成的日志，一般不是它们执行内部产生的一些细节上的日志记录，而是一些启动信息，状态信息等等，

因此我们将它写到一个其他目录下的一个日志文件。以便于区分。

下面为转载的一篇文章。

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通常说的双机热备是指两台机器都在运行，但并不是两台机器都同时在提供服务。
当提供服务的一台出现故障的时候，另外一台会马上自动接管并且提供服务，而且切换的时间非常短。
下面来以keepalived结合tomcat来实现一个web服务器的双机热备。
keepalived的工作原理是VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由冗余协议。
在VRRP中有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。
VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体，虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。 Vrrp中存在着一种选举机制，用以选出提供服务的路由即主控路由，其他的则成了备份路由。当主控路由失效后，备份路由中会重新选举出一个主控路由，来继续工作，来保障不间断服务。
我们在本文中的测试环境如下
两台物理服务器和一个虚拟服务器(vip):
master：redhat 2.6.18-53.el5 192.168.8.4
backup: redhat 2.6.18-53.el5 192.168.8.6
vip： 192.168.8.100
测试环境的网络topology图如下:

节点A 192.168.8.4 (主节点), 节点B 192.168.8.6(备用节点)，虚拟IP(对外提供服务的IP 192.168.8.100)
在这种模式下，虚拟IP在某时刻只能属于某一个节点，另一个节点作为备用节点存在。
当主节点不可用时，备用节点接管虚拟IP（即虚拟IP漂移至节点B），提供正常服务。
keepalived的原理可以这样简单理解:
keepalived安装在两台物理服务器上，并相互监控对方是否在正常运行。
当节点A正常的时候:节点A上的keepalived会将下面的信息广播出去:
192.168.8.100 这个IP对应的MAC地址为节点A网卡的MAC地址
图中的其它电脑如客户端和NodeB会更新自己的ARP表，对应192.168.8.100的MAC地址=节点A网卡的MAC地址。
当节点A发生故障的时候，节点B上的keepalived会检测到，并且将下面的信息广播出去:
192.168.8.100 这个IP对应的MAC地址为节点B网卡的MAC地址
图中的其它电脑如客户端会更新自己的ARP表，对应192.168.8.100的MAC地址=节点B网卡的MAC地址。

1,在主备机器上安装keepalived，
步骤如下:下载keepalived-1.1.15.tar.gz，然后解压安装
#tar zxvf keepalived-1.1.15.tar.gz
#cd keepalived-1.1.15
#./configure
#make
#make install
2,配置keepalived
配置中的state MASTER决定了节点为主节点
priority决定了优先级，比如在有多个备用节点的时候，主节点故障后优先级值大的接管。
主节点的配置如下: