超级会员免费看
高可用性与自动化配置管理全解析
高可用性相关技术
在高可用性的技术领域中，有多个关键方面需要我们去深入了解，包括VRRP信息获取、Keepalived配置虚拟服务器、服务器健康跟踪以及应用层负载均衡等内容。
VRRP信息获取
虽然当前获取VRRP实例信息的方法有些繁琐，但我们仍能从相关数据文件中收集到大量有用信息。以下是一些数据示例：
| 项目 | 数值 |
| ---- | ---- |
| Sent | 112 |
| Became master | 1 |
| Released master | 0 |
| Packet Errors - Length | 0 |
| Packet Errors - TTL | 0 |
| Packet Errors - Invalid Type | 0 |
| Packet Errors - Advertisement Interval | 0 |
| Packet Errors - Address List | 0 |
| Authentication Errors - Invalid Type | 0 |
| Authentication Errors - Type Mismatch | 0 |
| Authentication Errors - Failure | 0 |
| Priority Zero - Received | 0 |
| Priority Zero - Sent | 0 |
Keepalived配置虚拟服务器
Keepalived不仅能创建和维护LVS配置，还具有诸多优势。与手动配置LVS相比，Keepalived在启动时更为便捷，因为它通常集成了服务管理功能（如systemd单元），而LVS作为内核组件，缺乏配置持久化机制。此外，Keepalived还能进行健康检查，并在服务器出现故障时重新配置LVS子系统。
以下是一个简单的负载均衡配置示例，采用加权轮询（Weighted Round Robin）算法，NAT作为负载均衡方法，包含两个权重相等的真实服务器：
global_defs {
lvs_id WEB_SERVERS
}
virtual_server 192.168.56.1 80 {
! Weighted Round Robin
lb_algo wrr
lb_kind NAT
protocol TCP
! Where to send requests if all servers fail
sorry_server 192.168.56.250 80
real_server 192.168.56.101 80 {
weight 1
}
real_server 192.168.56.102 80 {
weight 1
}
}
将上述配置保存到
/etc/keepalived/keepalived.conf
，并使用
systemctl restart keepalived
重启守护进程后，可通过
sudo ipvsadm
验证是否成功创建LVS配置：
$ sudo systemctl restart keepalived
$ sudo ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP server:http wrr
-> 192.168.56.101:http Masq 1 0 0
-> 192.168.56.102:http Masq 1 0 0
服务器健康跟踪
LVS本身仅为负载均衡解决方案，不包含服务器健康监控组件。而在实际应用中，及时排除故障或处于维护状态的服务器至关重要，因为将用户请求导向不可用的服务器会违背高可用性配置的初衷。Keepalived具备监控功能，可检测并移除未通过健康检查的服务器。
健康检查需为每个真实服务器单独配置，不过在大多数实际场景中，所有服务器的健康检查设置应保持一致。以下是几种常见的健康检查类型：
-
TCP和UDP连接检查
：这是最简单但特异性最低的健康检查类型，分为UDP_CHECK和TCP_CHECK两种，分别适用于UDP和TCP协议。示例配置如下：
real_server 192.168.56.101 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 2
}
}
启动Keepalived后，它将激活健康检查子系统并开始进行连接检查。若
192.168.56.101
的80端口没有运行的Web服务器，当检查失败三次（由
retry
选项定义）后，Keepalived将从LVS配置中移除该服务器。可通过
sudo journalctl -u keepalived
查看系统日志：
Keepalived_healthcheckers: Activating healthchecker for service
[192.168.56.101]:tcp:80 for VS [192.168.56.1]:tcp:80
Keepalived: Startup complete
Keepalived_healthcheckers: TCP_CHECK on service
[192.168.56.101]:tcp:80 failed.
Keepalived_healthcheckers: Removing service [192.168.56.101]:tcp:80
from VS [192.168.56.1]:tcp:80
这种简单的TCP检查适用于任何基于TCP的服务，但服务器能响应TCP连接并不意味着其功能正常。
-
Misc（任意脚本）检查
：最通用的检查方法是MISC_CHECK，它依赖外部脚本进行检查。示例如下：
real_server 192.168.56.101 80 {
MISC_CHECK {
misc_path "/tmp/my_check.sh"
misc_timeout 5
user nobody
}
}
使用这种检查方式，可监控任何类型的服务器，但缺点是需要在脚本中自行实现所有检查逻辑。
-
HTTP和HTTPS检查
：MISC_CHECK虽能提供全面控制，但在多数情况下过于复杂。作为特异性和灵活性的折中方案，可使用特定协议的检查，如HTTP_GET检查，它可向URL发送HTTP请求并检查响应的哈希值，其HTTPS版本为SSL_CHECK。
假设要计算一个静态页面的MD5哈希值，可使用
md5sum
命令：
$ cat index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<p>hello world</p>
</body>
</html>
$ md5sum index.html
fecf605e44acaaab933e7b509dbde185 index.html
若要计算动态生成页面的预期哈希值，可使用Keepalived自带的
genhash
工具：
$ genhash --verbose --server 192.168.56.101 --port 80 --url /index.html
获取预期响应哈希值后，可配置HTTP_GET检查：
real_server 192.168.56.101 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /index.html
digest fecf605e44acaaab933e7b509dbde185
}
connect_timeout 3
retry 3
delay_before_retry 2
}
}
由于普通用户可见页面内容可能随时变化，若使用哈希值检查，最好创建内容固定的特殊页面。
邮件通知
Keepalived还支持在状态发生变化时发送邮件通知，如VRRP主备切换、真实服务器不可用或恢复正常等情况。配置示例如下：
global_defs {
notification_email {
admin@example.com
webmaster@example.com
}
notification_email_from keepalived@example.com
smtp_server 203.0.113.100
smtp_connect_timeout 30
}
但Keepalived不支持SMTP认证，若使用内置邮件通知机制，需将服务器配置为开放中继，并采取适当措施确保只有运行Keepalived的服务器能通过其发送邮件，如使用防火墙规则限制访问。
应用层负载均衡
LVS是一个灵活的负载均衡框架，由于在内核中实现，无需用户空间程序与内核之间的上下文切换和数据传输，因此具有高性能。同时，它在TCP或UDP协议层工作，与应用无关，可用于任何应用服务。
然而，LVS缺乏对应用协议的感知，这是其最大的弱点。它无法进行特定协议的优化，例如无法对可能返回相同回复的应用进行缓存。此外，现代应用层协议多为加密协议，LVS无法检查未由服务器发起或终止的连接负载。直接将用户连接转发到真实服务器还存在安全风险，如容易遭受TCP攻击。
为解决这些问题，可使用用户空间守护进程来实现服务协议，终止TCP连接，并将应用层协议请求转发到目标服务器。目前大多数应用为Web应用，因此许多解决方案针对HTTP和HTTPS，如HAProxy和Varnish，它们提供内存响应缓存、终止SSL连接、管理证书等功能，还可提供安全特性。
以下是一个简单的HAProxy配置示例：
frontend main
bind *:80
acl url_static path_beg -i /static /images /javascript /stylesheets
acl url_static path_end -i .jpg .gif .png .css .js
use_backend static if url_static
default_backend app
backend static
balance roundrobin
server static 192.168.56.200:80 check
backend app
balance roundrobin
server srv1 192.168.56.101:5000 check
server srv2 192.168.56.102:5000 check
HAProxy配置的核心是将前端（负载均衡实例）与后端（实际应用服务器集）进行映射。在此示例中，一个前端映射到两个后端：一个专门用于提供静态文件的服务器和两个应用服务器。
自动化配置管理之Chef
在当今技术驱动的世界中，大规模管理和维护基础设施变得越来越复杂。手动配置过程耗时、易出错且难以扩展，因此自动化成为解决这些问题的关键。Chef作为一种强大的配置管理系统，可简化基础设施的供应和管理。
基础设施自动化概述
基础设施自动化对于应对复杂和动态的环境挑战至关重要。通过自动化重复任务，管理员可减少人为错误、提高效率，并确保所有服务器配置一致。自动化还能实现快速部署、提高可扩展性并增强系统安全性。在Linux环境中，由于灵活性和定制性要求较高，基础设施自动化更为关键。
自动化在Linux中的好处包括：
1. 实现快速且一致的服务器供应，减少手动配置时间。
2. 确保遵循标准配置，减少不一致性，便于故障排除。
3. 根据需求快速添加或移除服务器，提高可扩展性。
4. 执行一致的安全策略，促进及时更新和补丁管理，增强安全性。
Chef简介
Chef采用基础设施即代码（Infrastructure as Code，IaC）方法，使用特定领域语言（DSL）编写代码来定义系统或服务器的期望状态。
Chef是一个开源的配置管理工具，允许管理员定义和自动化IaC。它采用声明式方法，管理员只需指定系统的期望状态，Chef会确保系统符合该状态。Chef提供跨平台解决方案，支持多种操作系统，包括Linux，基于客户端 - 服务器架构，使用Ruby DSL。
Chef的关键特性包括：
-
基础设施即代码
：将基础设施配置视为代码，便于版本控制、测试和部署基础设施更改。
-
幂等操作
：仅在必要时运行配置食谱，避免意外更改。
-
资源抽象
：将系统资源（如文件、服务和包）抽象为可管理的组件，简化配置管理。
-
可测试性
：支持测试驱动的基础设施开发，允许管理员在部署前验证和测试配置。
Chef服务器
Chef服务器是Chef基础设施的核心，它存储和管理配置数据、策略和食谱，为系统的期望状态提供权威来源。管理员可通过Web界面和API与Chef资源进行交互，管理节点、角色、环境和数据袋，并将食谱分发给节点。
Chef服务器使用推/拉机制管理节点配置：
-
推机制
：Chef服务器主动将配置更新和食谱推送到节点。管理员对配置进行更改或定义新食谱后，将其上传到Chef服务器，服务器识别目标节点并推送更新。此过程可手动或自动触发。
-
拉机制
：节点定期检查Chef服务器以获取更新。节点会定期请求并拉取配置，将当前状态与服务器上的期望状态进行比较，如有差异则拉取必要配置并更新自身。
Chef服务器的关键组件包括：
-
数据存储
：使用数据库（如PostgreSQL）存储节点、食谱、角色、环境和数据袋的元数据和配置信息。
-
Chef服务器API
：提供RESTful接口，允许管理员以编程方式查询、修改和删除资源。
-
用户和认证管理
：管理用户账户和认证机制，提供基于角色的访问控制（RBAC），限制对敏感信息的访问。
Cookbooks是Chef的基本构建块，包含食谱、属性、模板和其他配置和管理基础设施特定组件所需的文件。Chef服务器作为存储和管理Cookbooks的仓库，管理员可通过服务器上传、版本控制和分发Cookbooks到节点。Cookbooks按逻辑分组，采用目录结构定义。
使用Chef，系统管理员可自动化诸如包安装、配置文件管理、服务管理等任务。其声明式特性便于扩展和重现，适用于管理复杂的基础设施。
Chef工作站
Chef工作站是管理员开发、测试和管理Chef基础设施的管理机器。管理员需在本地机器上安装Chef开发工具包（ChefDK），该工具包包含Cookbook开发和管理所需的所有工具、库和依赖项。
综上所述，高可用性技术和Chef自动化配置管理在现代基础设施管理中都起着至关重要的作用。通过合理运用这些技术，可提高系统的可靠性、可扩展性和管理效率。
高可用性与自动化配置管理全解析
Chef的工作流程与实际应用
了解了Chef的基本概念和组件后，我们来详细看看Chef在实际中的工作流程以及如何应用它进行自动化配置管理。
Chef的工作流程
Chef的工作流程可以用以下mermaid流程图表示：
graph LR
classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px
A([开始]):::startend --> B(编写Cookbooks):::process
B --> C(上传到Chef服务器):::process
C --> D{节点获取配置}:::process
D -->|拉机制| E(节点定期检查更新):::process
D -->|推机制| F(Chef服务器推送更新):::process
E --> G(节点对比状态):::process
F --> G
G -->|有差异| H(节点拉取配置并更新):::process
G -->|无差异| I([结束]):::startend
H --> I
整个流程可以概括为以下几个步骤：
1.
编写Cookbooks
：管理员根据系统的需求，使用Chef DSL编写Cookbooks，定义系统的期望状态。
2.
上传到Chef服务器
：将编写好的Cookbooks上传到Chef服务器进行存储和管理。
3.
节点获取配置
：节点通过推或拉机制从Chef服务器获取配置信息。
4.
对比状态
：节点将当前状态与Chef服务器上的期望状态进行对比。
5.
更新配置
：如果存在差异，节点拉取必要的配置并更新自身。
实际应用案例
假设我们有一个包含多台服务器的Web应用集群，需要使用Chef进行自动化配置管理。以下是具体的操作步骤：
-
创建Cookbooks
：
首先，我们需要创建一个名为web_app的Cookbook，用于配置Web应用服务器。在Chef工作站上执行以下命令：
chef generate cookbook web_app
这将在当前目录下创建一个
web_app
目录，包含Cookbook的基本结构。
-
编写Recipe
：
在web_app目录下的recipes文件夹中，创建一个名为default.rb的文件，用于定义Web应用服务器的配置。以下是一个简单的示例：
# 安装Apache服务器
package 'httpd' do
action :install
end
# 启动并设置Apache服务开机自启
service 'httpd' do
action [:enable, :start]
end
# 复制配置文件
cookbook_file '/var/www/html/index.html' do
source 'index.html'
mode '0644'
end
在上述代码中，我们使用Chef的资源抽象功能，定义了安装Apache服务器、启动服务和复制配置文件的操作。
-
上传Cookbooks
：
将编写好的web_appCookbook上传到Chef服务器：
knife cookbook upload web_app
-
应用配置到节点
：
在需要配置的节点上，安装Chef客户端，并将其注册到Chef服务器。然后，使用以下命令应用web_appCookbook的配置：
chef-client --runlist 'recipe[web_app]'
执行上述命令后，Chef客户端将从Chef服务器获取
web_app
Cookbook的配置，并根据配置更新节点的状态。
总结与展望
通过对高可用性技术和Chef自动化配置管理的学习，我们可以看到这些技术在现代基础设施管理中的重要性。
高可用性技术通过冗余、故障转移和负载均衡等手段，确保系统的可靠性和稳定性。VRRP、Keepalived和HAProxy等工具为我们提供了实现高可用性的有效方法。同时，服务器健康跟踪和邮件通知功能进一步增强了系统的可靠性和可管理性。
Chef作为一种强大的自动化配置管理工具，采用基础设施即代码的方法，将基础设施配置视为代码进行管理。其客户端 - 服务器架构和丰富的特性，如幂等操作、资源抽象和可测试性，使得我们能够高效地管理大规模的基础设施。
在未来的基础设施管理中，高可用性和自动化配置管理将变得越来越重要。随着技术的不断发展，我们可以期待更多先进的工具和方法出现，进一步提高系统的可靠性、可扩展性和管理效率。同时，我们也需要不断学习和掌握这些技术，以适应不断变化的技术环境。
总之，合理运用高可用性技术和Chef自动化配置管理，将有助于我们构建更加稳定、高效的基础设施，为业务的发展提供有力支持。
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
