keepalived详解与配置与应用

一.高可用集群

1.1 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

1.2 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

1.3 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

1.4 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

1.5.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

1.5.1 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

1.5.2 VRRP 相关技术

通告：心跳，优先级等；周期性 工作方式：抢占式，非抢占式 安全认证： 无认证 简单字符认证：预共享密钥 MD5 工作模式： 主/备：单虚拟路由器 主/主：主/备（虚拟路由器1），备/主（虚拟路由器2）

二.Keepalived 部署

2.1 keepalived 简介

vrrp 协议的软件实现，原生设计目的为了高可用 ipvs服务 官网：Keepalived for Linux 功能： 基于vrrp协议完成地址流动 为vip地址所在的节点生成ipvs规则(在配置文件中预先定义) 为ipvs集群的各RS做健康状态检测 基于脚本调用接口完成脚本中定义的功能，进而影响集群事务，以此支持nginx、haproxy等服务

2.2 Keepalived 架构

官方文档： Keepalived User Guide — Keepalived 1.4.3 documentation Keepalived for Linux

用户空间核心组件： vrrp stack：VIP消息通告 checkers：监测real server system call：实现 vrrp 协议状态转换时调用脚本的功能 SMTP：邮件组件 IPVS wrapper：生成IPVS规则 Netlink Reflector：网络接口 WatchDog：监控进程 控制组件：提供keepalived.conf 的解析器，完成Keepalived配置 IO复用器：针对网络目的而优化的自己的线程抽象 内存管理组件：为某些通用的内存管理功能（例如分配，重新分配，发布等）提供访问权限

2.3 Keepalived 环境准备

2.4 Keepalived 相关文件 软件包名：keepalived 主程序文件：/usr/sbin/keepalived 主配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf 配置文件示例：/usr/share/doc/keepalived/ Unit File：/lib/systemd/system/keepalived.service Unit File的环境配置文件：/etc/sysconfig/keepalived

2.5 Keepalived 安装

安装 keepalived

[root@KA1 ~]# dnf install keepalived -y
[root@KA1 ~]# systemctl start keepalived
[root@KA1 ~]# ps axf | grep keepalived
   2385 pts/0   S+     0:00             \_ grep --color=auto keepalived
   2326 ?       Ss     0:00 /usr/sbin/keepalived -D
   2327 ?       S     0:00 \_ /usr/sbin/keepalived -D
​

2.6 KeepAlived 配置说明

2.6.1 配置文件组成部分

配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf 配置文件组成 GLOBAL CONFIGURATION Global definitions： 定义邮件配置，route_id，vrrp配置，多播地址等 VRRP CONFIGURATION VRRP instance(s)： 定义每个vrrp虚拟路由器 LVS CONFIGURATION Virtual server group(s) Virtual server(s)： LVS集群的VS和RS

2.6.2 配置语法说明

man keepalived.conf

2.7全局配置

配置KA1与KA2

[root@KA1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf