Keepalived高可用集群

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#服务器 #运维 #nginx

keepalived高可用集群

1 概述

代理服务器和调度器都是单点模式，keepalived就是用来实现调度器的高可用集群，防止出现单点故障问题。

1.1 keepalived的工作原理

keepalived是专门为了LVS集群开发出来的，是基于vrrp协议（虚拟路由的冗余协议）实现的调度器的高可用方案，但是适用场景不仅仅局限于LVS。而且keepalived为后台的真实服务器做了一个健康检查，当服务不可用时，会自动的移除ipvs的转发策略，服务恢复时，会自动重新把策略加入到ipvs。

1.1.1 健康检查

健康检查，别名探针

1）发送心跳消息 ping/pang

2）TCP端口检查向一个主机的IP:PORT 发起TCP连接

3） HTTP URL 检查向一个主机的 http://IP:PORT/URL路径发送HTTP GET请求方法，主机响应返回2XX、3XX状态码则认为健康检查正常，如响应返回4XX、5XX状态码则认为健康检查异常

检查服务器	作用
节点服务器	如果发现有故障的节点就会将其隔离或者剔除集群，待其恢复后再重新加入到集群当中
负载均衡器	会定时检查主服务器的状态（包括主机和服务的状态），如果主服务器故障就自动切换到备服务器上，待主服务器恢复后再重新让主服务器去承载业务请求

1.1.2 keepalive功能

按优先级进行主备切换，当主故障时，可以自动切换到备，主恢复之后，如果主的优先级比备高，还是会自动的切换到主。
故障检测和恢复功能。
主备之间通过组播地址：224.0.0.18，互相发送健康检查的报文，确定主和备之间的通信（确定双方是否工作正常）。
通过配置vip来实现集群的入口，vrrp是一个冗余协议，主在工作时，备完全不参与集群的工作，只是监听主的状态。

1.1.3 Keepalived体系主要模块及其作用

Keepalived的主要模块	作用
core模块	为Keepalived的核心，负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析
vrrp模块	是来实现VRRP协议的
check模块	负责健康检查，常见的方式有端口检查及URL检查

1.2 脑裂

在HA系统，只要是通过vip这个机制实现的，都有可能会出现这个问题。

1.2.1 脑裂的定义

vip地址同时出现在了主和备上。

注：vip地址永远只能出现一台服务器上！

1.2.2 脑裂的原因

1、防火墙屏蔽了主备的之间224.0.0.18的报文，导致互相收不到信息，就认为对方已经挂起，所以都认为自己是主。

2、网卡出现故障（硬件故障），配置出问题：ip地址冲突。

3、心跳线：网线之间连接故障，断开，老化。

4、keepalived的配置文件有问题，配置的相关项出现问题（80%）

1.2.3 脑裂的解决方法

软件层面：
1. 抓包进行定位，查看组播的报文是否正常。
2. 配置文件进行排查（网卡配置，应用配置）。
硬件层面：
1. 更换心跳线（网线）进行测试。
2. 网卡硬件的问题。
3. 内存和cpu，磁盘空间不足，也会出现脑裂。

2 LVS高可用

2.1 架构

名称	IP地址
LVS-Master	192.168.207.100
LVS-Backup	192.168.207.110
Web-A	192.168.207.200
Web-B	192.168.207.210
VIP	192.168.207.250
Client	192.168.207.10

2.2 步骤

2.2.1 主备统一操作

apt -y install ipvsadm keepalived
cp /usr/share/doc/keepalived/samples/keepalived.conf.sample /etc/keepalived/keepalived.conf
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
systemctl restart keepalived.service

主配置如下：

在这里插入图片描述

备配置如下：

在这里插入图片描述

主备再统一操作

vim /etc/sysctl.conf
sysctl -p
route add -host 192.168.207.250 dev ens33

在这里插入图片描述

2.2.2 检查配置的转发策略是否生效

主备服务器统一检查

ipvsadm -ln

在这里插入图片描述

2.2.3 检查主的vip地址是否生成

主备服务器统一检查

ip a

在这里插入图片描述

2.2.4 模拟主服务器故障切换

看主的vip能否飘到备服务器

在这里插入图片描述

2.2.5 恢复主服务器

看vip是否能够会到主服务器

在这里插入图片描述

3 nginx高可用

3.1 架构

名称	IP地址
Nginx-Master	192.168.207.200
Nginx-Backup	192.168.207.210
VIP	192.168.207.150
后端服务器1	192.168.207.100
后端服务器2	192.168.207.110
后端服务器3	192.168.207.120

3.2 编写nginx检查脚本

vim /opt/check_nginx.sh
#!/bin/bash                                   
/usr/bin/curl -I http://localhost &> /dev/null
if [ $? -ne 0 ]
then
    systemctl stop keepalived
fi

3.3 主代理服务器keepalived配置

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id LVS_01
}

vrrp_script check_nginx {
    script "/opt/check_nginx.sh"
    #脚本必须能执行，位置一定要写绝对路径
    interval 3
    #每隔5秒钟通过脚本检查nginx的状态
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 50
    priority 100
    advert_int 1
    virtual_ipaddress {
        192.168.207.150
    }
    track_script {
        check_nginx
    }
}

3.4 备代理服务器keepalived配置

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id Nginx_02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 50
    priority 80
    advert_int 1
    virtual_ipaddress {
        192.168.207.150
    }
}

3.5 主备代理服务器nginx七层反向代理配置

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
upstream kc {              
    server 192.168.207.100;
    server 192.168.207.110;
    server 192.168.207.120;
}
server {
    listen       80;
    proxy_pass   http://kc;
}