• 高可用集群 keepalived

    一、高可用集群：

    1、简介：

    高可用集群（High Availability Cluster，简称 HA Cluster），是一组相互连接的计算机或服务器，它通过保护用户的业务程序对外不间断提供的服务，把因软件、硬件、人为造成的故障对业务的影响降低到最小程度。

    MTTF：mean time to failure 平均无故障时间，度量系统的可靠性；

    MTTR：mean time to restoration 平均故障维修时间，度量系统的可维护性；HA=MTTF / (MTTF+MTTR)*100%

    2、自动切换 (Failover)：

    自动切换是指当主要系统发生故障或不可用时，自动切换到备用或冗余系统的过程，帮助在面对意外中断时保持运营。

    3、自动侦测：

    (1) 概念：

    自动侦测是指在计算机集群或分布式系统中使用的一种机制，允许系统自动检测和识别集群中的节点或成员。

    (2) 心跳线：

    自动侦测的 "心跳线"（Heartbeat Line）是指在集群中使用的一种监控和检测机制。它涉及到周期性发送心跳消息或信号，以表示设备、节点或进程的活跃状态和可用性。

    接收方节点会定期监测心跳信息，并检查发送方节点是否活动。如果接收方节点在一定时间内未收到心跳信息，它可能会假定发送方节点已经失败，并采取相应措施。

    (3) 分裂脑：

    在高可用集群中，当联系2个节点的“心跳线”断开时，本来为一个整体、动作协调的 HA 系统失去通信，分裂成为2个独立的个体，每个个体都认为是对方出现了故障，都在独自操作。

    二、keepalived

    1、概念：

    Keepalived 是实现高可用性（High Availability）的开源软件，用于管理负载均衡和故障切换。它的主要工作是确保在出现故障的情况下，能够快速地切换到备用系统，以确保连续可用性。

    2、工作原理：

    Keepalived 使用虚拟路由冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP）来协调主备切换。VRRP 允许多个服务器一起工作，但只有一个服务器被选为主服务器，其余服务器处于备用状态。主服务器接收 VIP，而备用服务器等待切换。

    3、keepalived 三个主要模块：

    ● Core 模块：Core 模块是 Keepalived 的核心组件，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析；

    ● Check 模块：Check 模块是用于健康检查的组件，它负责监测服务器的可用性；

    ● VRRP 模块：VRRP 模块用于实现 VRRP 协议。

    4、keepalived 示例：

    (1) 环境：

    server1：192.168.198.130（VIP：192.168.198.140）

    server2：192.168.198.131（VIP：192.168.198.140）

    (2) 配置：

    配置 server1：

    ① 编辑 keepalived 配置文件：

    yum install -y keepalived

    vim /etc/keepalived/keepalived.conf

    1. !Configuration File for keepalived 
    2.   global_defs { 
    3.   router_id 1
    4. }
    5.  
    6. #vrrp_script ck_apache { 
    7. # script "/etc/keepalived/ck_apache.sh"
    8. # interval 2 
    9. # weight -5 
    10. # fall 3 
    11. #}
    12.  
    13. vrrp_instance VI_1 { 
    14.  state MASTER 
    15.  interface ens33
    16.  mcast_src_ip 192.168.198.130
    17.  virtual_router_id 55 
    18.  priority 100 
    19.  advert_int 1
    20.  
    21.  authentication { 
    22.   auth_type PASS 
    23.   auth_pass 123456 
    24.  }
    25.  virtual_ipaddress { 
    26.   192.168.198.140/24 
    27.  }
    28.  
    29. # track_script { 
    30. # ck_apache
    31. # }
    32.  
    33. }

    ● !Configuration File for keepalived：注释行，指示这是 Keepalived 的配置文件

    ● global_defs { router_id 1 }

    定义全局参数 ；router_id 1：设备在 keepalived 组中的标识编号（实例路由编号）

    ● vrrp_instance VI_1 ：设置虚拟路由器组名 (VI_1)

    ● state MASTER：设置主从状态

    ● interface ens33：设置监控网卡

    ● mcast_src_ip 192.168.198.130：心跳源 ip，用来标识 VRRP 协议消息的来源

    ● virtual_router_id 55：虚拟路由器编号55（130、131共同维护的虚拟设备名为VI_1，编号为55）

    ● priority 100：设置服务器优先级（0-255）

    ● advert_int 1：心跳间隔，表示 VRRP 实例每隔 1 秒发送一次消息，以通知其他路由器它的状态

    配置身份验证参数，集群中的成员使用密码进行身份验证

    配置虚拟 ip：192.168.198.140

    ② 拷贝配置文件到 131

    scp -r /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.198.131:/etc/keepalived/

    (131 需要先安装 keepalived)

    ③ 启动 keepalived

    systemctl start keepalived

    systemctl enable keepalived

    ④ 配置 apache：

    yum install -y httpd

    echo bean1 > /var/www/html/index.html

    systemctl restart httpd
    配置 server2：

    ① 修改 keepalived 配置文件：

    router_id 2

    state BACKUP

    mcast_src_ip 192.168.198.131

    priority 99

    ② 配置 apache：

    echo bean2 > /var/www/html/index.html

    systemctl restart httpd

    (3) 客户机测试：

    客户机访问虚拟 ip（192.168.198.140）

    断开主服务器的网卡连接，再访问：

    (4) keepalived 应对 apache 状态变更：

    当 apache 状态为关闭时，客户机访问虚拟 ip 不会跳转到备用机。

    ① 编辑 apache 状态监控脚本（130）：

    vim /etc/keepalived/ck_apache.sh

    1. #!/bin/bash
    2. counter=$(ps -C httpd --no-heading|wc -l)
    3. if [ "${counter}" = "0" ]; then
    4.   #尝试启动apache，停止5秒后再次检测
    5.   systemctl start httpd
    6.   sleep 5
    7.   counter=$(ps -C httpd --no-heading|wc -l)
    8.  
    9.   if [ "${counter}" = "0" ];
    10.     then
    11.     #如果启动没成功，就杀掉keepalive触发主备切换
    12.     systemctl stop keepalived
    13.   fi
    14. fi

    添加脚本权限：chmod +x /etc/keepalived/ck_apache.sh

    130 将脚本拷给 131，在 131 下给脚本授权：

    scp /etc/keepalived/ck_apache.sh 192.168.198.131:/etc/keepalived/

    ② 在 keepalived 配置文件中启动监控脚本：

    监控的脚本名：

    启动脚本：每隔两秒钟执行脚本，如果重复三次后 apache 依然无法启动，本机权重减五

    ③ 查看脚本执行效果：

    systemctl restart keepalived

    停止 apache 后，查看状态：

    5、keepalived + lvs

    (1) 环境：

    负载均衡器（主）：192.168.198.130（VIP：192.168.198.140）

    负载均衡器（备）：192.168.198.131（VIP：192.168.198.140）

    web 服务器1：192.168.198.132

    web 服务器2：192.168.198.133

    (2) 主负载均衡器配置(130)：

    yum install -y keepalived ipvsadm

    修改 keepalived 配置文件：

    1. !Configuration File for keepalived
    2. global_defs {
    3.   router_id Director1
    4. }
    5.  
    6. vrrp_instance VI_1 {
    7.   state MASTER
    8.   interface ens33
    9.   virtual_router_id 51
    10.   priority 150
    11.   advert_int 1
    12.  
    13.   authentication {
    14.     auth_type PASS
    15.     auth_pass 123456
    16.  
    17.   }
    18.  
    19.   virtual_ipaddress {
    20.     192.168.198.140/24 dev ens33
    21.   }
    22. }
    23.  
    24. virtual_server 192.168.198.140 80 {
    25.   lb_algo rr
    26.   lb_kind DR
    27.   protocol TCP
    28.  
    29.   real_server 192.168.198.132 80 {
    30.    weight 1
    31.    TCP_CHECK {
    32.      connect_timeout 3
    33.    }
    34.  }
    35.  
    36.   real_server 192.168.198.133 80 {
    37.    weight 1
    38.    TCP_CHECK {
    39.      connect_timeout 3
    40.    }
    41.  }
    42. }

    LVS 配置：

    ● virtual_server 192.168.198.140 80

    负载均衡器监听的 ip 地址和端口

    ● lb_algo rr ；lb_kind DR ；protocol TCP

    调度算法为 rr ；集群模式为 DR ；协议为 tcp

    ● real_server 192.168.198.133 80 { weight 1

    定义真实服务器的 ip 地址、端口和权重比例

    ● TCP_CHECK { connect_timeout 3 }

    指定了连接超时时间为3秒，用于检查真实服务器健康状态的设置。

    (3) 备用负载均衡器配置（131）：

    yum install -y keepalived ipvsadm

    ● 将主负载均衡器的配置文件拷到备用负载上：

    scp 192.168.198.130:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

    ● 修改配置文件：

    router_id Director2

    state BACKUP

    priority 100

    ● 启动 master 和 backup 的服务：

    systemctl start keepalived

    systemctl enable keepailved

    reboot

    (4) web 配置（132、133）：

    yum install -y httpd

    systemctl start httpd

    systemctl enable httpd

    ① 配置虚拟 ip：

    cp /etc/sysconfig/network-scripts/{ifcfg-lo,ifcfg-lo:0}

    vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0

    DEVICE=lo

    IPADDR=192.168.198.140

    NETMASK=255.255.255.255

    ONBOOT=yes

    ② 配置路由：

    添加路由条目，192.168.198.140 这个 ip 只能通过 lo:0 口进行服务

    /sbin/route add -host 192.168.198.140 dev lo:0

    ③ 配置 ARP：

    vim /etc/sysctl.conf

    net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1

    net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

    net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1

    net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2

    net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1

    net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

    ④ 重启 web：reboot

    (5) 测试：

    ① 在 master 上查看路由条目和虚拟 ip：

    ② 客户机访问：

    master1 关闭 keepalived 后，客户机访问：

    web1 关闭站点服务后，客户机访问：

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_61428407/article/details/134085779