keepalived介绍及相关实验

本节索引：

一、keepalived介绍

二、keepalived服务配置

三、实验：实现keepalived主备模型

四、实验：实现keepalived双主模型

五、实验：使用keepalived实现ipvs高可用集群

六、实验：实现双主模型的ipvs高可用集群

七、实验：使用keepalived实现Nginx高可用

八、实验：使用keepalived实现HAProxy高可用

 

一、keepalived介绍

Keepalived是基于vrrp协议的一款高可用软件。它的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器

宕机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其他服务器

代替该服务器的工作，当服务器工作正常后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的服务器。

 

vrrp协议：Virtual Redundant Routing Protocol

相关术语：

虚拟路由器：Virtual Router

虚拟路由器标识：VRID(0-255)

物理路由器：

master：主设备

backup：备用设备

priority：优先级

   VIP：Virtual IP

    VMAC：Virutal MAC (00-00-5e-00-01-VRID)

GraciousARP

 

通告：心跳，优先级等；周期性；

抢占式，非抢占式；

 

工作模式：

主/备：单虚拟路径器；

主/主：主/备（虚拟路径器1），备/主（虚拟路径器2）

 

 

常见实现高可用集群软件：

keepalived

corosync

failover：故障切换，或称故障转移，当集群内某节点不再发送心跳信息，leader将决定转移到另外一个

节点

failback：故障切回，新上线的节点重新切回

 

keepalived

vrrp协议的软件实现，原生设计的目的为了高可用ipvs服务：

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；

基于脚本调用接口通过执行脚本完成脚本中定义的功能，进而影响集群事务；

 

组件：

核心组件：

                vrrp stack

                ipvs wrapper

                checkers

控制组件：配置文件分析器

IO复用器

内存管理组件

 

keepalive结构图：

 

HA Cluster的配置前提：

(1) 各节点时间必须同步；

ntp, chrony

(2) 确保iptables及selinux不会成为阻碍；

(3) 各节点之间可通过主机名互相通信（对KA并非必须）；

建议使用/etc/hosts文件实现；

(4) 确保各节点的用于集群服务的接口支持MULTICAST通信；

D类：224-239；

 

二、Keepalived服务配置

Keepalived：CentOS 6.4+ 随base仓库提供；

程序环境：

主配置文件：/etc/keepalived/keepalived.conf

主程序文件：/usr/sbin/keepalived

Unit File：keepalived.service

Unit File的环境配置文件：/etc/sysconfig/keepalived

 

 配置文件组件部分：

TOP HIERACHY

GLOBAL CONFIGURATION

Global definitions

Static routes/addresses

VRRPD CONFIGURATION

VRRP synchronization group(s)：vrrp同步组；

VRRP instance(s)：每个vrrp instance即一个vrrp路由器；

LVS CONFIGURATION

Virtual server group(s)

Virtual server(s)：ipvs集群的vs和rs；

 

 

三、实验：实现keepalived主备模型

前期准备：

5台虚拟机

keepalived1：192.168.30.10      系统：CentOS 7.4

keepalived2：192.168.30.18      系统：CentOS 7.4

RS1：192.168.30.27      系统：CentOS 7.4

RS2：192.168.30.17      系统：CentOS 7.4

Client：192.168.30.16      系统：CentOS 7.4

 

具体步骤：

keepalived1，keepalived2端：

安装keepalived服务

yum install keepalived

 

keepalived1操作：

修改主配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived

 

keepalived2：

修改主配置文件：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived

 

查看keepalived1端的IP地址：

可看到MASTER获得了虚拟路由地址

模拟MASTER端网卡down

ifconfig ens33 down

此时查看keepalived2端的IP地址，发现虚拟IP地址已游走到BACKUP

当重新启用MASTER的网卡时，虚拟地址将重新游回到MASTER端

 

 

四、实验：实现keepalived双主模型

实验环境：承接主备模型实验

 

具体步骤：

keepalived1端操作：

在单主模型配置基础上添加一个新的虚拟路由配置：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived

开启httpd服务

echo keepalived1 > /var/www/html/index.html

systemctl restart httpd

 

keepalived2端操作：

在单主模型配置基础上也添加一个对应的新虚拟路由配置：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived

开启httpd服务

echo keepalived2 > /var/www/html/index.html

systemctl restart httpd

 

此时keepalived1与keepalived2分别拥有一个虚拟IP地址：

keepalived1：

keepalived2：

客户端测试：

模拟keepalived2下线

systemctl stop keepalived

此时查看keepalived1的IP地址：发现两个虚拟IP都来到keepalived1端

客户端再次发起测试：

 

 

五、实验：实现高可用LVS-DR

前期准备：

5台虚拟机

keepalived1：192.168.30.10      系统：CentOS 7.4

keepalived2：192.168.30.18      系统：CentOS 7.4

RS1：192.168.30.27      系统：CentOS 7.4

RS2：192.168.30.17      系统：CentOS 7.4

Client：192.168.30.16      系统：CentOS 7.4

keepalived配置承接双主模型实验配置

 

具体步骤：

keepalived1，keepalived2中添加下列配置

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived

 

RS1端操作：

绑定VIP地址

[root@RS1 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

[root@RS1 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

[root@RS1 ~]#echo 2> /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

[root@RS1 ~]#echo 2> /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

[root@RS1 ~]# ip addr a 192.168.30.111/32 dev lo

开启web服务

echo R1 > /var/www/html/index.html

systemctl restart httpd

 

RS2端操作： 

[root@RS2 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

[root@RS2 ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

[root@RS2 ~]#echo 2> /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

[root@RS2 ~]#echo 2> /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

[root@RS2 ~]#ip addr a 192.168.30.111/32 dev lo

开启web服务

echo R1 > /var/www/html/index.html

systemctl restart httpd

 

此时在keepalived1,2端可看到lvs规则已生效：

客户端测试访问：

模拟keepalived2停止服务

systemctl stop keepalived

抓包keepalived1，可见keepalived将继续保持VIP的正常运行

模拟RS1停止web服务

systemctl stop httpd

此时查看lvs规则中，RS1已自动剔除

当两台REAL SERVER都下线时，将自动转向到本机的SORRY SERVER

模拟RS2停止web服务

systemctl stop httpd

客户端访问将指向SORRY SERVER

 

 

六、实验：实现双主模型的LVS-DR高可用集群

实验环境及前期准备承接实现高可用LVS-DR实验中的环境

在keepalived1及keepalived2端的主配置文件中添加一端新的virtual_server配置

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived.service

查看LVS规则：

将192.168.30.222地址分别绑定到RS1,RS2的lo网卡上

ip addr a 192.168.30.222/32 dev lo

 

客户端访问测试：

 

七、实验：使用keepalived实现Nginx高可用

前期准备：

5台虚拟机

keepalived1：192.168.30.10      系统：CentOS 7.4

keepalived2：192.168.30.18      系统：CentOS 7.4

RS1：192.168.30.27      系统：CentOS 7.4

RS2：192.168.30.17      系统：CentOS 7.4

Client：192.168.30.16      系统：CentOS 7.4

 

具体步骤：

分别在keepalived1及keepalived2上搭建代理功能：

vim /etc/nginx/conf.d/proxy.conf

重启nginx服务

systemctl start nginx.service

客户端测试：

配置keepalived

分别配置keepalived1及keepalived2的主配置文件内容如下：

重启keepalived服务

systemctl restart keepalived.service

此时keepalived1网卡地址如下：

keepalived2由于为BACKUP，网卡无虚拟IP地址：

模拟keepalived1，即MASTER服务停止：

systemctl stop keepalived.service

 

此时虚拟IP地址192.168.30.111游走到keepalived2网卡上

keepalived2仍可正常反向代理至RS的访问：

 

八、实验：使用keepalived实现HAProxy高可用

同理，我们先再两台keepalived服务器上配置haproxy的反向代理

具体步骤：

yum install haproxy

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

测试两台keepalived上的haproxy反向代理功能已成功启动

只需将nginx高可用keepalived的脚本中的nginx换成haproxy即可