目录
1 高可用的概念
2 心跳监测与漂移 IP 地址
3 Keepalived服务介绍
4 Keepalived故障切换转移原理介绍
5 Keepalived 实现 Nginx 的高可用集群
5.1 项目背景
5.2 项目环境
5.3 项目部署
5.3.1 web01\web02配置：
5.3.2nginx负载均衡配置
5.3.3 主调度服务器
5.3.4 从调度服务器
5.3.5 项目测试
6 Keepalived+LVS 实现 Nginx 集群
6.1 实验介绍
6.2 实验组网介绍
6.3 实验步骤
步骤1在LVS1和LVS2虚拟机上安装keepalived和ipvs
步骤2修改LVS1的配置文件
步骤 3 修改 LVS2 的配置文件
步骤 4 测试
1 高可用的概念
高可用集群（ High Availability Cluster, HA 集群），其中高可用的含义是最大限度地可以使用。从集群的名字上可以看出，此类集群实现的功能是保障用户的应用程序持久、不间断地提供服务。当应用程序出现故障或者系统硬件、网络出现故障时，应用可以自动、快速从一个节点切换到另一个节点，从而保证应用持续、不间断地对外提供服务，这就是高可用集群实现的功能
2 心跳监测与漂移 IP 地址
1 、心跳监测
为了能实现负载均衡、提供高可用服务和执行错误恢复，集群系统提供了心跳监测技术。心跳监测是通过心跳线实现的，可以做心跳线的设备有 RS232 串口线，也可以用独立的一块网卡来跑心跳，还可以共享磁盘阵列等。心跳线的数量应该为集群节点数减 I 。需要注意的是，如果通过网卡来做心跳，每个节点需要两块网卡。其中，一块作为私有网络直接连接到对方机器相应的网卡，用来监测对方心跳。另外一块连接到公共网络对外提供服务，同时心跳网卡和服务网卡的 IP地址尽量不要在一个网段内。心跳监控的效率直接影响故障切换时间的长短，集群系统正是通过心跳技术保持节点间内部通信的有效性 。
2 、漂移 IP 地址
在集群系统中，除了每个服务节点自身的真实 IP 地址外，还存在一个漂移 1P 地址。为什么说是漂移 IP地址呢？因为这个 IP 地址并不固定。例如，在两个节点的双机热备中，正常状态下，这个漂移 1P 地址位于主节点上，当主节点出现故障后，漂移 IP 地址自动切换到备用节点。因此，为了保证服务的不间断性，在集群系统中，对外提供的服务 IP 地址一定要是这个漂移 IP 地址。虽然节点本身的 IP 地址也能对外提供服务，但是当此节点失效后，服务切换到了另一个节点，连接服务的 IP 地址仍然是故障节点的 IP地址，此时，服务就随之中断。
3 Keepalived服务介绍
Keepalived起初是为LVS设计的，专门用来监控集群系统中各个服务节点的状态，后来有加入VRRP的功能，VRRP是Virtual Router Redundancy protocol（虚拟路由器冗余协议）的缩写VRRP出现的目的就是为了解决静态路由器出现的单点故障问题，它能偶保证网络的不间断、稳定的运行。所有，keepalived一方面具有LVS cluster nodes healthchecks功能，另一方面也具有LVS directors faiover功能。
4 Keepalived故障切换转移原理介绍
Keepalived dirctors之间的故障切换转移，是通过 VRRP 协议来实现的。在keepalived directors 正常工作时，主 Directors 节点会不断的向备节点广播心跳信息，用以告诉备节 点自己还活着，当主节点发生故障时，备节点就无法继续检测到主节点的心跳，进而调用自身的接管程序，接管主节点的IP 资源及服务。而当主节点恢复故障时，备节点会释放主节点故障时，备节点会释放主节点故障时自身接管的IP 资源及服务，恢复到原来的自身的备用角色。
vrrp协议，英文名称： Virtual Router Redundancy Protocol ，中文名称：虚拟路由器冗余协议。 vrrp 出现就是为了解决静态路由的单点故障，vrrp 是通过一种竞选协议机制来将路由任务交给某台 vrrp 路由器。
MASTER 和 BACKUP
在一个VRRP 虚拟路由器中，有多台物理的 VRRP 路由器，但是这多台物理的机器并不同时工作，而是由一台称为MASTER 的负责路由工作，其他的都是 BACKUP ， MASTER 并非一成不变， VRRP 协议让每个VRRP 路由器参与竞选，最终获胜的就是 MASTER 。 MASTER 有一些特权，比如拥有虚拟路由器的 IP 地址，我们的主机就是用这个IP 地址作为静态路由的。拥有特权的 MASTER 要负责转发发送给网关地址的包和响应ARP 请求。
VRRP通过竞选协议来实现虚拟路由器的功能，所有的协议报文都是通过 IP 多播（ multicast ）包（多播地址224.0.0.18 ）形式发送的。虚拟路由器有 VRID （范围 0-255 ）和一组 IP 地址组成，对外表现为一个周知的MAC 地址： 00-00-5E-00-01{VRID} 。所有，在一个虚拟路由器中，不管谁是 MASTER ，对外都是相同的MAC 和 IP （称之为 VIP ）。客户端主机并不需要因为 MASTER 的改变而修改自己的路由配置，对他们来说，这周主从的切换时透明的。
在一个虚拟路由器中，只有作为MASTER 的 VRRP 路由器会一直发送 VRRP 广告包（ VRRP
Advertisement message ）， BACKUP 不会抢占 MASTER ，除非它的优先级（ priority ）更高。当
MASTER 不可用时（ BACKUP 收不到广告包），多台 BACKUP 中优先级最高的这台会被抢占为 MASTER 。
keepalived 主要特点如下所示。
1） Keepalived 是 LVS 的扩展项目，因此它们之间具备良好的兼容性。 这点应该是 Keepalived 部署比其他类似工具更简洁的原因，尤其是相对于Heartbeat 而言， Heartbeat 作为 HA 软件，其复杂的配置流程让许多人望而生畏。
2）通过对服务器池对象的健康检查，实现对失效机器 / 服务的故障隔离。
3）负载均衡器之间的失败切换，是通过 VRRPv2 （ Virtual Router Redundancy Protocol ） stack 实现的，VRRP 当初被设计出来就是为了解决静态路由器的单点故障问题。
4）通过实际的线上项目，我们可以得知， iptables 的启用是不会影响 Keepalived 的运行的。 但为了更好 的性能，我们通常会将整套系统内所有主机的iptables 都停用。
5） Keepalived 产生的 VIP 就是整个系统对外的 IP ，如果最外端的防火墙采用的是路由模式，那就映射此内网IP 为公网 IP 。
5 Keepalived 实现 Nginx 的高可用集群
5.1 项目背景
keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务的高可用解决方案软件。采用nginx+keepalived，它是一个高性能的服务器高可用或者热备解决方案，Keepalived主要来防止服务器单点故障的发生问题，可以通过其与Nginx的配合实现Web服务器端的高可用。使用keepalived可以保证nginx的高可用，他能监控nginx的健康状态，当nginx出现宕机时自动主备切换。
5.2 项目环境
| 服务器名称 | IP | 用途 |
|---|---|---|
| Nginx_Master | 192.168.186.100 | 提供负载均衡 |
| Nginx_Backup | 192.168.186.101 | 提供负载均衡 |
| LVS-DR-VIP | 192.168.186.102 | 网站的VIP地址 |
| Web1服务器 | 192.168.186.103 | 提供Web服务 |
| Web2服务器 | 192.168.186.104 | 提供Web服务 |
5.3 项目部署
5.3.1 web01\web02配置：
提供httpd服务
#yum install httpd -y //安装httpd服务
[root@web1 ~]# echo "this is first web" > /var/www/html/index.html
[root@web1 ~]# systemctl start httpd
[root@web1 ~]# systemctl enable httpd
[root@web2 ~]# echo "this is second web" > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# systemctl start httpd
[root@web2 ~]# systemctl enable httpd5.3.2nginx负载均衡配置
两台nginx做同样配置
1、安装nginx
[root@Nginx_Backup ~]# yum install nginx -y
2、配置nginx反向代理
[root@Nginx_Master ~]# cd /etc/nginx/conf.d/
[root@Nginx_Master conf.d]# vim web.confupstream websrvs{server 192.168.186.103:80 weight=1;server 192.168.186.104:80 weight=1;
}server{location / {proxy_pass http://websrvs;index index.html;}
} 5.3.3 主调度服务器
1、安装keepalived
[root@Nginx_Master conf.d]# yum install keepalived -y2、开发检测nginx存活的shell脚本
[root@Nginx_Master conf.d]# vim /etc/keepalived/check_nginx.sh
#!/bin/bash
#代码一定注意空格，逻辑就是：如果nginx进程不存在则启动nginx,如果nginx无法启动则kill掉keepalived所有进程
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];thensystemctl start nginxsleep 3if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ]thensystemctl stop keepalivedfi
fi3、配置keepalived
5.3.4 从调度服务器
1、安装keepalived
[root@Nginx_Backup ~]# yum install keepalived -y2、开发检测nginx存活的shell脚本
[root@Nginx_Backup ~]# vim /etc/keepalived/check_nginx.sh
#!/bin/bash
#代码一定注意空格，逻辑就是：如果nginx进程不存在则启动nginx,如果nginx无法启动则kill掉keepalived所有进程
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];thensystemctl start nginxsleep 3if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ]thensystemctl stop keepalivedfi
fi
3、配置keepalived
state BACKUP //从服务器
priority 150 //优先级
5.3.5 项目测试
启动主从调度的 nginx 和 keepalived
[root@Nginx_Master ~]# systemctl restart nginx keepalived
[root@Nginx_Backup ~]# systemctl restart nginx keepalivedMaster，Backup都正常，只有Master对外提供服务
[root@Nginx_Master ~]# systemctl restart nginx keepalived
[root@Nginx_Master ~]# ip a | grep "192.168.186.102"inet 192.168.186.102/32 scope global ens33
Master宕机，Backup接替Master对外提供服务
#模拟Master的keepalived服务器停止
[root@Nginx_Master ~]# systemctl stop keepalived
#此时VIP在Backup上
[root@Nginx_Backup ~]# ip a | grep "192.168.186.102"inet 192.168.186.102/32 scope global ens33
Master恢复正常，Master继续提供服务，Backup停止服务
#模拟Master的keepalived服务恢复正常
[root@Nginx_Master ~]# systemctl restart keepalived
#此时VIP在Master上
[root@Nginx_Master ~]# ip a | grep "192.168.186.102"inet 192.168.186.102/32 scope global ens33
Master上的nginx服务停止，尝试重新启动nginx
[root@Nginx_Master ~]# systemctl stop nginx
[root@Nginx_Master ~]# systemctl status nginxnginx启动正常，keepalived不做切换6 Keepalived+LVS 实现 Nginx 集群
6.1 实验介绍
本实验将使用 Keepalived 为 LVS 提供高可用配置，同时 LVS 为后端的 Nginx1 和 Nginx2 提供负载均衡，最终通过 Keepalived+LVS 实现 Nginx 集群。
6.2 实验组网介绍
LVS1 和 LVS2 通过 keepalived 组成高可用集群，同时向后端的 Nginx1 和 Nginx2 提供负载均衡。
| 服务器名称 | IP |
|---|---|
| 192.168.186.100 | LVS1 |
| 192.168.186.101 | Nginx1 |
| 192.168.186.102 | Nginx2 |
| 192.168.186.103 | LVS2 |
| 192.168.186.104 | Client |
6.3 实验步骤
步骤1在LVS1和LVS2虚拟机上安装keepalived和ipvs
使用以下命令在LVS1和LVS2虚拟机上安装keepalived和ipvs
[root@LVS2 ~]# yum install -y keepalived ipvsadm
步骤2修改LVS1的配置文件
将LVS1的配置keepalived配置文件修改为以下内容：
[root@LVS1 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id LVS1 # 设置lvs的id，在一个网络应该是唯一的
}vrrp_instance Nginx {state MASTER # 指定keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备interface ens33 # 当前进行vrrp通讯的网络接口卡(当前centos的网卡)mcast_src_ip 20.0.0.1virtual_router_id 51 # 虚拟路由编号，主从要一直priority 255 # 优先级，数值越大，获取处理请求的优先级越高advert_int 1 # 检查间隔，默认为1s(vrrp组播周期秒数)authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.186.20/24 # 定义虚拟ip(VIP)，可多设，每行一个}
}virtual_server 192.168.186.20 80 {delay_loop 6 # 设置健康检查时间，单位为秒lb_algo rr # 设置负载调度的算法为rrlb_kind DR # 设置lvs实现负载的机制，有NAT、TUN、DR三个模式persistence_timeout 50 # 同一IP 50秒内的请求都发到同个real serverprotocol TCPreal_server 192.168.186.101 80 { # 指定real server1的ip地址weight 1 # 配置节点权值，数值越大权重越高TCP_CHECK {connect_timeout 3retry 3delay_before_retry 3}}real_server 192.168.186.102 80 {weight 2TCP_CHECK {connect_timeout 3retry 3delay_before_retry 3}}
}步骤 3 修改 LVS2 的配置文件
将 LVS2 的配置 keepalived 配置文件修改为以下内容：
[root@LVS2 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalivedglobal_defs {router_id LVS2
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface ens33mcasr_src_ip 20.0.0.2virtual_router_id 51priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {192.168.186.20/24}
}virtual_server 192.168.186.20 80 {delay_loop 6lb_algo rrlb_kind DRpersistence_timeout 50protocol TCPreal_server 192.168.186.101 80 {weight 1TCP_CHECK {connect_timeout 3retry 3delay_before_retry 3}}real_server 192.168.186.102 80 {weight 2TCP_CHECK {connect_timeout 3retry 3delay_before_retry 3}
}步骤 4 测试
配置完成两台 LVS 服务器后，，具体如下：
[root@LVS1 ~]# systemctl restart keepalived.service
[root@LVS2 ~]# systemctl status keepalived.service
[root@LVS1 ~]# systemctl restart keepalived
[root@LVS1 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.186.20:80 rr-> 192.168.186.101:80 Route 1 0 0 -> 192.168.186.102:80 Route 2 0 0 ![[lesson43]继承的概念和意义](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/88bb66e7c27a4e0999c128c72be243d6.png#pic_center)
