本章将实现如何使用keepalived实现双机热备，包括针对IP地址的故障切换，以及在LVS高可用群集中的热备应用。

keepalived双机热备基础知识

keepalived起初是专门针对LVS设计的一款强大的辅助工具，主要用来提供故障切换和健康检查功能——判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，及时隔离并替换为新的服务器，当故障主机恢复后将其重新加入群集。

keepalived概述及安装

keepalived的官方网站位于Keepalived for Linux。在非LVS群集环境中使用时，keepalived也可以作为热备份软件使用。

keepalived的热备方式

keepalived采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议)热备份协议，以软件的方式实现Linux服务器的多机热备功能。

一主 + 多备，共用同一个IP地址，但优先级不同。

热备组内的每台路由器都可能成为主路由器，虚拟路由器的IP地址（VIP）可以在热备组内的路由器之间进行转移，所以也称为漂移IP地址。使用keepalived时，漂移地址的实现不需要手动建立虚拟接口配置文件（如 ens33:0），而是由keepalived根据配置文件自动管理。

keepalived的安装与服务控制

（1）安装keepalived

在安装方式中选择YUM安装，会自动安装keepalived所需的软件包，除此之外，在LVS群集环境中也会用到ipvsadm管理工具。

[root@localhost ~]# yum -y install keepalived ipvsadm

（2）控制keepalived服务

1. [root@localhost ~]# systemctl enable keepalived
2. Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/keepalived.service to /usr/lib/systemd/system/keepalived.service.

使用keepalived实现双机热备

主、备服务器中都需要安装keepalived。

主服务器的配置

keepalived服务的配置目录位于/etc/keepalived/。其中，keepalived.conf是主配置文件；另外包括一个子目录samples/，提供了许多配置样例作为参考。在keepalived的配置文件中，使用“global_defs {...}”区段指定全局参数，使用“vrrp_instance 实例名称 {...}”区段指定VRRP热备参数，注释文字以“！”符号开头。

1. [root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
2. [root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
3. [root@localhost keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak         //备份主配文件
4. [root@localhost keepalived]# vim keepalived.conf
5. global_defs {
6. ......//省略部分内容
7.    router_id LVS_DEVEL                  //路由器（服务器）名称（建议指定不同的名称区分路由）
8. }
9. 
10. vrrp_instance VI_1 {                    //定义VRRP热备实例
11.     state MASTER                        //热备状态，MASTER表示主服务器
12.     interface ens33                     //承载VIP地址的物理接口
13.     virtual_router_id 51                //虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
14.     priority 100                        //优先级，数值越大优先级越高
15.     advert_int 1                        //通告间隔秒数（心跳频率）
16.     authentication {                    //认证信息，每个热备组保持一致
17.         auth_type PASS                  //认证类型
18.         auth_pass 1111                  //密码字串
19.     }
20.     virtual_ipaddress {                 //指定漂移地址（VIP），可以是多个
21.        200.0.0.100
22.     }
23. }

确认上述配置无误，然后启动keepalived服务。实际状态为MASTER的主服务器将为ens33接口自动添加VIP地址，通过IP命令可以查看（注意：ifconfig命令看不到）。

1. [root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived
2. [root@localhost keepalived]# ip a show dev ens33
3. 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
4.     link/ether 00:0c:29:af:af:9d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
5.     inet 200.0.0.1/24 brd 200.0.0.255 scope global ens33
6.        valid_lft forever preferred_lft forever
7.     inet 200.0.0.100/32 scope global ens33
8.        valid_lft forever preferred_lft forever
9.     inet6 fe80::5f65:9c3d:d218:7cea/64 scope link 
10.        valid_lft forever preferred_lft forever

备用服务器的配置

在同一个keepalived热备组内，所有服务器的keepalived配置文件基本相同，包括虚拟路由器的ID号、认证信息、漂移地址、心跳频率等。不同之处主要在于路由器名称、热备状态、优先级。

路由器名称（router_id）：建议为每个参与热备的服务器指定不同的名称。
热备状态（state）：至少应有一台主服务器，将状态设为MASTER；可以有多台备用的服务器，将状态设为BACKUP。
优先级（proiority）：数值越大则取得VIP控制权的优先级越高，因此主服务器的优先级应设为最高；其他备用服务器的优先级可依次递减，但不要相同，以免在争夺VIP控制权时发生冲突。

配置备用服务器（可以有多台）时，可以参考主服务器的keepalived.conf配置文件内容，只要修改路由器名称、热备状态、优先级就可以了。

1. [root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
2. [root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
3. [root@localhost keepalived]# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
4. [root@localhost keepalived]# vim keepalived.conf
5. global_defs {
6. ......//省略部分内容
7.    router_id LVS_DEVEL2                 //修改备份路由名称
8. }
9. 
10. vrrp_instance VI_1 {
11.     state BACKUP                        //修改热备状态（备份）
12.     interface ens33                     //修改承载VIP地址的物理接口
13.     virtual_router_id 51
14.     priority 90                         //优先级，数值应低于主服务器
15.     advert_int 1
16.     authentication {
17.         auth_type PASS
18.         auth_pass 1111
19.     }
20.     virtual_ipaddress {
21.        200.0.0.100                     //漂移地址
22.     }
23. }

确认配置无误，一样需要启动keepalived服务。此时主服务器仍然在线，VIP地址实际上任然由主服务器控制，其他服务器处于备份状态，因此在备份服务器中将不会为ens33接口添加VIP地址。

1. [root@localhost keepalived]# ip a show dev ens33
2. 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
3.     link/ether 00:0c:29:3c:d0:8b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4.     inet 200.0.0.2/24 brd 200.0.0.255 scope global ens33
5.        valid_lft forever preferred_lft forever
6.     inet6 fe80::595f:84d:a379:7b6e/64 scope link 
7.        valid_lft forever preferred_lft forever

测试双机热备功能

keepalived的日志消息保存在/var/log/messages文件中，在测试主、备故障自动切换功能时，可以跟踪此日志文件来观察热备状态的变化。

连通性测试

客户机中执行"ping -t 200.0.0.10"命令，能够正常、持续ping通，根据一下操作继续观察测试结果。

停止主服务器的keepalived服务，发现ping测试只中断了1或2个包即恢复正常，说明已有其他服务器接替VIP地址，并及时响应客户机请求。
启动主服务器的keepalived服务，发现ping测试只中断了1或2个包即恢复正常，说明主服务器已回复正常，并夺回VIP地址的控制权。

查看日志记录

在执行主、备服务器故障切换时的过程中，分别观察各自的/var/log/messages日志文件，可以看到MASTER、SLAVE状态的迁移记录。

通过上述测试过程，可以发现双机热备已经正常。客户机只要通过VIP地址就可以访问服务器所提供的Web等应用，其中任何一台服务器失效，另一台服务器将会立即接替服务，从而实现高可用性。实际应用中，注意主、备服务器所提供的Web服务内容要保持一致。

LVS+Keepalived高可用群集

keepalived的设计目标是构建高可用的LVS负载均衡群集，可以调用ipvsadm工具来创建虚拟服务器、管理服务器池，而不仅仅用作双机热备。使用keepalived构建LVS群集更加简便易用，主要有事体现在：对LVS负载调度器实现热备切换，提高可用性；对服务器池中的节点进行健康检查，自动移除失效节点，恢复后在重新加入。

实验准备

根据下图配置IP，关闭防火墙，实现keepalived+LVS-DR高可用的负载均衡web群集。

配置主调度器

安装ipvsadm和keepalived包。

1. [root@localhost ~]# yum -y install keepalived ipvsadm
2. [root@localhost ~]# systemctl enable keepalived
3. Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/keepalived.service to /usr/lib/systemd/system/keepalived.service.

修改内核参数文件，关闭ICMP重定向。

1. [root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf
2. net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
3. net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
4. net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
5. [root@localhost ~]# sysctl -p               //设置参数立即生效
6. net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
7. net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
8. net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

keepalived.conf配置

1. [root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
2. ! Configuration File for keepalived
3. 
4. global_defs {
5. ......//省略部分内容
6.    router_id R1                     //修改名称
7. }  
8. 
9. vrrp_instance VI_1 {
10.     state MASTER                    //配置热备状态
11.     interface ens33                 //设置承载VIP的物理接口
12.     virtual_router_id 51
13.     priority 100                    //主服务器优先级设为100
14.     advert_int 1
15.     authentication {
16.         auth_type PASS
17.         auth_pass 1111
18.     }
19.     virtual_ipaddress {
20.        200.0.0.100                 //设置群集VIP地址
21.     }
22. }
23. virtual_server 200.0.0.100 80 {     //配置虚拟服务器地址（VIP）、端口
24.     delay_loop 15                   //配置健康检查的间隔时间（秒）
25.     lb_algo rr
26.     lb_kind DR                      //配置直接路由模式
27.     nat_mask 255.255.255.0
28.     ! persistence_timeout 50        //连接保持时间（秒），若启用去掉!号
29.     protocol TCP
30. 
31.     real_server 200.0.0.3 80 {      //第一个web节点的地址、端口
32.         weight 1
33.         TCP_CHECK {                 //健康检查方式
34.                 connect_port 80     //检查的目标端口
35.             connect_timeout 3
36.             nb_get_retry 3
37.             delay_before_retry 3
38.         }
39.     }
40.     real_server 200.0.0.4 80 {      //第二个web节点的地址、端口
41.         weight 1
42.         TCP_CHECK {
43.                 connect_port 80
44.             connect_timeout 3
45.             nb_get_retry 3
46.             delay_before_retry 3
47.         }
48.     }
49. }       
50. [root@localhost ~]# systemctl start keepalived
51. [root@localhost ~]# systemctl enable keepalived

配置备调度器

安装ipvsadm和keepalived包。

1. [root@localhost ~]# yum -y install keepalived ipvsadm
2. [root@localhost ~]# systemctl enable keepalived
3. Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/keepalived.service to /usr/lib/systemd/system/keepalived.service.

修改内核参数文件，关闭ICMP重定向。

1. [root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf
2. net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
3. net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
4. net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
5. [root@localhost ~]# sysctl -p               //设置参数立即生效
6. net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
7. net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
8. net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

keepalived.conf配置

备份调度器的配置和主调度器的配置基本相同，重点需要修改的有路由器名称、热备状态、优先级。

1. [root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
2. ! Configuration File for keepalived
3. 
4. global_defs {
5. ......//省略部分内容
6.    router_id R2                     //修改名称  
7. }   
8. 
9. vrrp_instance VI_1 {
10.     state BACKUP                    //配置热备状态
11.     interface ens33                 //设置承载VIP的物理接口
12.     virtual_router_id 51
13.     priority 90                     //备调度器优先级设为90
14.     advert_int 1
15.     authentication {
16.         auth_type PASS
17.         auth_pass 1111
18.     }
19.     virtual_ipaddress {
20.        200.0.0.100                 //设置群集VIP地址
21.     }
22. }   
23. 
24. virtual_server 200.0.0.100 80 {     //配置虚拟服务器地址（VIP）、端口
25.     delay_loop 15                   //配置健康检查的间隔时间（秒）
26.     lb_algo rr
27.     lb_kind DR                      //配置直接路由模式
28.     nat_mask 255.255.255.0
29.    ! persistence_timeout 50         //连接保持时间（秒），若启用去掉!号
30.     protocol TCP
31.    
32.     real_server 200.0.0.3 80 {      //第一个web节点的地址、端口
33.         weight 1
34.         TCP_CHECK {                 //健康检查方式
35.                 connect_port 80     //检查的目标端口
36.             connect_timeout 3
37.             nb_get_retry 3
38.             delay_before_retry 3
39.         }   
40.     }       
41.     real_server 200.0.0.4 80 {      //第二个web节点的地址、端口
42.         weight 1
43.         TCP_CHECK {
44.                 connect_port 80
45.             connect_timeout 3
46.             nb_get_retry 3
47.             delay_before_retry 3
48.         }
49.     }
50. }
51. [root@localhost ~]# systemctl start keepalived
52. [root@localhost ~]# systemctl enable keepalived

配置web

配置ifcfg-lo:0群集IP。

1. [root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
2. [root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
3. [root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
4. DEVICE=lo:0
5. IPADDR=200.0.0.100
6. NETMASK=255.255.255.255
7. ONBOOT=yes
8. [root@localhost network-scripts]# ifup lo:0
9. [root@localhost network-scripts]# ifconfig lo:0
10. lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
11.         inet 200.0.0.100  netmask 255.255.255.255
12.         loop  txqueuelen 1  (Local Loopback)

修改内核文件，关闭ARP应答。

1. [root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf
2. net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
3. net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
4. net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
5. net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
6. net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
7. net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
8. [root@localhost ~]# sysctl -p

添加一条VIP本地访问路由。

1. [root@localhost ~]# vim /etc/rc.local
2. /sbin/route add -host 200.0.0.100 dev lo:0
3. [root@localhost ~]# route add -host 200.0.0.100 dev lo:0

启动httpd服务，创建测试网页。

1. [root@localhost ~]# yum -y install httpd
2. [root@localhost ~]# echo 1111111 > /var/www/html/index.html
3. [root@localhost ~]# systemctl start httpd
4. [root@localhost ~]# systemctl enable httpd

web2配置和web1相同，重复操作即可，测试网页可以改成222222用来区分web1和2。

测试负载均衡功能

客户机访问200.0.0.100，断开主调度器的网卡，再次访问查看是否正常

搭建NFS服务器

在nfs主机配置共享存储服务器，提供给两台web服务器的后台网页存储。详情参考LVS。

启动nfs-utils、rpcbind软件包

1. [root@localhost ~]# systemctl enable nfs
2. Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service to /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
3. [root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind

1. [root@localhost ~]# mkdir -p /opt/wwwroot
2. [root@localhost ~]# vim /etc/exports
3. /opt/wwwroot    200.0.0.0/24(rw,sync,no_root_squash)

1. [root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
2. [root@localhost ~]# systemctl restart nfs
3. [root@localhost ~]# showmount -e
4. Export list for localhost.localdomain:
5. /opt/wwwroot 200.0.0.0/24
6. [root@localhost ~]# echo 666 > /opt/wwwroot/index.html

1. [root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
2. [root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
3. [root@localhost ~]# mount 200.0.0.5:/opt/wwwroot /var/www/html

测试负载均衡功能

客户机访问200.0.0.100，查看网页是否为共享内容。

关闭主调度器和web1的网卡，访问网页是否依然为共享内容，访问成功，实验完成。

keepalived双机热备

keepalived双机热备基础知识

keepalived概述及安装

使用keepalived实现双机热备

主服务器的配置

备用服务器的配置

测试双机热备功能

LVS+Keepalived高可用群集

实验准备

配置主调度器

配置备调度器

配置web

测试负载均衡功能

搭建NFS服务器

测试负载均衡功能

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