LVS + keepalived-阿里云开发者社区

一、keepalived概述

1.1 keepalived 服务重要功能

1.1.1 管理LVS负载均衡器软件

keepalived可以通过读取自身的配置文件，实现通过更底层的接口直接管理LVS配置以及服务的启动、停止功能，使得LVS应用更加简便

1.1.2 支持故障自动切换（failover）

Keepalived可以实现任意两台主机之间，例如Master和Backup主机之间的故障转移和自动切换，这个主机可以是普通的不能停机的业务服务器，也可以是LVS负载均衡，Nginx反向代理这样的服务器。

Keepalived高可用功能实现的原理：

两台主机同时安装好keepalived并且启动服务，当启动的时候master主机获得所有资源并且对用户提供服务（请求），角色backup的主机做为master热备；当master主机出现故障时，backup主机讲自动接管master主机所有工作，包括接管VIP资源及相应资源服务。当master主机故障修复后，又会自动接管回它的原来处理的工作，backup主机则同时释放masater主机失效时接管的工作，此时此刻两台主机将恢复到最初启动时各自的原始角色及工作状态

抢占模式：master 从故障恢复后，回将VIP从backup节点中抢占过来

非抢占模式：master从故障恢复后不抢占backup,backup升级为master

1.1.3 实现LVS集中节点的健康检查（health checking）

通过配置keepalived.conf文件中LVS的节点IP和相关参数来实现对LVS直接管理。如果几个节点服务器同时发生故障无法提供服务，keepalived服务会自动将那个失效节点服务器从LVS正常转发列中清除出去，并将请求调度到别的正常节点服务器上，从而保证最终用户的访问不受影响;当故障的节点服务器修复以后，keepalived服务又会自动把他们加入到正常转发列中，对外面客户提供服务

1.1.4 实现 LVS 负载调度器、节点服务器的高可用性（HA）

一般企业集群需要满足的三个特点：负载均衡、健康检查、故障切换，使用 LVS + Keepalived 完全可以满足需求

1.2 keepalived通过VRRP协议实现高可用故障切换转移

keepalived 高可用服务对集群之间的故障切换转移，是通过 VRRP（虚拟路由器冗余协议）来实现的。

在 keepalived 服务正常工作时，主（Master）节点会不断地向备（Backup）节点发送（多播的方式）心跳消息，用以告诉备节点自己还活看，当主节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就因此无法继续检测到来自主节点的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主节点的 IP 资源及服务。而当主节点恢复时，备节点又会释放主节点故障时自身接管的 IP 资源及服务，恢复到原来的备用角色。

1.3 keepalived体系主要模块及作用

keepalived体系架构中主要有三个模块，分别是core、check和vrrp。

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。

二、LVS—DR + keepalived 配置

主DR服务器：ens33(192.168.147.100) VIP：192.168.147.200  网卡 ens33:0
备DR服务器：ens33(192.168.147.104) VIP：192.168.147.200  网卡 ens33:0
Web 服务器1：ens33 192.168.147.101
lo:0(VIP)192.168.147.200
Web 服务器2：ens33 192.168.147.102
lo:0(VIP)192.168.147.200
vip：192.168.147.200   
客户端：IP：192.168.147.20 网关：192.168.147.2

2.1 配置负载调度器（主、备相同）(192.168.147.100、192.168.147.104）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

2.1.1 配置keepalived（主、备DR上都要设置）

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
......
global_defs {           #定义全局参数
--10行--修改，邮件服务指向本地
  smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改，指定服务器（路由器）的名称，主备服务器名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
  router_id LVS_01
--14行--注释掉，取消严格遵守VRRP协议功能，否则VIP无法被连接
  #vrrp_strict
}
vrrp_instance VI_1 {        #定义VRRP热备实例参数
--20行--修改，指定热备状态，主为MASTER，备为BACKUP
    state MASTER
--21行--修改，指定承载vip地址的物理接口
    interface ens33
--22行--修改，指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致 
    virtual_router_id 10
  #nopreempt    #如果设置非抢占模式，两个节点state必须为bakcup，并加上配置 nopreempt
--23行--修改，指定优先级，数值越大优先级越高，这里设置主为100，备为90
    priority 100
    advert_int 1          #通告间隔秒数(心跳频率)
    authentication {        #定义认证信息,每个热备组保持一致
    auth_type PASS        #认证类型
--27行--修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {       #指定群集vip地址
        192.168.147.200
    }
}
--36行--修改，指定虚拟服务器地址(VIP)、端口，定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.147.200 80 {
    delay_loop 6          #健康检查的间隔时间(秒)
    lb_algo rr            #指定调度算法，轮询(rr)
--39行--修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50      #连接保持时间(秒)
    protocol TCP          #应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改，指定第一个Web节点的地址、端口
    real_server 192.168.147.101 80 {
        weight 1          #节点的权重
--45行--删除，添加以下健康检查方式    
        TCP_CHECK {
      connect_port 80     #添加检查的目标端口
      connect_timeout 3   #添加连接超时(秒)
      nb_get_retry 3      #添加重试次数
      delay_before_retry 3  #添加重试间隔
    }
  }
  real_server 192.168.147.102 80 {    #添加第二个 Web节点的地址、端口
        weight 1
        TCP_CHECK {
      connect_port 80
      connect_timeout 3
      nb_get_retry 3
      delay_before_retry 3
    }
  }
##删除后面多余的配置##
}

2.1.2 配置vip（主、备DR上都要设置）

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.188
NETMASK=255.255.255.255
重启网卡 systemctl restart network
ifup  ens33:0 
systemctl start keepalived
ip addr           #查看虚拟网卡vip

2.1.3 启动 ipvsadm 服务

--192.168.147.104---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -C   ##清空规则
ipvsadm -A -t 192.168.147.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.147.200:80 -r 192.168.147.101:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.147.200:80 -r 192.168.147.102:80 -g
ipvsadm -ln
#如没有VIP 的分发策略，则重启 keepalived 服务，systemctl restart keepalived
--192.168.147.100---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -ln

2.1.4 调整 proc 响应参数，关闭Linux 内核的重定向参数响应

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
sysctl -p

2.2 配置节点服务器

systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum -y install httpd
systemctl start httpd
--192.168.147.101---
echo 'this is zhangsan web!' > /var/www/html/index.html
--192.168.147.102---
echo 'this is lisi web!' > /var/www/html/index.html
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.147.200
NETMASK=255.255.255.255
service network restart 或 systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.147.200 dev lo:0
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
sysctl -p

2.3 测试验证

在客户端访问 http://192.168.147.200/ 
再在主服务器关闭 keepalived 服务后再测试， systemctl stop keepalived

关闭 LVS_01 keepalived 之前

关闭 LVS_01 keepalived 之后

指在一个高可用（HA）系统中，当联系着的两个节点断开联系时，本来为一个整体的系统，分裂为两个独立的点，这时候两个节点开始争抢共享资源，导致系统混乱，数据损坏

3.2 产生原因

在某一次故障切换后，原来的master没有真正宕机，VIP还在master上，这时backup已经抢占了master的地位，并也在本地配置了VIP

3.3 解决预防方案

网络层面：加一条链路（成本高）
本地通过脚本解决，写一个while循环，每轮ping网关，累计连续失败的次数，当连续失败次数达到一定次数则将keepalived服务关闭
使用第三方监控软件解决

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