一、服务介绍

keepalive起初是专为LVS设计的,专门用来监控LVS集群系统红各个服务节点的状态,后来又加入了VRRP的功能,因此不了配合LVS服务外,也可以作为其他服务(nginx,haproxy)的高可用软件,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出现的单点故障问题,他能够保证网络的不间断、稳定的运行。所以,keepalive一方面具有LVS(cluster nodes healthchecks)功能,另一方面也具有LVS directors failover功能。

主要功能:实现LB Master主机和backup主机之间故障转义和自动切换。

二、keepalived故障切换转义原理介绍

2.1 切换原理

keepalived directors高可用对之间的故障切换转移,是通过VRRP协议(virtual router redundancy Protocol虚拟路由器冗余协议)来实现的。
在keepalived Directors正常工作时,主director节点会不断的向备节点广播心跳消息,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自身接管的IP资源及服务,恢复到原来的自身的备用角色。

2.1 协议介绍
VRRP协议,全称Virtual Router Redundancy Protocol,中文名,虚拟路由冗余协议,VRRP的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有任务交给某台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。虚拟路由器由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}。所以,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,这种主从的切换是透明的。
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。这种抢占是非常快速的(<1s),以保证服务的连续性。
处于安全性考虑,VRRP包使用了加密协议进行加密。

三、keepalived安装、配置、启动

3.1软件的安装

 [root@linux-node1 ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5. (Core)
方法一,直接yum安装:
[root@linux-node2 ~]# yum install keepalived -y
方法二,采用编译安装:
软件下载地址:http://www.keepalived.org/download.html
[root@linux-node1 ~]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-2.0.12.tar.gz
[root@linux-node1 ~]# mkdir /etc/keepalived
[root@linux-node1 ~]# cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ # 拷贝配置文件
[root@linux-node1 ~]# cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/ # 拷贝keepalived命令到环境变量默认目录
[root@linux-node1 ~]# systemctl start keepalived.service # 通过命令启动文件

3.2 MASTER的配置

 [root@linux-node1 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc # 可选配置,收件人地址,定义服务故障报警的Email地址,当服务发生主备切换或RS节点有故障时,发送报警邮件。
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 可选配置,发件人地址。
smtp_server 192.168.200.1 # 定义SMTP服务器
smtp_connect_timeout
router_id proxy_01 # 是路由标识,在一个局域网里面应该是唯一的
vrrp_mcast_group4 224.0.0.19
} vrrp_script chk_nginx_proxy
{
script "/home/scripts/chk_nginx_proxy.sh" #定时执行脚本
interval 2 # 健康检查周期
weight
} vrrp_instance VI_1 { # 定义一个为VI_1的实例(可以定义多个),备节点也要有相同的实例。
state MASTER # 当前实例角色状态
interface eth0 # 选择绑定的网络通信接口
virtual_router_id 77 # 虚拟路由ID标识,最好是数字,MASTER和BACKUP配置相同实例时此ID必须一致
priority 150 # 优先级,数字越大优先级越高,MASTER要高于BACKUP,数值最好相差50以上
advert_int 1 # 同步通知间隔,M端和B端通信检查时间间隔,单位为秒。
authentication { # 权限认证配置
auth_type PASS # 建议为PASS方式还有AH方式
auth_pass 6666 # 密码建议为4位数字
}
virtual_ipaddress {
192.168.7.80 # 虚拟IP,可绑定多个地址,每个地址独占一行。
}
track_script {
chk_nginx_proxy # 追踪脚本
}
}

3.3 检查脚本配置,如果检查nginx服务异常,则停止keepalived服务

 [root@linux-node1 ~]# chmod +x /home/scripts/chk_nginx_proxy.sh
[root@linux-node1 ~]# cat /home/scripts/chk_nginx_proxy.sh
#!/bin/bash
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
if [ "${counter}" -eq ]; then
killall keepalived
fi

3.4 BACKUP的配置

[root@linux-node2 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout
router_id proxy_02
vrrp_mcast_group4 224.0.0.19
} vrrp_script chk_nginx_proxy {
script "/home/scripts/chk_nginx_proxy.sh"
interval
weight
} vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth0
virtual_router_id
priority
advert_int
authentication {
auth_type PASS
auth_pass
}
virtual_ipaddress {
192.168.7.80/
}
}

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