第十九章 keepalived高可用

一、keepalived高可用

1.什么是高可用

一般是指2台机器启动着完全相同的业务系统，当有一台机器down机了，另外一台服务器就能快速的接管，对于访问的用户是无感知的。

2.高可用使用的工具

1.硬件：
    F5
2.软件：
    keepalived

3.keepalived 如何保持高可用性

keepalived是基于VRRP协议实现的
​
如何才能做到出现故障自动转移，此时VRRP就出现了，我们的VRRP其实是通过软件或者硬件的形式在Master和Backup外面增加一个虚拟的MAC地址（VMAC）与虚拟IP地址（VIP），那么在这种情况下，PC请求VIP的时候，无论是Master处理还是Backup处理，PC仅会在ARP缓存表中记录VMAC与VIP的信息

4.高可用的使用场景

通常业务系统需要保证7×24小时不DOWN机，比如公司内部的OA系统，每天公司人员都需要使用，则不允许Down机，作为业务系统来说随时都可用

5.高可用keepalived的核心概念

1.如何确定谁是主节点谁是背节点（选举投票，优先级）
2.如果Master故障，Backup自动接管，那么Master恢复后会夺权吗（抢占式、非抢占式）
3.如果两台服务器都认为自己是Master会出现什么问题（脑裂）

二、keepalived搭建

1.环境准备

主机	IP	身份
web01	172.16.1.7
web03	172.16.1.9
nfs	172.16.1.31
db01	172.16.1.51
lb01	172.16.1.4	master
lb02	172.16.1.5	backup
	10.0.0.3	VIP

2.保证两台七层负载均衡一致

[root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/conf.d/* 172.16.1.5:/etc/nginx/conf.d/
​
#访问测试
10.0.0.5 linux.blog.com
10.0.0.4 linux.blog.com

3.安装keepalived

[root@lb01 ~]# yum install -y keepalived
[root@lb02 ~]# yum install -y keepalived

4.配置keepalived主节点

#查找配置文件
[root@lb01 ~]# rpm -qc keepalived
/etc/keepalived/keepalived.conf
​
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {               #全局配置
   router_id lb01           #身份识别
}
vrrp_instance VI_1 {        #VRPP协议配置
    state MASTER            #告诉你一开始这台机器是主
    interface eth0          #绑定的网卡
    virtual_router_id 51    #虚拟路由标识，就是编组，将master和backup分为一组
    priority 100            #优先级（真正判断是主还是备的条件）
    advert_int 1            #检测心跳的时间间隔
    authentication {        #认证相关
        auth_type PASS      #以密码的形式认证
        auth_pass 1111      #密码
    }
    virtual_ipaddress {     #指定VIP地址
        10.0.0.3
    }   
}
​
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id lb01
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }   
}

5.配置keepalived备节点

[root@lb02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {
   router_id lb02
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }
}

6.主备节点配置区别

区别	master主节点	backup备节点
router_id（唯一标识符）	lb01	lb02
state（角色状态）	MASTER	BACKUP
priority（优先级）	100	90

7.启动服务

[root@lb02 ~]# systemctl start keepalived.service
[root@lb02 ~]# tail -f /var/log/messages
​
[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived.service
[root@lb02 ~]# tail -f /var/log/messages

8.配置keepalived日志

#配置keepalived
[root@lb02 ~]# vim /etc/sysconfig/keepalived
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -d -S 0"
​
#配置rsyslog
[root@lb02 ~]# vim /etc/rsyslog.conf
local0.*               /var/log/keepalived.log
​
#重启服务
[root@lb02 ~]# systemctl restart rsyslog 
[root@lb02 ~]# systemctl restart keepalived
​
#查看日志
[root@lb02 ~]# tail -f /var/log/keepalived.log

三、高可用keepalived的抢占式与非抢占式

1.两个节点都启动

#由于节点1的优先级高于节点2，所以VIP在节点1上面
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
​
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3

2.停止主节点

[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived
​
#节点2联系不上节点1，主动接管VIP
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

3.重新启动主节点

[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
​
#由于节点1的优先级高于节点2，所以恢复节点1之后，vip又漂回节点1
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

4.配置非抢占式

1）节点一修改

[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
... ...
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    nopreempt
    ......
}
​
[root@lb01 ~]# systemctl restart keepalived

2）节点二修改

[root@lb02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
... ...
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    nopreempt
    ......
}
​
[root@lb02 ~]# systemctl restart keepalived

3）配置注意事项

1.两台机器节点状态都要改成 BACKUP
2.两个节点都要加上 nopreempt
3.优先级不需要改变

5.访问页面测试

#配置hosts
10.0.0.3 linux.blog.com
​
#访问页面
http://linux.blog.com/
​
#节点测试
[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
#访问网站，并且windows查看mac地址测试
C:\Users\11764>arp -a
    VIP                     VMAC
  10.0.0.3              00-0c-29-d7-bc-2c     动态
  10.0.0.4              00-0c-29-d7-bc-2c     动态
  10.0.0.5              00-0c-29-89-2f-10     动态
  
#关闭节点1keepalived
[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived.service
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
#访问网站，并且windows查看mac地址测试
C:\Users\11764>arp -a
    VIP                     VMAC
  10.0.0.3              00-0c-29-89-2f-10     动态
  10.0.0.4              00-0c-29-d7-bc-2c     动态
  10.0.0.5              00-0c-29-89-2f-10     动态

四、高可用的脑裂现象

1.脑裂现象介绍

由于某些原因，导致两台keepalived高可用服务器在指定时间内，无法检测到对方的心跳，各自取得资源及服务的所有权，而此时的两台高可用服务器又都还活着。

2.脑裂的原因

1.服务器网线松动等网络故障
2.服务器硬件故障发生损坏现象而崩溃
3.主备都开启firewalld防火墙

3.故障演示

1）开启防火墙

[root@lb01 ~]# systemctl start firewalld
[root@lb02 ~]# systemctl start firewalld

2）查看两个节点

[root@lb01 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0
    
[root@lb02 ~]# ip addr | grep 10.0.0.3
    inet 10.0.0.3/32 scope global eth0

3）访问项目页面

#拒绝访问，需要配置防火墙规则
[root@lb01 ~]# firewall-cmd --add-service=http
success
[root@lb01 ~]# firewall-cmd --add-service=https
success
​
#访问页面正常

4.解决脑裂的方法

#如果发生闹裂，则随机kill掉一台即可
#在备节点上编写检测脚本, 测试如果能ping通主，并且备节点还有VIP的话则认为产生了脑裂
[root@lb02 ~]# vim /scripts/check_split_brain.sh 
#!/bin/sh
vip=10.0.0.3
lb01_ip=10.0.0.4
lb02_vip=$(ip add|grep "$vip"|wc -l)
while true;do
    ssh $lb01_ip "ip add|grep $vip" &>/dev/null
    if [ $? -eq 0 -a $lb02_vip -eq 1 ];then
        echo "ha is split brain.warning."
    else
        echo "ha is ok"
    fi
sleep 5
done
​
-eq     #等于
-ne     #不等于
-lt     #小于
-gt     #大于
-le     #小于等于
-ge     #大于等于

五、高可用keepalived与nginx

Nginx默认监听在所有的IP地址上，VIP会飘到一台节点上，相当于那台nginx多了VIP这么一个网卡，所以可以访问到nginx所在机器
​
但是.....如果nginx宕机，会导致用户请求失败，但是keepalived没有挂掉不会进行切换，所以需要编写一个脚本检测Nginx的存活状态，如果不存活则kill掉keepalived

1.nginx故障切换脚本

[root@lb01 ~]# vim check_web.sh
#!/bin/sh
nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)
#1.判断Nginx是否存活,如果不存活则尝试启动Nginx
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
    systemctl start nginx
    sleep 3
    #2.等待3秒后再次获取一次Nginx状态
    nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l) 
    #3.再次进行判断, 如Nginx还不存活则停止Keepalived,让地址进行漂移,并退出脚本  
    if [ $nginxpid -eq 0 ];then
        systemctl stop keepalived
   fi
fi
#给脚本增加执行权限
[root@lb01 ~]# chmod +x /root/check_web.sh

2.调用脚本

[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {           
    router_id lb01      
}
#每5秒执行一次脚本，脚本执行内容不能超过5秒，否则会中断再次重新执行脚本
vrrp_script check_web {
    script "/root/check_web.sh"
    interval 5
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER        
    interface eth0      
    virtual_router_id 50    
    priority 100        
    advert_int 1        
    authentication {    
        auth_type PASS  
        auth_pass 1111  
    }
    virtual_ipaddress { 
        10.0.0.3    
    }
    #调用并运行脚本
    track_script {
        check_web
    }
}
#在Master的keepalived中调用脚本，抢占式，仅需在master配置即可。（注意，如果配置为非抢占式，那么需要两台服务器都使用该脚本）