Keepalive介绍及工作原理

注：keepalive和Nginx和高可用没有关联。

1.什么是高可用，为什么要设计高可用？

1.两台业务系统启动着相同的服务，如果有一台故障，另一台自动接管，我们将国称之为高可用。
2.系统可用率算法例：
1个9：（1-90%）*365=36.5天 —-> 表示该系统1年时间里最多可能的业务中断时间是36.5天
2个9：（1-99%）*365=3.65天 —-> 表示该系统1年时间里最多可能的业务中断时间是3.65天

2.高可用的目的？

保证系统可实时不间断的使用。

3.高可用使用什么工具来实现？

软件：keepalive

4.keepalive如何实现高可用？

keepalive是通过vrrp（虚拟路由冗余协议）实现高可用。

VRRP协议原理

5.keepalive使用场景

通常业务系统需要保证7X24小时不down机。比如公司内部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随地地都要求可用。

场景及原理说明

6.keepalive安装与配置

1.安装

yum install -y keepalive

2.配置[root@lb01 ~]#

**lb01配置**：
cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb01     #标识信息
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    priority 150                      #优先级
    interface eth0                    #绑定的网卡
    virtual_router_id 50              #同一个虚拟的路由
    advert_int 1                      #心跳的间隔时间
    authentication {
        auth_type PASS      #两个主机之间的密语
        auth_pass 1111          #心跳密码
}
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3     #虚拟IP地址（可以绑定多个虚拟IP地址）
    }
}
**lb02配置**：
#lb02配置如下
global_defs {
    router_id lb02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    priority 100
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3         #虚拟IP地址
    }
}

3.启动

systemctl  start keepalive

4.测试：keepalive高可用地址漂移
（1）keepalive提供一个VIP（虚拟IP）和vmac（虚拟Mac地址）

虚拟IP地址

（2）抓包测试

抓包测试

7.keepalive高可用抢占式和非抢占式

（1）默认配置为抢占式：
master挂掉，backup上台，master重新启动则讲IP抢占过去。
（2）非抢占式配置：
两台均为backup，在优先级上做区分，如master挂掉，backup上台，则backup变成master，master变为backup。
a.两个节点的state均为backup(官方建议)
b.两个节点都在vrrp_instance中添加nopreempt
c.其中一个节点的优先级要高于另外一个节点
两台服务器角色都启用了nopreempt后，必须修改角色状态统一为backup，唯一的区别就是优先级不同。

#Master
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        priority 150
        nopreempt
    }

#Backup
    vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP
        priority 100
        nopreempt
    }

8.keepalive高可用与Nginx集成

• PS: 有Nginx负载均衡,并不一定必须要装Keepalived
• Nginx负载均衡实现高可用,需要借助Keepalived地址漂移功能
• 比如:第一次 keepalived绑定在Master上, 通过vip地址访问到这台master上的所有服务
• 因为所有的服务都是 listen port;

9.keepalive问题

keepalive高可用故障脑裂
由于某些原因，导致两台keepalive高可用服务器在指定时间内，无法检测到对方的心跳消息，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。
a.服务器网线松动等网络故障
b.服务器硬件故障发生损坏现象而奔溃
c.主备服务器都开启了firewalld防火墙
解决方法：

• 如果Nginx宕机, 会导致用户请求失败, 但Keepalived并不会进行地址漂移
• 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 nginx和keepalived

# 脚本如下
[root@lb01 ~]# cat  /server/scripts/check_www.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
[root@lb01 ~]# chmod +x /server/scripts/check_www.sh

配置keepalived使用

[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    router_id lb01
}

#定义脚本所在的位置,以及执行时间
vrrp_script  check_www {
    script "/server/scripts/check_www.sh"
    interval 5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    priority 150
    nopreempt
    interface eth0
    virtual_router_id 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
}
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.3
    }

    #调用脚本
    track_script {
        check_www
    }
}

10.如何高可用集群双主配置

###编写lb01服务器keepalived配置文件
[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
    ! Configuration File for keepalived
     global_defs {
       router_id lb01
    }

    vrrp_instance shuai {
        state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        priority 150
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
         10.0.0.3/24
        }
    }
    vrrp_instance ashuai {
        state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 52
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
         10.0.0.4/24
        }
    }

###编写lb02服务器keepalived配置文件
    ! Configuration File for keepalived
    global_defs {
       router_id lb02
    }

    vrrp_instance shuai {
        state BACKUP
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        priority 100
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
            10.0.0.3/24
        }
    }
    vrrp_instance ashuai {
        state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 52
        priority 150
        advert_int 1
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
            10.0.0.4/24
        }
    }

11.高可用服务安全访问配置(负载均衡服务)

1.修改nginx负载均衡文件

    upstream oldboy {
       server 10.0.0.7:80;
       server 10.0.0.8:80;
       server 10.0.0.9:80;
    }
    server {
        listen       10.0.0.3:80;
        server_name  www.oldboy.com;
        location / {
           proxy_pass http://oldboy;
           proxy_set_header Host $host;
           proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
           proxy_next_upstream error timeout http_404 http_502 http_403;
        }
    }
    server {
        listen       10.0.0.4:80;
        server_name  bbs.oldboy.com;
        location / {
           proxy_pass http://oldboy;
           proxy_set_header Host $host;
           proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        }
    }

2.修改内核文件

异常问题:
    01. 如何设置监听网卡上没有的地址
    解决: 需要修改内核信息
    echo 'net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1' >>/etc/sysctl.conf
        sysctl -p 

3.重启nginx负载均衡服务

systemctl restart nginx