Keepalived安装使用详解

简介

Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案，可以利用其来避免IP单点故障，类似的工具还有heartbeat、corosync、pacemaker。

但是它一般不会单独出现，而是与其它负载均衡技术（如lvs、haproxy、nginx）一起工作来达到集群的高可用。

Keepalived的作用是检测服务器的状态，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的服务器从系统中剔除，同时使用其他服务器代替该服务器的工作；

当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的服务器。

安装

#下载
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.23.tar.gz
#解压
tar -zxvf keepalived-1.2.23.tar.gz
cd keepalived-1.2.23
#安装
./configure --prefix=/usr/local/keepalived   #prefix指定安装目录
make
make install

配置

【/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf】

global_defs {
    notification_email { #指定keepalived在发生事情的时候，发送邮件告知，可以有多个地址，每行一个。
        acassen@firewall.loc
        failover@firewall.loc
        sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #指定发件人
    smtp_server 127.0.0.1 #发送email的smtp地址
    smtp_connect_timeout 30 #超时时间
    router_id LVS_DEVEL #运行keepalived的机器的一个标识,多个节点标识可以相同，也可以不同
    vrrp_skip_check_adv_addr
    vrrp_strict
    vrrp_garp_interval 0
    vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER #指定当前节点为主节点 备用节点上设置为BACKUP即可
    interface eth0 #绑定虚拟IP的网络接口
    virtual_router_id 51 #VRRP组名，两个节点的设置必须一样，以指明各个节点属于同一VRRP组
    priority 100 #主节点的优先级（1-254之间），备用节点必须比主节点优先级低
    advert_int 1
    authentication { #设置验证信息，两个节点必须一致
    　　auth_type PASS
    　　auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress { #指定虚拟IP, 两个节点设置必须一样
    　　192.168.1.21/24
    }
}

【/usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived】

KEEPALIVED_OPTIONS="-D -f /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf" #指定keepalived配置文件路径

因为我们使用非默认路径（/usr/local）安装keepalived，需要设置一些软链接以保证keepalived能正常启动

ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived  /usr/bin #将keepalived主程序加入到环境变量
ln -s /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived  /etc/init.d/ #keepalived启动脚本，放到/etc/init.d/目录下就可以使用service命令便捷调用
ln -s /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived  /etc/sysconfig/ #keepalived启动脚本变量引用文件，默认文件路径是/etc/sysconfig/，也可以不做软链接，直接修改启动脚本中文件路径即可

启动

service keepalived start|stop|restart
chkconfig keepalived on

默认的配置文件中，指定了虚拟IP :192.168.1.21，可使用ip addr（或ip a）命令验证之。

应用

keepalived两种模式：主-备、主-主

主-备

虚拟IP：192.168.1.21         主节点：192.168.1.23          备用节点：192.168.1.24

主配置文件

【/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf】

global_defs {
    notification_email { #指定keepalived在发生事情的时候，发送邮件告知，可以有多个地址，每行一个。
        acassen@firewall.loc
        failover@firewall.loc
        sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #指定发件人
    smtp_server 127.0.0.1 #发送email的smtp地址
    smtp_connect_timeout 30 #超时时间
    router_id LVS_DEVEL #运行keepalived的机器的一个标识,多个节点标识可以相同，也可以不同
    vrrp_skip_check_adv_addr
    vrrp_strict
    vrrp_garp_interval 0
    vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER #指定当前节点为主节点 备用节点上设置为BACKUP即可
    interface eth0 #绑定虚拟IP的网络接口
    virtual_router_id 51 #VRRP组名，两个节点的设置必须一样，以指明各个节点属于同一VRRP组
    priority 100 #主节点的优先级（1-254之间），备用节点必须比主节点优先级低
    advert_int 1
    authentication { #设置验证信息，两个节点必须一致
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress { #指定虚拟IP, 两个节点设置必须一样
        192.168.1.21/24
    }
}    

备配置文件
【/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf】

global_defs {
    notification_email { #指定keepalived在发生事情的时候，发送邮件告知，可以有多个地址，每行一个。
        acassen@firewall.loc
        failover@firewall.loc
        sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #指定发件人
    smtp_server 127.0.0.1 #发送email的smtp地址
    smtp_connect_timeout 30 #超时时间
    router_id LVS_DEVEL #运行keepalived的机器的一个标识,多个节点标识可以相同，也可以不同
    vrrp_skip_check_adv_addr
    vrrp_strict
    vrrp_garp_interval 0
    vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP #指定当前节点为主节点 备用节点上设置为BACKUP即可
    interface eth0 #绑定虚拟IP的网络接口
    virtual_router_id 51 #VRRP组名，两个节点的设置必须一样，以指明各个节点属于同一VRRP组
    priority 99 #主节点的优先级（1-254之间），备用节点必须比主节点优先级低
    advert_int 1
    authentication { #设置验证信息，两个节点必须一致
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress { #指定虚拟IP, 两个节点设置必须一样
        192.168.1.21/24
    }
}

主-主

虚拟IP：192.168.1.21、192.168.1.22      A节点：192.168.1.23       B节点：192.168.1.24

主备模式的缺点就是始终只有一台机器位于工作状态，另外一台机器永远是备用状态，存在资源浪费之问题。

双主模式允许两台机器均处于工作状态并互相作为备份。搭建keepalived双方模式的要素：

.必须有两个虚拟IP, 分别绑定至两个节点上

.每个节点作为某个虚拟IP的主节点，并同时作为另外一个虚拟IP的备用节点。

.当某个节点产生故障时，两个虚拟IP自动绑定至正常节点上

也就是说，两个节点的配置应该是交叉的，对同个虚拟IP，交叉互为主备。

节点A配置文件

【/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf】

global_defs {
    notification_email { #指定keepalived在发生事情的时候，发送邮件告知，可以有多个地址，每行一个。
        acassen@firewall.loc
        failover@firewall.loc
        sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #指定发件人
    smtp_server 127.0.0.1 #发送email的smtp地址
    smtp_connect_timeout 30 #超时时间
    router_id LVS_DEVEL #运行keepalived的机器的一个标识,多个节点标识可以相同，也可以不同
    vrrp_skip_check_adv_addr
    vrrp_strict
    vrrp_garp_interval 0
    vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51 #本机两个vrrp_instance组的此值不能相同，但对应备用节点的此值必须相同
    priority 100 #对应备用节点值应该比此值小
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.21/24
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 52 #本机两个vrrp_instance组的此值不能相同，但对应备用节点的此值必须相同
    priority 99 #主节点的值应该比此值大
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.22/24
    }
}

节点B配置文件
【/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf】

global_defs {
　　　notification_email { #指定keepalived在发生事情的时候，发送邮件告知，可以有多个地址，每行一个。
　　　　acassen@firewall.loc
　　　　failover@firewall.loc
　　　　sysadmin@firewall.loc
}
　　notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #指定发件人
　　smtp_server 127.0.0.1 #发送email的smtp地址
　　smtp_connect_timeout 30 #超时时间
　　router_id LVS_DEVEL #运行keepalived的机器的一个标识,多个节点标识可以相同，也可以不同
　　vrrp_skip_check_adv_addr
　　vrrp_strict
　　vrrp_garp_interval 0
　　vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
　　state BACKUP
　　interface eth0
　　virtual_router_id 51 #本机两个vrrp_instance组的此值不能相同，但对应备用节点的此值必须相同
　　priority 99 #对应主节点值应该比此值大
　　advert_int 1
　　authentication {
　　　　auth_type PASS
　　　　auth_pass 1111
　　}
　　virtual_ipaddress {
　　　　192.168.1.21/24
　　}
}

vrrp_instance VI_2 {
　　state MASTER
　　interface eth0
　　virtual_router_id 52 #本机两个vrrp_instance组的此值不能相同，但对应备用节点的此值必须相同
　　priority 100 #对应备用节点的值应该比此值小
　　advert_int 1
　　authentication {
　　　　auth_type PASS
　　　　auth_pass 1111
　　}
　　virtual_ipaddress {
　　　　192.168.1.22/24
　　}
}

脑裂问题

两个节点实际都处于正常工作状态，但是无法接收到彼此的组播通知，这时两个节点均强行绑定虚拟IP，导致不可预料的后果。

这时就需要设置仲裁，即每个节点必须判断自身的状态（应用服务状态及自身网络状态），要实现这两点可使用自定义shell脚本实现，通过周期性地检查自身应用服务状态，并不断ping网关（或其它可靠的参考IP）均可。当自身服务异常、或无法ping通网关，则认为自身出现故障，就应该移除掉虚拟IP(停止keepalived服务即可）。

主要借助keepalived提供的vrrp_script及track_script实现：

在keepalived的配置文件最前面加入以下代码，定义一个跟踪脚本：

vrrp_script check_local { #定义一个名称为check_local的检查脚本
　　script "/usr/local/keepalived/bin/check_local.sh" #shell脚本的路径
　　interval 5 #运行间隔
}

再在vrrp_instance配置中加入以下代码使用上面定义的检测脚本：

track_script {
　　check_local
}

我们在/usr/local/keepalived/bin/check_local.sh定义的检测规则是：

1. 自身web服务故障（超时，http返回状态不是200）

2. 无法ping通网关

3. 产生以上任何一个问题，均应该移除本机的虚拟IP(停止keepalived实例即可)

但这里有个小问题，如果本机或是网关偶尔出现一次故障，那么我们不能认为是服务故障。更好的做法是如果连续N次检测本机服务不正常或连接N次无法ping通网关，才认为是故障产生，才需要进行故障转移。

但这么做的缺点是，如果脚本检测到故障产生，并停止掉了keepalived服务，那么当故障恢复后，keepalived是无法自动恢复的。

还可以利用独立的脚本以秒级的间隔检查自身服务及网关连接性，再根据故障情况控制keepalived的运行或是停止。

在每个节点运行shell脚本（check_service.sh）检测本机的服务是否正常，一旦检测到服务异常时，停止掉本机的keepalived, 如此虚拟IP自动转移到备用机器之上，如每隔3秒检测一次本机服务状态，如果连接3次检测失败，则停止掉keepalived实例。同时如果本机服务是正常的，但是keepalived没有启动（故障恢复之后），则启动keepalived，以达到故障恢复之目的。

check_service.sh文件的内容

#!/bin/bash

pidfile=/var/lock/subsys/`basename $`.pid
if [ -f $pidfile ] && [ -e /proc/`cat $pidfile` ] ; then
　　exit
fi

trap "rm -fr $pidfile ; exit 0"
echo $$ > $pidfile

maxfails=
fails=
success=

while [  ]
do
　　/usr/bin/wget --timeout= --tries= http://127.0.0.1/ -q -O /dev/null
　　if [ $? -ne  ] ; then
　　　　let fails=$[$fails+]
　　　　success=
　　else
　　　　fails=
　　　　let success=$[$success+]
　　fi

　　if [ $fails -ge $maxfails ] ; then
　　　　fails=
　　　　success=

　　　　#check keepalived is running ? try to stop it
　　　　service keepalived status | grep running
　　　　if [ $? -eq  ] ; then
　　　　　　logger -is "local service fails $maxfails times ... try to stop keepalived."
　　　　　　service keepalived stop >& | logger
　　　　fi
　　fi

　　if [ $success -gt $maxfails ] ; then
　　　　#check keepalived is stopped ? try to start it
　　　　service keepalived status | grep stopped
　　　　if [ $? -eq  ] ; then
　　　　　　logger -is "service changes normal, try to start keepalived ."
　　　　　　service keepalived start
　　　　fi
　　　　success=
　　fi
　　sleep
done

两个节点上均应运行此脚本，请将此脚本加入到cron任务中（此程序已经作了单实例运行机制，加入计划任务的作用就是防止脚本意外中断后检测功能失效），可实现的功能：

如果本地服务连续三次检测失败，就尝试停止keepalived服务（如果keepalived处于运行状态）

如果本地服务连接三次检测成功，但keepalived没有启动，则启动之

关键的执行点，均已经记录到系统日志中（/var/log/messages）

执行crontab -e , 加入以下内容：

*/ * * * * /root/check_service.sh

停止掉本机的keepalived, 稍过一会，就会keepalived服务被自动启动了（这是因为本地服务检测正常）

停止掉本机的nginx, 稍过一会，就会发现keepalived服务也被停止掉了

再启动nginx, 稍过一会，发现keepalived也被正常启动，并绑定了正确的虚拟IP

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参考资料：

http://zhangxugg-163-com.iteye.com/blog/1665419