一、什么是keepalived

Keepalived 是一个用于实现服务器高可用性（High Availability，简称 HA）的软件。

简单来说，它的主要作用是检测服务器的状态，并在主服务器出现故障时，自动将服务切换到备份服务器上，以确保服务的持续可用。

Keepalived 基于虚拟路由冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol，简称 VRRP）来工作。VRRP 协议可以在一组路由器中选举出一个主路由器，其他的作为备份路由器。当主路由器出现故障时，备份路由器能够迅速接替其工作，保证网络的连通性。

在实际应用中，Keepalived 通常用于以下场景：

1. 负载均衡器的高可用：例如在使用 LVS（Linux Virtual Server）作为负载均衡器时，通过 Keepalived 确保负载均衡器的持续运行。

   • 比如，一个网站使用 LVS 进行负载均衡，如果主 LVS 服务器宕机，Keepalived 会立即将流量切换到备份的 LVS 服务器上，保证用户的访问不受影响。

2. 应用服务器的高可用：对于关键的应用服务器，Keepalived 可以监控服务器的健康状态，实现故障自动切换。

   • 假设一个在线支付系统的服务器，通过 Keepalived 配置，当主服务器因硬件故障或软件崩溃无法响应时，备份服务器能够立即接管服务，确保支付流程不中断。

二、什么是VRRP 

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议） 是一种容错协议，用于在局域网中提供网关的冗余性。

VRRP 允许一组路由器共同构成一个虚拟路由器。在这个虚拟路由器中，会选举出一台主路由器（Master Router），其他的则为备份路由器（Backup Router）。

主路由器负责处理发往虚拟路由器的数据包转发工作。备份路由器则处于监听状态，实时监测主路由器的状态。

当主路由器出现故障时，备份路由器中优先级最高的那台会迅速切换成为新的主路由器，接管数据包的转发工作，从而保证网络的连续性和稳定性。

例如，在一个企业网络中，有多台路由器连接到同一个局域网。通过配置 VRRP，将这些路由器组成一个虚拟路由器。用户的设备只需要将网关设置为这个虚拟路由器的 IP 地址，而无需关心实际哪台路由器在工作。

假设最初主路由器为 Router A，当它发生故障时，Router B（优先级较高的备份路由器）会在短时间内接替成为新的主路由器，用户的网络访问不会受到明显影响。

VRRP 为网络提供了一种高可用性的解决方案，避免了单点故障对网络通信造成的影响，确保了网络服务的持续可靠运行。

 三、VRRP相关技术

通告：

• 心跳：VRRP 中通过发送心跳消息来告知其他路由器自身的状态。
• 优先级：决定了路由器在虚拟路由器中的角色，优先级高的更有可能成为主路由器。

周期性：
VRRP 协议的各种消息通常是周期性发送的，以确保各路由器之间的状态同步和及时感知变化。

工作方式：

• 抢占式：当备份路由器的优先级高于当前主路由器时，会抢占成为主路由器。
• 非抢占式：即使备份路由器优先级更高，也不会主动抢占主路由器的角色，除非当前主路由器故障。

安全认证：

• 无认证：在一些对安全性要求不高的场景中使用，存在一定风险。
• 简单字符认证：通过预共享密钥进行认证，相对简单但能提供一定的安全性。
• MD5：使用 MD5 算法进行认证，安全性更高。

工作模式：

• 主/备（单虚拟路由器）：一个主路由器负责转发数据包，备份路由器处于待命状态。
  • 例如，在一个小型网络中，只有一台主路由器正常工作，备份路由器等待主路由器出现故障时进行切换。
• 主/主（主/备（虚拟路由器 1），备/主（虚拟路由器 2））：实现了负载分担和冗余备份的双重功能。
  • 比如在一个较大规模的网络中，一部分流量通过虚拟路由器 1 的主路由器转发，另一部分流量通过虚拟路由器 2 的主路由器转发，同时各自有对应的备份路由器保障可靠性。

 四、keepalived部署

1、Keepalived 相关文件

2、环境说明

 

 2、两台需要安装keepalived的虚拟机：172.25.254.128、172.25.254.152

      两台http服务器：172.25.254.153、172.25.254.154

3、keepalived实验环境配置

两台http服务器安装http服务

测试一下

五、keepalived虚拟路由的配置

keepalived安装

配置文件组成部分

配置文件： /etc/keepalived/keepalived.conf

配置文件组成

GLOBAL CONFIGURATION

Global definitions ： 定义邮件配置， route_id ， vrrp 配置，多播地址等

VRRP CONFIGURATION

VRRP instance(s) ：

定义每个 vrrp 虚拟路由器

LVS CONFIGURATION

Virtual server group(s)

Virtual server(s) ：

LVS 集群的 VS 和 RS

 全局配置

! Configuration File for keepalived

global_defs {

notification_email {

594233887@qq.com #keepalived 发生故障切换时邮件发送的目标邮箱，可以按行区

分写多个

timiniglee-zln@163.com

}

notification_email_from keepalived@KA1.timinglee.org # 发邮件的地址

smtp_server 127.0.0.1 # 邮件服务器地址

smtp_connect_timeout 30 # 邮件服务器连接 timeout

router_id KA1.timinglee.org # 每个 keepalived 主机唯一标识

# 建议使用当前主机名，但多节点

重名不影响

vrrp_skip_check_adv_addr # 对所有通告报文都检查，会比较消耗性能

# 启用此配置后，如果收到的通告报文和上一

个报文是同一 # 个路由器，则跳过检查，默认

值为全检查

vrrp_strict # 严格遵循 vrrp 协议

# 启用此项后以下状况将无法启动服务 :

#1. 无 VIP 地址

#2. 配置了单播邻居

#3. 在 VRRP 版本 2 中有 IPv6 地址

# 建议不加此项配置

vrrp_garp_interval 0 # 报文发送延迟， 0 表示不延迟

vrrp_gna_interval 0 # 消息发送延迟

vrrp_mcast_group4 224.0.0.18 # 指定组播 IP 地址范围：

}

 

测试一下

默认为抢占模式

 六、keepalived虚拟路由通讯设定

注意vrrp_strict和vrrp_iptables这两行，要么同时开启，要么同时关闭

七、keepalived日志分离

[root@ka1 ~]# vim /etc/sysconfig/keepalived 

[root@ka1 ~]# vim /etc/rsyslog.conf

八、keepalived独立子配置文件

[root@ka1 ~]# systemctl restart keepalived.service

九、keepalived非强制和延迟抢占

非抢占模式 nopreempt

十二、keepalived双主模式

ka1

ka2

测试一下

十二、keepalived-ipvs设定

IPVS相关配置

虚拟服务器配置结构

virtual_server IP port {

...

real_server {

...

}

real_server {

...

}

…

}

virtual server （虚拟服务器）的定义格式  

virtual_server IP port # 定义虚拟主机 IP 地址及其端口

virtual_server fwmark int #ipvs 的防火墙打标，实现基于防火墙的负载均衡集群

virtual_server group string # 使用虚拟服务器组

虚拟服务器配置

virtual_server IP port { #VIP 和 PORT

delay_loop <INT> # 检查后端服务器的时间间隔

lb_algo rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh # 定义调度方法

lb_kind NAT|DR|TUN # 集群的类型 , 注意要大写

persistence_timeout <INT> # 持久连接时长

protocol TCP|UDP|SCTP # 指定服务协议 , 一般为 TCP

sorry_server <IPADDR> <PORT> # 所有 RS 故障时，备用服务器地址

real_server <IPADDR> <PORT> { #RS 的 IP 和 PORT

weight <INT> #RS 权重

notify_up <STRING>|<QUOTED-STRING> #RS 上线通知脚本

notify_down <STRING>|<QUOTED-STRING> #RS 下线通知脚本

HTTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK { ... } # 定义当前主机健康状

态检测方法

}

}

# 注意 : 括号必须分行写 , 两个括号写在同一行 , 如 : }} 会出错

 

应用层监测  

HTTP_GET|SSL_GET {

url {

path <URL_PATH> # 定义要监控的 URL

status_code <INT> # 判断上述检测机制为健康状态的响应码，一般为 200

}

connect_timeout <INTEGER> # 客户端请求的超时时长 , 相当于 haproxy 的 timeout server

nb_get_retry <INT> # 重试次数

delay_before_retry <INT> # 重试之前的延迟时长

connect_ip <IP ADDRESS> # 向当前 RS 哪个 IP 地址发起健康状态检测请求

connect_port <PORT> # 向当前 RS 的哪个 PORT 发起健康状态检测请求

bindto <IP ADDRESS> # 向当前 RS 发出健康状态检测请求时使用的源地址

bind_port <PORT> # 向当前 RS 发出健康状态检测请求时使用的源端口

}

TCP监测

TCP_CHECK {

connect_ip <IP ADDRESS> # 向当前 RS 的哪个 IP 地址发起健康状态检测请求

connect_port <PORT> # 向当前 RS 的哪个 PORT 发起健康状态检测请求

bindto <IP ADDRESS> # 发出健康状态检测请求时使用的源地址

bind_port <PORT> # 发出健康状态检测请求时使用的源端口

connect_timeout <INTEGER> # 客户端请求的超时时长

# 等于 haproxy 的 timeout server

}

 两台http服务器配置VIP和设定ARP广播

keepalived安装ipvsadm

轮询正常

测试一下

随便停掉一个http服务

再启动

随便停掉一个keepalived服务

正常访问

再启动

正常访问

十三、keepalived-vrrp脚本控制VIP

调用脚本

track_script {

SCRIPT_NAME_1

SCRIPT_NAME_2

}

 定义 VRRP script

vrrp_script <SCRIPT_NAME> { # 定义一个检测脚本，在 global_defs 之外配置

script <STRING>|<QUOTED-STRING> #shell 命令或脚本路径

interval <INTEGER> # 间隔时间，单位为秒，默认 1 秒

timeout <INTEGER> # 超时时间

weight <INTEGER:-254..254> # 默认为 0, 如果设置此值为负数，

# 当上面脚本返回值为非 0 时

# 会将此值与本节点权重相加可以降低本节点权重，

# 即表示 fall.

# 如果是正数，当脚本返回值为 0 ，

# 会将此值与本节点权重相加可以提高本节点权重

# 即表示 rise. 通常使用负值

fall <INTEGER> # 执行脚本连续几次都失败 , 则转换为失败，建议设为 2 以上

rise <INTEGER> # 执行脚本连续几次都成功，把服务器从失败标记为成功

user USERNAME [GROUPNAME] # 执行监测脚本的用户或组

init_fail # 设置默认标记为失败状态，监测成功之后再转换为成功状态

}

 调用 VRRP script

vrrp_instance test {

... ...

track_script {

check_down

}

}

 编写脚本

现在VIP在ka1上

VIP跳到了ka2上

然后我们把/mnt/tc这个文件删掉

VIP又回到了ka1

十四、keepalived+haproxy的高可用集群

在ka1和ka2上安装haproxy

配置haproxy

ka1和ka2开启内核参数