LVS和keepalived群集

- 一、keepalived概述：
- - 1.keepalived服务的重要功能：
  - 2.高可用故障切换转移原理：
  - 3.keepalived实现原理剖析：
  - 4.keepalived体系主要模块及作用：
  - 5.keepalived的工作原理：
- 二、部署LVS和keepalived群集：
- - 1.配置负载调度器（主、备相同） (192.168.174.12、192.168.174.13）：
  - 2.配置节点服务器：
  - 3.测试验证：
- 三、总结：
- - 1.keepalived的功能：
  - 2.keepalived的使用：
  - 3.小结：

一、keepalived概述：

1.keepalived服务的重要功能：

（1）管理LVS负载均衡器软件：keepalived可以通过读取自身的配置文件，实现通过更底层的接口，直接管理LVS配置及服务的启动，停止功能，这会使LVS应用更健康。

（2）支持故障自动切换：

① 两台主机同时安装keepalived并启动服务，当启动的时候，master主机获得所有资源且对用户提供请求服务，当角色backup的主机作为master的热备，当主机master挂了，出现故障时，backup将自动接管master主机所有工作。包括接管VIP资源及相应资源服务。

② 当master主机故障修复后，又会自动接管回他原来处理的工作。backup则同时释放，master主机失效时接管的工作，此时两台主机将恢复最初启动时各自的原始角色及工作状态。

抢占模式：master从故障恢复后，将VIP从backup节点中抢占过来。
非抢占模式：master从故障恢复后，不抢占backup，backup升级为master后的VIP。

（3）实现LVS的健康检查：

通过keepalived_conf文件配置LVS的节点和相关参数，来实现对LVS直接管理。如果几个节点服务器同时发生故障，无法提供服务时，keepalived会将那个失效节点服务器从LVS正常转发阵列中清除出去。并将请求调度到别的节点服务器上，从而保证最终用户的访问不受影响。当故障的节点服务器修复后，keepalived又会自动将他们加入正常转发阵列中，对外面客户提供服务。

（4）实现LVS负载调度器，节点服务器的高可用性（HA）：负载均衡，健康检查，故障切换，LVS+keepalived完全可以满足需求。

2.高可用故障切换转移原理：

（1）keepalived高可用服务集群之间的故障切换转移，是通过VRRP（虚拟路由冗余协议）来实现的。

（2）在keepalived服务正常工作时，主（master）节点会不断向备份（backup）节点发送（多播的方式）心跳信息，用以告诉备节点自己还活着。当主节点发生故障时，就无法再发送心跳信息。于是调用自身的接管程序，接管主节点IP资源及服务，而当主节点恢复时，备节点又会释放主节点故障时，自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。

3.keepalived实现原理剖析：

（1）采用VRRP热备份协议，实现linux服务器，多机器热备份功能。

（2）VRRP是针对路由器的一种热备份解决方案。

① 由多台路由器组成一个热备组，通过共用虚拟IP对外提供服务。每组只有同时只有一个主（master）提供服务，其他处于冗余状态。

② 如果当前在线的路由器失效，则根据他设置的优先级自动接替虚拟IP，继续提供服务。

4.keepalived体系主要模块及作用：

（1）模块：core，check，vrrp

（2）作用：

① core：keepalived的核心，负责主进程启动，维护全局配置文件，加载和解析。

② vrrp：实现VRRP协议。

③ check：负责健康检查，常见的检查方式。如：端口，URL。

5.keepalived的工作原理：

基于VRRP协议来实现LVS的高可用方案，可解决静态路由出现的单点故障问题。在一个LVS服务集群中通常有主服务器（master）和备份服务器（backup）两种，但对外表现为一个虚拟IP，主服务器发送VRRP通告信息给备份服务器，当备份服务器收不到VRRP信息时，即主服务器异常时，备份服务器自动接管虚拟IP，继续提供服务，从而保证了高可用性。

二、部署LVS和keepalived群集：

LVS和keepalived数据流向图：

1.配置负载调度器（主、备相同） (192.168.174.12、192.168.174.13）：

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

（1）配置keeplived（主、备DR 服务器上都要设置）：

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
......
global_defs {						#定义全局参数
--10行--修改，邮件服务指向本地
	smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改，指定服务器（路由器）的名称，主备服务器名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
	router_id LVS_01
--14行--注释掉，取消严格遵守VRRP协议功能，否则VIP无法被连接
	#vrrp_strict
}
vrrp_instance VI_1 {				#定义VRRP热备实例参数
--20行--修改，指定热备状态，主为MASTER，（13）备为BACKUP
    state MASTER
--21行--修改，指定承载vip地址的物理接口
    interface ens33
--22行--修改，指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致	
    virtual_router_id 10
	#nopreempt		#如果设置非抢占模式，两个节点state必须为bakcup，并加上配置 nopreempt
--23行--修改，指定优先级，数值越大优先级越高，这里设置主为100，备为90
    priority 100
    advert_int 1					#通告间隔秒数(心跳频率)
    authentication {				#定义认证信息,每个热备组保持一致
		auth_type PASS				#认证类型
--27行--修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {				#指定群集vip地址
        192.168.174.180
    }
}
--36行--修改，指定虚拟服务器地址(VIP)、端口，定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.174.180 80 {
    delay_loop 6					#健康检查的间隔时间(秒)
    lb_algo rr						#指定调度算法，轮询(rr)
--39行--修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50			#连接保持时间(秒)
    protocol TCP					#应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改，指定第一个Web节点的地址、端口
    real_server 192.168.174.15 80 {
        weight 1					#节点的权重
--45行--删除，添加以下健康检查方式		
        TCP_CHECK {
			connect_port 80			#添加检查的目标端口
			connect_timeout 3		#添加连接超时(秒)
			nb_get_retry 3			#添加重试次数
			delay_before_retry 3	#添加重试间隔
		}
	}

	real_server 192.168.174.16 80 {		#添加第二个 Web节点的地址、端口
        weight 1
        TCP_CHECK {
			connect_port 80
			connect_timeout 3
			nb_get_retry 3
			delay_before_retry 3
		}
	}
##删除后面多余的配置##
}
192.168.174.12和13都需要配置vip(虚拟IP)
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.174.180
NETMASK=255.255.255.255

重启网卡 systemctl restart network
ifup  ens33:0 
systemctl start keepalived
ip addr              #查看虚拟网卡vip

（2）启动 ipvsadm 服务：

--192.168.174.12---

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C   ##清空规则
ipvsadm -A -t 192.168.174.180:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.174.180:80 -r 192.168.174.15:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.174.180:80 -r 192.168.174.16:80 -g


ipvsadm -ln
#如没有VIP 的分发策略，则重启 keepalived 服务，systemctl restart keepalived

--192.168.174.13---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -ln

（3）两台都做调整 proc 响应参数，关闭Linux 内核的重定向参数响应：

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p

2.配置节点服务器：

systemctl stop firewalld
setenforce 0

yum -y install httpd
systemctl start httpd

--192.168.174.15---
echo 'this is chanyeol!' > /var/www/html/index.html

--192.168.174.16---
echo 'this is baekhyun!' > /var/www/html/index.html

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.174.180
NETMASK=255.255.255.255

systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.174.180 dev lo:0

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p