基于Linux操作系统的keepalived双机热备和keepalived+lvs（DR）基本配置操作

news2024/11/17 12:58:56

目录

keepalived双机热备

一、概述

（一）具体工作原理如下：

（二）实验拓补

二、安装NFS、配置

1、第一台机器配置：NFS ：192.168.11.101

2、更改配置文件

3、安装NFS进行目录共享 

4、编辑配置文件进行文件共享  

5、创建需要共享的目录 

6、在创建的目录下建立一个网站访问文档 

7、查看是否存在共享目录

8、在第二台（ master ）第三台（ slave ）分别进行挂载 

三、功能模块

1、VRRP模块：

2.、配置管理模块：

3.、健康检查模块：

4.、故障转移模块：

5.、日志记录模块：

四、配置双机热备

1、master：192.168.11.102

2、slave：192.168.11.103配置

五、验证

六、双机热备的脑裂现象

七、当VIP无法通信时

keepalived+lvs（DR）

一、作用

二、 调度器配置

1、安装keepalived和ipvsadm（主、备）

2、创建ipvsadm启动需要的文件（主、备） 

3、启动服务

4、加载ip_vs模块 

5、配置keepalived

1）主调度器（master）

2）备调度器（backup）

6、重启服务（主、备）

7、查看lvs节点状态

三、web节点配置

1、调整ARP参数（Web1服务、Web2服务）

2、使用命令生效

3、配置虚拟IP地址

4、添加回环路由

5、安装nginx

6、启动服务 

7、更改网页访问内容

8、进行网站访问检测

总结

keepalived双机热备

一、概述

       Keepalived是一个用于高可用性的软件，它通过实现VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议）来提供双机热备功能。

       双机热备是一种架构设计，其中有两台服务器（主机和备机）同时运行，并共享相同的虚拟IP地址（VIP）。当主机出现故障或不可用时，备机会接管主机的工作并使用相同的VIP地址，以确保服务的持续可用性。

       Keepalived利用VRRP协议来实现双机热备。

（一）具体工作原理如下：

1、主机和备机通过VRRP协议进行通信，协商并确定主机和备机的优先级，主机通常具有较高的优先级。

2、在正常情况下，主机会周期性地发送VRRP心跳消息，以证明自己的存活状态和优先级。

3、如果备机在一定时间内没有收到主机的心跳消息，它会认为主机不可用，并开始进行故障转移。

4、当备机接管主机的工作时，它会使用相同的VIP地址，并开始处理来自客户端的请求。

5、一旦主机恢复正常，它会发送一条特殊的VRRP消息，请求备机放弃VIP地址，并将其切换回主机。

       说简单点就是在一个 LVS 服务集群中通常有主服务器（MASTER）和备份服务器（BACKUP）两种角色的服务器，但是对外表现为一个虚拟 IP，主服务器会发送 VRRP 通告信息给备份服务器，当备份服务器收不到 VRRP消息的时候，即主服务器异常的时候，备份服务器就会接管虚拟 IP，继续提供服务，从而保证了高可用性。

       keepalived双机热备解决了单点故障问题，在主宕机以后，备自动接替主的工作继续运行，当原主重启后，主自动变换为原有主。

（二）实验拓补

二、安装NFS、配置

1、第一台机器配置：NFS ：192.168.11.101

yum install -y keepalived

2、更改配置文件

在更改配置文件前，建议先做一个备份，避免后续出现故障问题

cd /etc/keepalived/
ls
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
ls


vim /etc/keepalived/keepalived.conf

3、安装NFS进行目录共享 

yum install -y nfs-utils

4、编辑配置文件进行文件共享  

vim /etc/exports

5、创建需要共享的目录 

mkdir /opt/wjy

6、在创建的目录下建立一个网站访问文档 

cd /opt/wjy/

echo test > index.html

 

7、查看是否存在共享目录

showmount -e

 showmount -e 表示显示指定主机所挂载的共享文件系统列表。

exportfs -arv

 exportfs -arv 表示将所有已经在/etc/exports中定义的文件系统重新导出。（直接进行挂载，无需重启服务）

其中，-a表示重新导出所有已经定义的文件系统，-r表示清除已经导出的文件系统，-v表示显示详细的导出信息。

 

8、在第二台（ master ）第三台（ slave ）分别进行挂载 

注：此步是在安装完web网站以后进行挂载的，例如nginx挂载到nginx的访问目录，apache挂载到apache的访问目录下，不然访问找不到内容 

三、功能模块

Keepalived双机热备的功能模块包括以下几个：

1、VRRP模块：

       VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）模块实现了VRRP协议，用于实现多个路由器之间的冗余和故障恢复。它允许多个路由器共享一个虚拟IP地址，通过选举一个主节点来处理网络流量，一旦主节点失效，备份节点可以接管虚拟IP地址。

2.、配置管理模块：

       这个模块负责管理Keepalived的配置文件。配置文件中定义了服务器的角色（主节点或备份节点）、网络接口、虚拟路由器ID、优先级、虚拟IP地址等参数。通过配置管理模块，可以灵活地配置和管理Keepalived的行为。

3.、健康检查模块：

       健康检查模块定期检查真实服务器的可用性。它发送请求到真实服务器，并根据响应情况判断服务器是否正常运行。如果服务器无法响应或状态异常，健康检查模块将发出警告，并触发故障转移操作。

4.、故障转移模块：

       故障转移模块是Keepalived的核心功能之一。当主节点发生故障或不可用时，故障转移模块将虚拟IP地址切换到备份节点，确保服务的连续性。它负责监控主节点的状态，并在需要时触发切换操作。

5.、日志记录模块：

       日志记录模块记录Keepalived的运行日志，包括故障转移事件、状态变化等。通过日志记录，可以方便地查看和分析Keepalived的运行情况，帮助故障排查和监控。

       这些功能模块共同协作，实现了Keepalived双机热备的高可用性和故障恢复机制。通过VRRP协议、配置管理、健康检查和故障转移，Keepalived确保了服务的连续性，并提供了一种简单而可靠的解决方案来提高系统的稳定性。

    core        主进程启动

    vrrp        vrrp协议：热备份路由协议

    check        健康状态检测

四、配置双机热备

1、master：192.168.11.102

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

配置文件内容 ：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.11.200
        192.168.11.201
        192.168.11.202
    }
}

 启动服务 

systemctl start keepalived

查看IP 

 真实IP和虚IP

2、slave：192.168.11.103配置

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

 配置文件内容：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.11.200
        192.168.11.201
        192.168.11.202
    }
}

注： 标记这两个地方一点要进行更改，这样才可以做到主停止工作，备启动运行，而且备的优先级一定要低于主的优先级。

五、验证

安装web服务，什么都可以Nginx、Apache等等

 停掉主的服务

再次进行查看

 

 此时启动原主关闭备进行查看 

六、双机热备的脑裂现象

    Keepalived配置里同一 VRRP实例，如果 virtual_router_id两端参数配置不一致也会导致裂脑问题发生。

    vrrp实例名字不一致、优先级一致

    防火墙打开，导致心跳无法正常通信

    网卡故障：网卡进行多路复用

七、当VIP无法通信时

注释掉配置文件中：vrrp_strict即可

keepalived+lvs（DR）

一、作用

    使用keepalived解决lvs的单点故障

    高可用集群

二、 调度器配置

拓补图

实验要求：使用四台机器进行配置

主调度器（master）：192.168.11.111

备调度器（backup）：192.168.11.112

Web服务1（nginx1）：192.168.11.113

Web服务2（nginx2）：192.168.11.114

虚IP：192.168.11.200

更改主机名

hostnamectl set-hostname master
bash

 

hostnamectl set-hostname backup
bash

 

hostnamectl set-hostname nginx1
bash

 

hostnamectl set-hostname nginx2
bash

 

1、安装keepalived和ipvsadm（主、备）

yum install -y keepalived ipvsadm

2、创建ipvsadm启动需要的文件（主、备） 

touch /etc/sysconfig/ipvsadm

3、启动服务

systemctl start keepalived
systemctl start ipvsadm

4、加载ip_vs模块 

modprobe ip_vs
lsmod | grep ip_vs

5、配置keepalived

1）主调度器（master）

注：先备份配置文件，养成良好习惯。

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak

        编辑配置文件： 

vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

  1 ! Configuration File for keepalived     #（！）是本文的注释，同时使用"#"注释一样可以
  2 
  3 global_defs {
  4 #   notification_email {              #注释掉这些目前无用的的配置
  5 #     acassen@firewall.loc
  6 #     failover@firewall.loc
  7 #     sysadmin@firewall.loc
  8 #   }
  9 #   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
 10 #   smtp_server 192.168.200.1
 11 #   smtp_connect_timeout 30
 12    router_id LVS_DEVEL1
 13 #   vrrp_skip_check_adv_addr
 14 #   vrrp_strict             #取消严格遵守vrrp协议功能
 15 #   vrrp_garp_interval 0
 16 #   vrrp_gna_interval 0
 17 }
 18 
 19 vrrp_instance VI_1 {
 20     state MASTER
 21     interface ens33
 22     virtual_router_id 51
 23     priority 100
 24     advert_int 1
 25     authentication {
 26         auth_type PASS
 27         auth_pass 1111
 28     }
 29     virtual_ipaddress {
 30         192.168.11.200
 31 #        192.168.200.17
 32 #        192.168.200.18
 33     }
 34 }
 35 
 36 virtual_server 192.168.11.200 80 {
 37     delay_loop 6
 38     lb_algo rr
 39     lb_kind DR
 40     persistence_timeout 50
 41     protocol TCP
 42 
 43     real_server 192.168.11.113 80 {
 44         weight 1
 45         HTTP_GET {
 46             url {
 47               path /
 48 #              digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
 49             }
 50             url {
 51               path /
 52 #              digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd
 53             }
 54             connect_timeout 3
 55             nb_get_retry 3
 56             delay_before_retry 3
 57         }
 58     }
 59     real_server 192.168.11.114 80 {
 60         weight 1
 61         HTTP_GET {
 62             url {
 63               path /
 64 #              digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
 65             }
 66             url {
 67               path /
 68 #              digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd
 69             }
 70             connect_timeout 3
 71             nb_get_retry 3
 72             delay_before_retry 3
 73         }
 74     }
 75 }
 76 
 77 #=====================================================================================#
 78 #以下97行配置文件暂时无用，这里全部删除掉，因为已经做好过备份。#

 

2）备调度器（backup）

        备份配置文件

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak

        因为备调度器的配置与主调度器配置大多一样，这里我们使用 scp 将配置好的主配置文件传至备调度器中，进行细微修改

scp keepalived.conf 192.168.11.112:/etc/keepalived/


vim keepalived.conf

        只需更改12行、20行、23行内容即可

6、重启服务（主、备）

systemctl restart keepalived
systemctl restart ipvsadm

7、查看lvs节点状态

ipvsadm -ln

三、web节点配置

1、调整ARP参数（Web1服务、Web2服务）

vim /etc/sysctl.conf

添加内容： 

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

2、使用命令生效

sysctl -p

3、配置虚拟IP地址

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0

编辑内容：

DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.11.200
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
NAME=loopback:0

 

4、添加回环路由

route add -host 192.168.11.200/32 dev lo:0

5、安装nginx

yum install -y nginx

6、启动服务 

systemctl start nginx

7、更改网页访问内容

Web1服务

echo nginx1 > /usr/share/nginx/html/index.html

Web2服务 

echo nginx2 > /usr/share/nginx/html/index.html

8、进行网站访问检测

 关掉主调度器服务

去备调度器上查看ip 

 然后网站进行访问检测

 

这样可以看到实现了负载均衡，在主宕机以后，从接替主继续实行网页访问。

如果在配置中，配置完成时无法负载均衡访问网页可以：

ipvsadm -C

清除配置

ipvsadm -A -t 192.168.11.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.11.200:80 -r 192.168.11.113:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.11.200:80 -r 192.168.11.114:80 -g

重新进行指定

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl restart keepalived

将配置保存到指定文件中，重启服务即可

总结

       通过今天搭配的这两个服务，可以进一步健康检查、持久化、连接超时等参数来优化负载均衡和故障恢复。无论是Keepalived双机热备还是Keepalived+LVS（DR），都需要确保网络配置正确、Keepalived服务正常运行以及实时监控服务状态。这样可以实现高可用性和负载均衡，提高系统的稳定性和可靠性。可能有理解不到之处，忘大家见谅。

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