Keepalived原理与实战精讲.docx
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Keepalived原理与实战精讲
Keepalived原理与实战精讲
gotop&FinalBSD
什么是Keepalived呢，keepalived观其名可知，保持存活，在网络里面就是保持在线了，也就是所谓的高可用或热备，用来防止单点故障（单点故障是指一旦某一点出现故障就会导致整个系统架构的不可用）的发生，那说到keepalived时不得不说的一个协议就是VRRP协议，可以说这个协议就是keepalived实现的基础，那么首先我们来看看VRRP协议
注：
搞运维的要有足够的耐心哦，不理解协议就很难透彻的掌握keepalived的了
一，VRRP协议
VRRP协议
学过网络的朋友都知道，网络在设计的时候必须考虑到冗余容灾，包括线路冗余，设备冗余等，防止网络存在单点故障，那在路由器或三层交换机处实现冗余就显得尤为重要，在网络里面有个协议就是来做这事的，这个协议就是VRRP协议，Keepalived就是巧用VRRP协议来实现高可用性（HA）的
VRRP协议有一篇文章写的非常好，大家可以直接看这里（记得认真看看哦，后面基本都已这个为基础的了）
帖子地址：
只需要把服务器当作路由器即可！
在《VRRP协议》里讲到了虚拟路由器的ID也就是VRID在这里比较重要
keepalived完全遵守VRRP协议，包括竞选机制等等
二，Keepalived原理
Keepalived原理
keepalived也是模块化设计，不同模块复杂不同的功能，下面是keepalived的组件
corecheckvrrplibipfwclibipvs-2.4libipvs-2.6
core：
是keepalived的核心，复杂主进程的启动和维护，全局配置文件的加载解析等
check：
负责healthchecker（健康检查），包括了各种健康检查方式，以及对应的配置的解析包括LVS的配置解析
vrrp：
VRRPD子进程，VRRPD子进程就是来实现VRRP协议的
libipfwc：
iptables（ipchains）库，配置LVS会用到
libipvs*：
配置LVS会用到
注意，keepalived和LVS完全是两码事，只不过他们各负其责相互配合而已
keepalived启动后会有三个进程
父进程：
内存管理，子进程管理等等
子进程：
VRRP子进程
子进程：
healthchecker子进程
有图可知，两个子进程都被系统WatchDog看管，两个子进程各自复杂自己的事，healthchecker子进程复杂检查各自服务器的健康程度，例如HTTP，LVS等等，如果healthchecker子进程检查到MASTER上服务不可用了，就会通知本机上的兄弟VRRP子进程，让他删除通告，并且去掉虚拟IP，转换为BACKUP状态
三，Keepalived配置文件详解
keepalived配置详解
keepalived有三类配置区域（姑且就叫区域吧），注意不是三种配置文件，是一个配置文件里面三种不同类别的配置区域
全局配置（GlobalConfiguration）
VRRPD配置
LVS配置
一，全局配置
全局配置又包括两个子配置：
全局定义（globaldefinition）
静态路由配置（staticipaddress/routes）
1，全局定义（globaldefinition）配置范例
1.global_defs
2.{
3.notification_email
4.{
5.admin@
6.}
7.notification_email_fromadmin@
8.smtp_server127.0.0.1
9.stmp_connect_timeout30
10.router_idnode1
11.}
复制代码
全局配置解析
global_defs全局配置标识，表面这个区域{}是全局配置
1.notification_email
2.
3.{
4.
5.admin@
6.admin@
7.
8.}
复制代码
表示keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知，以及email发送给哪些邮件地址，邮件地址可以多个，每行一个
notification_email_from admin@
表示发送通知邮件时邮件源地址是谁
smtp_server127.0.0.1
表示发送email时使用的smtp服务器地址，这里可以用本地的sendmail来实现
smtp_connect_timeout30
连接smtp连接超时时间
router_idnode1
机器标识
2，静态地址和路由配置范例
1.static_ipaddress
2.{
3.192.168.1.1/24brd+deveth0scopeglobal
4.192.168.1.2/24brd+deveth1scopeglobal
5.}
6.static_routes
7.{
8.src$SRC_IPto$DST_IPdev$SRC_DEVICE
9.src$SRC_IPto$DST_IPvia$GWdev$SRC_DEVICE
10.}
复制代码
这里实际上和系统里面命令配置IP地址和路由一样例如：
192.168.1.1/24brd+deveth0scopeglobal相当于:
ipaddradd192.168.1.1/24brd+deveth0scopeglobal
就是给eth0配置IP地址
路由同理
一般这个区域不需要配置
这里实际上就是给服务器配置真实的IP地址和路由的，在复杂的环境下可能需要配置，一般不会用这个来配置，我们可以直接用vi/etc/sysconfig/network-script/ifcfg-eth1来配置，切记这里可不是VIP哦，不要搞混淆了，切记切记！
二，VRRPD配置
VRRPD配置包括三个类
VRRP同步组（synchroizationgroup）
VRRP实例（VRRPInstance）VRRP脚本
1，VRRP同步组（synchroizationgroup）配置范例
1.vrrp_sync_groupVG_1{
2.group{
3.http
4.mysql
5.}
6.notify_master/path/to/to_master.sh
7.notify_backup/path_to/to_backup.sh
8.notify_fault"/path/fault.shVG_1"
9.notify/path/to/notify.sh
10.smtp_alert
11.}
复制代码
其中：
1.group{
2.http
3.mysql
4.}
复制代码
http和mysql是实例名和下面的实例名一致
1.notify_master/path/to/to_master.sh：
表示当切换到master状态时，要执行的脚本
2.
3.notify_backup/path_to/to_backup.sh：
表示当切换到backup状态时，要执行的脚本
4.
5.notify_fault"/path/fault.shVG_1"
复制代码
notify/path/to/notify.sh：
smtpalter表示切换时给globaldefs中定义的邮件地址发送右键通知
2，VRRP实例（instance）配置范例
1.vrrp_instancehttp{
2.stateMASTER
3.interfaceeth0
4.dont_track_primary
5.track_interface{
6.eth0
7.eth1
8.}
9.mcast_src_ip
10.garp_master_delay10
11.virtual_router_id51
12.priority100
13.advert_int1
14.authentication{
15.auth_typePASS
16.autp_pass1234
17.}
18.virtual_ipaddress{
19.#/brddevscopelabel
20.192.168.200.17/24deveth1
21.192.168.200.18/24deveth2labeleth2:
1
22.}
23.virtual_routes{
24.#src[to]/via|gwdevscopetab
25.src192.168.100.1to192.168.109.0/24via192.168.200.254deveth1
26.192.168.110.0/24via192.168.200.254deveth1
27.192.168.111.0/24deveth2
28.192.168.112.0/24via192.168.100.254
29.}
30.nopreempt
31.preemtp_delay300
32.debug
33.}
复制代码
state：
state指定instance（Initial）的初始状态，就是说在配置好后，这台服务器的初始状态就是这里指定的，但这里指定的不算，还是得要通过竞选通过优先级来确定，里如果这里设置为master，但如若他的优先级不及另外一台，那么这台在发送通告时，会发送自己的优先级，另外一台发现优先级不如自己的高，那么他会就回抢占为master
interface：
实例绑定的网卡，因为在配置虚拟IP的时候必须是在已有的网卡上添加的
donttrackprimary：
忽略VRRP的interface错误
trackinterface：
跟踪接口，设置额外的监控，里面任意一块网卡出现问题，都会进入故障（FAULT）状态，例如，用nginx做均衡器的时候，内网必须正常工作，如果内网出问题了，这个均衡器也就无法运作了，所以必须对内外网同时做健康检查
mcastsrcip：
发送多播数据包时的源IP地址，这里注意了，这里实际上就是在那个地址上发送VRRP通告，这个非常重要，一定要选择稳定的网卡端口来发送，这里相当于heartbeat的心跳端口，如果没有设置那么就用默认的绑定的网卡的IP，也就是interface指定的IP地址
garpmasterdelay：
在切换到master状态后，延迟进行免费的ARP（gratuitousARP）请求
virtualrouterid：
这里设置VRID，这里非常重要，相同的VRID为一个组，他将决定多播的MAC地址
priority100：
设置本节点的优先级，优先级高的为master
advertint：
检查间隔，默认为1秒
virtualipaddress：
这里设置的就是VIP，也就是虚拟IP地址，他随着state的变化而增加删除，当state为master的时候就添加，当state为backup的时候删除，这里主要是有优先级来决定的，和state设置的值没有多大关系，这里可以设置多个IP地址
virtualroutes：
原理和virtualipaddress一样，只不过这里是增加和删除路由
lvssyncdaemoninterface：
lvssyncd绑定的网卡
authentication：
这里设置认证
authtype：
认证方式，可以是PASS或AH两种认证方式
authpass：
认证密码
nopreempt：
设置不抢占，这里只能设置在state为backup的节点上，而且这个节点的优先级必须别另外的高
preemptdelay：
抢占延迟
debug：
debug级别
notifymaster：
和syncgroup这里设置的含义一样，可以单独设置，例如不同的实例通知不同的管理人员，http实例发给网站管理员，mysql的就发邮件给DBA
3，VRRP脚本
1.vrrp_scriptcheck_running{
2. script"/usr/local/bin/check_running"
3. interval10
4. weight10
5.}
6.
7.vrrp_instancehttp{
8. stateBACKUP
9. smtp_alert
10. interfaceeth0
11. virtual_router_id101
12. priority90
13. advert_int3
14. authentication{
15. auth_typePASS
16. auth_passwhatever
17. }
18. virtual_ipaddress{
19. 1.1.1.1
20. }
21. track_script{
22. check_runningweight20
23. }
24.}
复制代码
首先在vrrp_script区域定义脚本名字和脚本执行的间隔和脚本执行的优先级变更
vrrp_scriptcheck_running{
script"/usr/local/bin/check_running"
interval10 #脚本执行间隔
weight10 #脚本结果导致的优先级变更：
10表示优先级+10；-10则表示优先级-10
}
然后在实例（vrrp_instance）里面引用，有点类似脚本里面的函数引用一样：
先定义，后引用函数名
track_script{
check_running weight20
}
注意：
VRRP脚本（vrrp_script）和VRRP实例（vrrp_instance）属于同一个级别
LVS配置
如果你没有配置LVS+keepalived那么无需配置这段区域，里如果你用的是nginx来代替LVS，这无限配置这款，这里的LVS配置是专门为keepalived+LVS集成准备的。
注意了，这里LVS配置并不是指真的安装LVS然后用ipvsadm来配置他，而是用keepalived的配置文件来代替ipvsadm来配置LVS，这样会方便很多，一个配置文件搞定这些，维护方便，配置方便是也！
这里LVS配置也有两个配置
一个是虚拟主机组配置
一个是虚拟主机配置
1，虚拟主机组配置文件详解
这个配置是可选的，根据需求来配置吧，这里配置主要是为了让一台realserver上的某个服务可以属于多个VirtualServer，并且只做一次健康检查
virtual_server_group{
#VIPport
fwmark
}
2，虚拟主机配置
virtualserver可以以下面三种的任意一种来配置
1.1.virtualserverIPport
2.2.virtualserverfwmarkint
3.3.virtualservergroupstring
复制代码
下面以第一种比较常用的方式来配详细解说一下
virtual_server192.168.1.280{ #设置一个virtualserver:
VIP:
Vport
delay_loop3 #servicepolling的delay时间，即服务轮询的时间间隔
lb_algorr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh #LVS调度算法
lb_kindNAT|DR|TUN #LVS集群模式
persistence_timeout120 #会话保持时间（秒为单位），即以用户在120秒内被分配到同一个后端realserver
persistence_granularity #LVS会话保持粒度，ipvsadm中的-M参数，默认是0xffffffff，即每个客户端都做会话保持
protocolTCP #健康检查用的是TCP还是UDP
ha_suspend #suspendhealthchecker’sactivity
virtualhost #HTTP_GET做健康检查时，检查的web服务器的虚拟主机（即host：
头）
sorry_server #备用机，就是当所有后端realserver节点都不可用时，就用这里设置的，也就是临时把所有的请求都发送到这里啦
real_server #后端真实节点主机的权重等设置，主要，后端有几台这里就要设置几个
{
weight1 #给每台的权重，0表示失效（不知给他转发请求知道他恢复正常），默认是1
inhibit_on_failure #表示在节点失败后，把他权重设置成0，而不是冲IPVS中删除
notify_up| #检查服务器正常（UP）后，要执行的脚本
notify_down|#检查服务器失败（down）后，要执行的脚本
HTTP_GET #健康检查方式
{
url{ #要坚持的URL，可以有多个
path/ #具体路径
digest
status_code200 #返回状态码
}
connect_port80 #监控检查的端口
bindto #健康检查的IP地址
connect_timeout 3 #连接超时时间
nb_get_retry3 #重连次数
delay_before_retry2 #重连间隔
}#ENDOFHTTP_GET|SSL_GET
#下面是常用的健康检查方式，健康检查方式一共有HTTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK这些
#TCP方式
TCP_CHECK{
connect_port80
bindto192.168.1.1
connect_timeout4
}#TCP_CHECK
#SMTP方式，这个可以用来给邮件服务器做集群
SMTP_CHECK
host{
connect_ip
connect_port #默认检查25端口
14KEEPALIVED
bindto
}
connect_timeout
retry
delay_before_retry
#"smtpHELO"ž|·-ë꧌à"
helo_name|
}#SMTP_CHECK
#MISC方式，这个可以用来检查很多服务器只需要自己会些脚本即可
MISC_CHECK
{
misc_path|#外部程序或脚本
misc_timeout #脚本或程序执行超时时间
misc_dynamic #这个就很好用了，可以非常精确的来调整权重，是后端每天服务器的压力都能均衡调配，这个主要是通过执行的程序或脚本返回的状态代码来动态调整weight值，使权重根据真实的后端压力来适当调整，不过这需要有过硬的脚本功夫才行哦
#返回0：
健康检查没问题，不修改权重
#返回1：
健康检查失败，权重设置为0
#返回2-255：
健康检查没问题，但是权重却要根据返回代码修改为返回码-2，例如如
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