keepalived工作原理和配置说明

时间：2022-11-03 15:14:11

keepalived是什么

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，其功能类似于heartbeat，用来防止单点故障。


keepalived工作原理

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。

虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

keepalived主要有三个模块，分别是core、check和vrrp。core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。

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：http://bbs.ywlm.net/thread-790-1-1.html
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

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(Global Configuration)
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(global definition)
静态路由配置(static ipaddress/routes)

1，全局定义(global definition)配置范例

  1. global_defs
  2. {
  3. notification_email
  4. {
  5. admin@example.com
  6. }
  7. notification_email_from admin@example.com
  8. smtp_server 127.0.0.1
  9. stmp_connect_timeout 30
  10. router_id node1
  11. }

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. admin@example.com
  4. admin@ywlm.net
  5. }

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@example.com
表示发送通知邮件时邮件源地址是谁
smtp_server 127.0.0.1
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_timeout 30
连接smtp连接超时时间
router_id node1
机器标识

2，静态地址和路由配置范例

  1. static_ipaddress
  2. {
  3. 192.168.1.1/24 brd + dev eth0 scope global
  4. 192.168.1.2/24 brd + dev eth1 scope global
  5. }
  6. static_routes
  7. {
  8. src $SRC_IP to $DST_IP dev $SRC_DEVICE
  9. src $SRC_IP to $DST_IP via $GW dev $SRC_DEVICE
  10. }

这里实际上和系统里面命令配置IP地址和路由一样例如：
192.168.1.1/24 brd + dev eth0 scope global 相当于: ip addr add 192.168.1.1/24 brd + dev eth0 scope global
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！


VRRPD配置


VRRPD配置包括三个类
VRRP同步组(synchroization group)
VRRP实例(VRRP Instance)VRRP脚本

1，VRRP同步组(synchroization group)配置范例

  1. vrrp_sync_group VG_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.sh VG_1”
  9. notify /path/to/notify.sh
  10. smtp_alert
  11. }

其中：

  1. group {
  2. http
  3. mysql
  4. }

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. notify_backup /path_to/to_backup.sh：表示当切换到backup状态时，要执行的脚本
  3. notify_fault “/path/fault.sh VG_1”

notify /path/to/notify.sh：
smtp alter表示切换时给global defs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_instance http {
  2. state MASTER
  3. interface eth0
  4. dont_track_primary
  5. track_interface {
  6. eth0
  7. eth1
  8. }
  9. mcast_src_ip <IPADDR>
  10. garp_master_delay 10
  11. virtual_router_id 51
  12. priority 100
  13. advert_int 1
  14. authentication {
  15. auth_type PASS
  16. autp_pass 1234
  17. }
  18. virtual_ipaddress {
  19. #<IPADDR>/<MASK> brd <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPT> label <LABEL>
  20. 192.168.200.17/24 dev eth1
  21. 192.168.200.18/24 dev eth2 label eth2:1
  22. }
  23. virtual_routes {
  24. # src <IPADDR> [to] <IPADDR>/<MASK> via|gw <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPE> tab
  25. src 192.168.100.1 to 192.168.109.0/24 via 192.168.200.254 dev eth1
  26. 192.168.110.0/24 via 192.168.200.254 dev eth1
  27. 192.168.111.0/24 dev eth2
  28. 192.168.112.0/24 via 192.168.100.254
  29. }
  30. nopreempt
  31. preemtp_delay 300
  32. debug
  33. }

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

dont track primary：忽略VRRP的interface错误

track interface：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
mcast src ip：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
garp master delay：在切换到master状态后，延迟进行免费的ARP(gratuitous ARP)请求
virtual router id：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
priority 100：设置本节点的优先级，优先级高的为master
advert int：检查间隔，默认为1秒
virtual ipaddress：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
virtual routes：原理和virtual ipaddress一样，只不过这里是增加和删除路由
lvs sync daemon interface：lvs syncd绑定的网卡
authentication：这里设置认证
auth type：认证方式，可以是PASS或AH两种认证方式
auth pass：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
preempt delay：抢占延迟
debug：debug级别
notify master：和sync group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_script check_running {
  2.    script “/usr/local/bin/check_running”
  3.    interval 10
  4.    weight 10
  5. }
  6. vrrp_instance http {
  7.    state BACKUP
  8.    smtp_alert
  9.    interface eth0
  10.    virtual_router_id 101
  11.    priority 90
  12.    advert_int 3
  13.    authentication {
  14.    auth_type PASS
  15.    auth_pass whatever
  16.    }
  17.    virtual_ipaddress {
  18.    1.1.1.1
  19.    }
  20.    track_script {
  21.    check_running weight 20
  22.    }
  23. }

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_script check_running {

script “/usr/local/bin/check_running”

interval 10     #脚本执行间隔

weight 10      #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 weight 20
}

注意：VRRP脚本(vrrp_script)和VRRP实例(vrrp_instance)属于同一个级别








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