在这个高度信息化的 IT时代,企业的生产系统、业务运营、销售和支持,以及日常管理等环节越来越依赖于计算机信息和服务,对高可用(HA)技术的应用需求不断提高,以便提供持续的、不间断的计算机系统或网络服务。
keepalived双击热备基础知识
Keepalived 起初是专门针对 LVS 设计的一款强大的辅助工具,主要用来提供故障切换(Failover)和健康检査(HealthChecking)功能--判断LVS 负载调度器、节点服务器的可用性,当 master 主机出现故障及时切换到 backup节点保证业务正常,当master 故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回master 节点。
keepalived概述及安装
keepalived的热备方式
Keepalived 采用 VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议)热备份协议,以软件的方式实现Linux服务器的多机热备功能。VRRP是针对路由器的一种备份解决方案-一由多台路由器组成一个热备组,通过共用的虚拟 IP地址对外提供服务;每个热备组内同一时刻只有一台主路由器提供服务,其他路由器处于冗余状态。若当前在线的路由器失效,则其他路由器会自动接替(优先级决定接替顺序)虚拟IP地址,以继续提
供服务,如图 3.1所示。热备组内的每台路由器都可能成为主路由器,虚拟路由器的IP地址(VIP)可以在热备组内的路由器之间进行转移,所以也称为漂移 IP地址。使用 Keepalived 时,漂移地址的实现不需要手动建立虚接口配置文件(如 ens33:0),而是由Keepalived 根据配置文件自动管理。
keepalived的安装与服务控制
(1)安装Keepalived
在 Cent0s 7系统中,使用 YUM方式安装 keepalived.x86_64 0:1.2.13-8.el7,会自动安装Keepalived 所需的软件包。除此之外,在 LVS 群集环境中应用时,也需要用到 ipvsadm管理工具。
(2)控制 Keepalived 服务
YUM 安装 keepalived 后,执行以下命令将 keepalived 服务设置为开机启动。
使用keepalived实现双机热备
基于 VRRP 的热备方式,Keepalived可以用作服务器的故障切换,每个热备组可以有多台服务器--当然,最常用的就是双机热备了。在这种双机热备方案中,故障切换主要针对虚拟IP地址的漂移来实现,因此能够适用于各种应用服务器(不管是 Web、FTP、Mail,还是 SSH、DNS·…)。
本小节将通过一个简单的案例来说明 Keepalived 双机热备的配置方法。其中,主、备服务器的 IP 地址分别为 172.16.16.173 和 172.16.16.174,基于漂移地址 172.16.16.172提供 Web 服务,如图 3.2所示。
主、备服务器中都需要安装Keepalived,使用 YUM 方式安装 httpd 提供 Web 服务。下面仅讲解与 Keepalived 相关的配置及测试过程。
主服务器的配置
Keepalived 服务的配置目录位于/etc/keepalived/。其中,keepalived.conf 是主配置文件。另外包括一个子目录 samples/,提供了许多配置样例作为参考。在 Keepalived 的配置文件中,使用“global defs {…}”区段指定全局参数,使用“vrrp_instance 实例名称{…}”区段指定 VRRP 热备参数,注释文字以“!”符号开头。
确认上述配置无误,然后启动Keepalived 服务。实际状态为 MASTER 的主服务器将为ens33 接口自动添加 VIP 地址,通过 ip命令可以査看。注意:ifconfig 命令看不到。
备用服务器的配置
在同一个Keepalived 热备组内,所有服务器的 Keepalived 配置文件基本相同,包括虚拟路由器的 ID号、认证信息、漂移地址、心跳频率等。不同之处主要在于路由器名称、热备状态、优先级。
路由器名称(router _id):建议为每个参与热备的服务器指定不同的名称。热备状态(state):至少应有一台主服务器,将状态设为MASTER;可以有多台备用的服务器,将状态设为 BACKUP。
优先级(priority):数值越大则取得 VIP 控制权的优先级越高,因此主服务器的优先级应设为最高;其他备用服务器的优先级可依次递减,但不要相同,以免在争夺 VIP 控制权时发生冲突。
配置备用服务器(可以有多台)时,可以参考主服务器的 keepalived.conf 配置文件内容,只需修改路由器名称、热备状态、优先级。
确认配置无误,一样需要启动 Keepalived服务。此时主服务器仍然在线,VIP 地址实际上仍然由主服务器控制,其他服务器处于备用状态。因此,在备用服务器中将不会为 ens33接口添加 VIP 地址。
测试双机热备功能
Keepalived 的日志消息保存在/var/log/messages 文件中,在测试主、备故障自动切换功能时,可以跟踪此日志文件来观察热备状态的变化。以针对连通性和 Web 服务的测试为例,主要操作如下。
(1)连通性测试
在客户机中执行“ping -t 172.16.16.172”命令,能够正常、持续 ping通,根据以下操作继续观察测试结果。
① 停止启用主服务器的 Keepalived 服务,发现 ping 测试只中断了1或2个包即恢复正常,说明己有其他服务器接替 VIP地址,并及时响应客户机请求。
② 重新启用主服务器的 Keepalived 服务,发现 ping测试再次中断1或2个包即恢复正常,说明主服务器已恢复正常,并夺回VIP 地址的控制权。
(2)Web访问测试
在客户机中访问 http://172.16.16.172/,将看到由主服务器 172.16.16.173 提供的网页 文档。
① 停止启用主服务器的Keepalived 服务,再次访问上述 Web 服务,将看到由备用服务器 172.16.16.174 提供的网页文档,说明 VIP 地址已切换至备用服务器。
② 重新启用主服务器的 Keepalived 服务,再次访问上述 Web 服务,将看到重新由主服务器 172.16.16.173 提供的网页文档,说明主服务器已重新夺取 VIP 地址。
(3)查看日志记录
在执行主、备服务器故障切换的过程中,分别观察各自的/var/log/messages 日志文件,可以看到 MASTER、SLAVE 状态的迁移记录。
① 主服务器中,Keepalived 服务状态先变为“stop”,移除 VIP 地址,恢复后重新变为MASTER
备用服务器中,状态先切换为MASTER,待主服务器恢复后再交回控制权
通过上述测试过程,可以发现双机热备已经正常。客户机只要通过 VIP地址就可以访问服务器所提供的 Web 等应用。其中,任何一台服务器失效,另一台服务器将会立即接替服务,从而实现高可用性。实际应用时,注意主、备服务器所提供的Web 服务内容要保持一致。
lvs+keepalived高可用集群
Keepalived 的设计目标是构建高可用的 LVS 负载均衡群集,可以调用 ipvsadm 工具来创建虚拟服务器、管理服务器池,而不仅仅用作双机热备。使用 Keepalived 构建 LVS 群集更加简便易用,主要优势体现在:对LVS负载调度器实现热备切换,提高可用性;对服务器
池中的节点进行健康检查,自动移除失效节点,恢复后再重新加入。在基于 LVS+Keepalived 实现的 LVS 群集结构中,至少包括两台热备的负载调度器,三台以上的节点服务器。本节将以 DR 模式的 LVS 群集为基础,增加一台从负载调度器,使用Keepalived 来实现主、从调度器的热备,从而构建兼有负载均衡、高可用两种能力的 LVS网站群集平台,如图 3.3所示。
使用 Keepalived 构建 LVS 群集时,也需要用到 ipvsadm 管理工具。但大部分工作会由Keepalived 自动完成,不需要手动执行ipvsadm(除了查看和监控群集以外)。下面主要讲解 Keepalived 的服务器池设置,关于 NFS 共享服务的配置、Keepalived 的热备配置等在此不再详细阐述。
配置主调度器
配置主调度器步骤如下:
(1)全局配置、热备配置
首先为主、从调度器实现热备功能,漂移地址使用LVS群集的 VIP 地址。
(2)Web 服务器池配置
在 Keepalieved 的热备配置基础上添加“virtual server VIp 端口 {...}”区段来配置虚拟服务器,主要包括对负载调度算法、群集工作模式、健康检查间隔、真实服务器地址等参数的设置。
(3)重新启动 Keepalived 服务重新启动 Keepalived 服务的命令如下:
配置从调度器
从调度器的配置与主调度器基本相同,也包括全局配置、热备配置、服务器池配置,只需要调整 router id、state、priority 参数即可,其余内容完全相同。配置完成以后重启Keepalived 服务。
配置文本节点
根据所选择的群集工作模式不同(DR或NAT),节点服务器的配置也有些差异。以DR模式为例,除了需要调整/proc 系统的 ARP 响应参数以外,还需要为虚拟接口 1o:0配置 VIP地址,并添加一条到 VIP的本地路由,
测试lvs+keepalived高可用群集
在客户机的浏览器中,能够通过 LVS+Keepalived群集的 VIP地址(172.16.16.172)正常访问 Web 页面内容。当主、从调度器任何一个失效时,Web站点仍然可以访问(可能需要刷新或者重新打开浏览器);只要服务器池有两台及以上的真实服务器可用,就可以实现访问量的负载均衡。
通过主、从调度器的/var/1log/messages 日志文件,可以跟踪故障切换过程;若要查看负载分配情况,可以执行“ipvsadm -ln”“ipvsadm -lnc”等操作命令。最终可以验证LVS+Keepalived 高可用负载均衡群集的健壮性。