部署高可用Keepalived集群

1. 介绍

        keepalived属于高可用性集群。

        其工作原理是通过VRRP协议实现主备节点之间的状态同步，当主节点出现故障时，备节点会接管主节点的VIP地址，从而实现服务的高可用性。

        VRRP是虚拟路由器冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol）的缩写，是一种实现路由器冗余的协议。VRRP协议可以将多台路由器组成一个虚拟路由器，这个虚拟路由器有一个虚拟IP地址，可以提供给客户端使用。在这个虚拟路由器中，只有一台路由器是活动的，其他路由器都是备份的。当活动路由器出现故障时，备份路由器会接管虚拟IP地址，从而实现路由器的高可用性。

keepalived实现的功能：

实现高可用性：keepalived 可以监控集群中的各个节点，当某个节点出现故障时，keepalived 可以自动将该节点从集群中剔除，从而保证整个集群的高可用性。

实现负载均衡：keepalived 可以根据一定的负载均衡算法，将客户端请求分发到集群中的各个节点上，从而实现负载均衡

实现健康检查：keepalived 可以定期对集群中的各个节点进行健康检查，当某个节点出现故障时，keepalived 可以自动将该节点从集群中剔除，从而保证整个集群的高可用性。

实现虚拟 IP：keepalived 可以为集群提供虚拟 IP，客户端请求都发送到虚拟 IP 上，然后由 keepalived 将请求分发到集群中的各个节点上，从而实现负载均衡和高可用性。

实现故障转移：当集群中的某个节点出现故障时，keepalived 可以自动将该节点从集群中剔除，并将虚拟 IP 转移到其他正常节点上，从而实现故障转移。

实现状态同步：当集群中的某个节点出现故障时，keepalived 可以将该节点的状态同步到其他正常节点上，从而保证整个集群的状态一致性。

2. 部署keepalived

准备两台安装web软件的机器

2.1 安装

Keepalived for Linux

下载网址在上面，请根据需求下载自己所需版本

2.2 修改配置文件

web1修改

[root@web1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
   router_id web1          # 设置本机在集群中的唯一识别
   vrrp_iptables           # 自动配置iptables放行规则
... ...
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER           # 状态，主为MASTER，备为BACKUP
    interface eth0         # 网卡
    virtual_router_id 51   # 虚拟路由器地址
    priority 100           # 优先级
    advert_int 1           # 发送心跳消息的间隔
    authentication {
        auth_type PASS     # 认证类型为共享密码
        auth_pass 1111     # 集群中的机器密码相同，才能成为集群
    }   
    virtual_ipaddress {
        192.168.88.80/24    # VIP地址
    }   
}
 
# 删除下面所有行

[root@web1 ~]# systemctl start keepalived
# 等几秒服务完全启动后，可以查看到vip
[root@web1 ~]# ip a s eth0 | grep '88'
    inet 192.168.88.100/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0
    inet 192.168.88.80/24 scope global secondary eth0

web2修改

# 配置web2
[root@web1 ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.88.200:/etc/keepalived/
[root@web2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
    router_id web2          # 改id
    vrrp_iptables
... ... 
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP           # 改状态
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 80            # 改优先级
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress 
    192.168.88.80/24
    }
}

# 启动服务
[root@web2 ~]# systemctl start keepalived
# 查看地址，eth0不会出现vip
[root@web2 ~]# ip a s | grep '88'
    inet 192.168.88.200/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0

测试

# 测试，现在访问88.80，看到是web1上的内容
[root@client1 ~]# curl http://192.168.88.80
Welcome from web1

# 模拟web1出现故障
[root@web1 ~]# systemctl stop keepalived.service 

# 测试，现在访问88.80，看到是web2上的内容
[root@client1 ~]# curl http://192.168.88.80
Welcome from web2

# 在web2上查看vip，可以查看到vip 192.168.88.80
[root@web2 ~]# ip a s | grep '88'
    inet 192.168.88.200/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0
    inet 192.168.88.80/24 scope global secondary eth0

3. 高级应用(监控本机80端口，实现主备切换)

实现原理

配置高可用的web集群时，Keepalived只为服务器提供了VIP

Keepalived不知道服务器上运行了哪些服务

MASTER服务器可以通过跟踪脚本监视本机的80端口，一旦本机80端口失效，则将VIP切换至BACKUP服务器

Keepalived对脚本的要求是，退出码为0表示访问成功；退出码为1表示失败。

3.1 创建脚本

# 1. 在MASTER上创建监视脚本
[root@web1 ~]# vim /etc/keepalived/check_http.sh
#!/bin/bash

ss -tlnp | grep :80 &> /dev/null && exit 0 || exit 1

[root@web1 ~]# chmod +x /etc/keepalived/check_http.sh

3.2 修改MASTER配置文件，使用脚本

在keepalived配置文件中，track_script用于检查一个脚本的返回值，如果返回值为0，则认为当前主机处于正常状态，如果返回值为1，则认为当前主机处于异常状态，需要将VIP地址切换到另一台备用机器上。

track_script配置项可以放在vrrp_instance或vrrp_script块中，其中vrrp_instance是用于定义一个VRRP实例配置，vrrp_script是定义一个脚本名称和执行脚本的配置项。

通过配置track_script来检测应用程序或服务是否正常，可以增加VIP地址更准确、可靠的自动切换功能，提高系统的可用性和可靠性。

[root@web1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
  
  global_defs {
...略...
}

vrrp_script chk_http_port {  # 定义监视脚本
    script "/etc/keepalived/check_http.sh"
     interval 2   # 脚本每隔2秒运行一次
 }

 vrrp_instance VI_1 {
     state MASTER
     interface eth0
     virtual_router_id 51
     priority 100
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     virtual_ipaddress {
         192.168.88.80/24
     }
      track_script {    # 引用脚本
         chk_http_port
     }
 }
 
# 3. 重起服务
[root@web1 ~]# systemctl restart keepalived.service

3.3 测试

# 4. 测试，关闭web1的nginx后，VIP将会切换至web2
[root@web1 ~]# systemctl stop nginx.service 
[root@web1 ~]# ip a s | grep 88
    inet 192.168.88.100/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0
[root@web2 ~]# ip a s | grep 88
    inet 192.168.88.200/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0
    inet 192.168.88.80/24 scope global secondary eth0
# 5. 当MASTER的nginx修复后，VIP将会切换回至web1
[root@web1 ~]# systemctl start nginx.service 
[root@web1 ~]# ip a s | grep 88
    inet 192.168.88.100/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0
    inet 192.168.88.80/24 scope global secondary eth0
[root@web2 ~]# ip a s | grep 88
    inet 192.168.88.200/24 brd 192.168.88.255 scope global noprefixroute eth0