大綱：
一、什麽是Keepalived？
二、VRRP協議簡介.
三、Keepalived原理.
四、Keepalived配置文件詳解.
五、Keepalived配置示例.
一、什麽是Keepalived？
什麽是Keepalived呢，keepalived觀其名可知，保持存活，在網絡裏面就是保持在線了，也就是所謂的高可用或熱備，用來防止單點故障(單點故障是指一旦某一點出現故障就會導致整個系統架構的不可用)的發生，那說到keepalived時不得不說的一個協議就是VRRP協議，可以說這個協議就是keepalived實現的基礎，那麽首先我們來看看VRRP協議.
二、VRRP協議簡介.
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.
LAN客户端判定哪个路由器应该为其到达目标主机的下一跳网关的方式有动态及静态决策两种方式，其中，常见的动态路由发现方式有如下几种：
1、Proxy ARP —— 客户端使用ARP协议获取其想要到达的目标，而后，由某路由以其MAC地址响应此ARP请求；
2、Routing Protocol —— 客户端监听动态路由更新(如通过RIP或OSPF协议)并以之重建自己的路由表；
3、ICMP IRDP (Router Discovery Protocol) 客户端 —— 客户端主机运行一个ICMP路由发现客户端程序；
动态路由发现协议的不足之处在于它会导致在客户端引起一定的配置和处理方面的开销，并且，如果路由器故障，切换至其它路由器的过程会比较慢。解决此类问题的一个方案是为客户端静态配置默认路由设备，这大大简化了客户端的处理过程，但也会带来单点故障类的问题。默认网关故障时，LAN客户端仅能实现本地通信。
VRRP可以通过在一组路由器(一个VRRP组)之间共享一个虚拟IP(VIP)解决静态配置的问题，此时仅需要客户端以VIP作为其默认网关即可。
上图显示了一个基本的VLAN拓扑，其中，Router A、B、C共同组成一个VRRP组，其VIP为10.0.0.1，配置在路由器A的物理接口上，因此A为master路由器，B和C为backup路由器。VRRP组中，master(路由器A)负责负责转发发往VIP地址的报文，客户端A、B、C都以此VIP作为其默认网关。一旦master故障，backup路由器B和C中具有最高优先级的路由器将成为master并接管VIP地址，而当原来的master路由器A重新上线时，其将重新成为master路由器。
VRRP是一个“选举”协议，它能够动态地将一个虚拟路由器的责任指定至同一个VRRP组中的其它路由器上，从而消除了静态路由配置的单点故障。
三、Keepalived原理.
keepalived也是模塊化設計，不同模塊複雜不同的功能，下面是keepalived的組件
core check vrrp libipfwc libipvs-2.4 libipvs-2.6
core：是keepalived的核心，複雜主進程的啓動和維護，全局配置文件的加載解析等
check：負責healthchecker(健康檢查)，包括了各種健康檢查方式，以及對應的配置的解析包括LVS的配置解析
vrrp：VRRPD子進程，VRRPD子進程就是來實現VRRP協議的
libipfwc：iptables(ipchains)庫，配置LVS會用到
libipvs*：配置LVS會用到
注意，keepalived和LVS完全是兩碼事，只不過他們各負其責相互配合而已
keepalived啓動後會有三個進程
父進程：內存管理，子進程管理等等
子進程：VRRP子進程
子進程：healthcheckers子進程
由圖可知，兩個子進程都被系統WatchDog看管，兩個子進程各自複雜自己的事，healthcheckers子進程複雜檢查各自服務器的健康程度，例如HTTP，LVS等等，如果healthcheckers子進程檢查到MASTER上服務不可用了，就會通知本機上的兄弟VRRP子進程，讓他刪除通告，並且去掉虛擬IP，轉換爲BACKUP狀態
四、Keepalived配置文件詳解.
keepalived有三類配置區域、注意不是三種配置文件，是一個配置文件裏面三種不同類別的配置區域
全局配置(Global Configuration)
VRRPD配置
LVS配置
1、全局配置
全局配置又包括兩個子配置：
全局定义(global definition)
静态路由配置(static ipaddress/routes)
(1)全局定义配置范例
global_defs { notification_email { root@localhost } notification_email_from admin@localhost smtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30 router_id LVS_DEVEL } |
全局配置解析
global_defs全局配置標識，表面這個區域{}是全局配置
notification_email { root@localhost } |
表示keepalived在發生諸如切換操作時需要發送email通知，以及email發送給哪些郵件地址，郵件地址可以多個，每行一個
notification_email_from admin@example.com----->表示發送通知郵件時郵件源地址是誰
smtp_server 127.0.0.1----->表示發送email時使用的smtp服務器地址，這裏可以用本地的sendmail來實現
smtp_connect_timeout 30----->連接smtp連接超時時間
router_id node1----->机器标识
(2)静态地址和路由配置范例
static_ipaddress { 192.168.1.1/24 brd + dev eth0 scope global 192.168.1.2/24 brd + dev eth1 scope global } static_routes { src $SRC_IP to $DST_IP dev $SRC_DEVICE src $SRC_IP to $DST_IP via $GW dev $SRC_DEVICE } |
這裏實際上和系統裏面命令配置IP地址和路由一樣例如：
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
就是給eth0配置IP地址
路由同理
一般這個區域不需要配置
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！
2、VRRPD配置
VRRPD配置包括三個類
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
vrrp_sync_group VG_1 { group { http mysql } notify_master /path/to/to_master.sh notify_backup /path_to/to_backup.sh notify_fault "/path/fault.sh VG_1" notify /path/to/notify.sh smtp_alert } |
其中:
group { http mysql } |
http和mysql是实例名和下面的实例名一致
notify_master /path/to/to_master.sh：表示当切换到master状态时，要执行的脚本 notify_backup /path_to/to_backup.sh：表示当切换到backup状态时，要执行的脚本 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邮件通知
(2)VRRP实例(instance)配置范例
vrrp_instance http { state MASTER interface eth0 dont_track_primary track_interface { eth0 eth1 } mcast_src_ip <IPADDR> garp_master_delay 10 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS autp_pass 1234 } virtual_ipaddress { #<IPADDR>/<MASK> brd <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPT> label <LABEL> 192.168.200.17/24 dev eth1 192.168.200.18/24 dev eth2 label eth2:1 } virtual_routes { # src <IPADDR> [to] <IPADDR>/<MASK> via|gw <IPADDR> dev <STRING> scope <SCOPE> tab src 192.168.100.1 to 192.168.109.0/24 via 192.168.200.254 dev eth1 192.168.110.0/24 via 192.168.200.254 dev eth1 192.168.111.0/24 dev eth2 192.168.112.0/24 via 192.168.100.254 } nopreempt preemtp_delay 300 debug } |
| 參數含義: |
| state：state指定instance(Initial)的初始狀態，就是說在配置好後，這台服務器的初始狀態就是這裏指定的，但這裏指定的不算，還是得要通過競選通過優先級來確定，裏如果這裏設置爲master，但如若他的優先級不及另外一台，那麽這台在發送通告時，會發送自己的優先級，另外一台發現優先級不如自己的高，那麽他會就回搶占爲master interface：實例綁定的網卡，因爲在配置虛擬IP的時候必須是在已有的網卡上添加的 dont track primary：忽略VRRP的interface錯誤 track interface：跟蹤接口，設置額外的監控，裏面任意一塊網卡出現問題，都會進入故障(FAULT)狀態，例如，用nginx做均衡器的時候，內網必須正常工作，如果內網出問題了，這個均衡器也就無法運作了，所以必須對內外網同時做健康檢查 mcast src ip：發送多播數據包時的源IP地址，這裏注意了，這裏實際上就是在那個地址上發送VRRP通告，這個非常重要，一定要選擇穩定的網卡端口來發送，這裏相當于heartbeat的心跳端口，如果沒有設置那麽就用默認的綁定的網卡的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：這裏設置VRID，這裏非常重要，相同的VRID爲一個組，他將決定多播的MAC地址 priority 100：設置本節點的優先級，優先級高的爲master advert int：檢查間隔，默認爲1秒 virtual ipaddress：這裏設置的就是VIP，也就是虛擬IP地址，他隨著state的變化而增加刪除，當state爲master的時候就添加，當state爲backup的時候刪除，這裏主要是有優先級來決定的，和state設置的值沒有多大關系，這裏可以設置多個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：這裏設置認證 auth type：認證方式，可以是PASS或AH兩種認證方式 auth pass：認證密碼 nopreempt：設置不搶占，這裏只能設置在state爲backup的節點上，而且這個節點的優先級必須別另外的高 preempt delay：搶占延遲 debug：debug級別 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
vrrp_script check_running { script "/usr/local/bin/check_running" interval 10 weight 10 } vrrp_instance http { state BACKUP smtp_alert interface eth0 virtual_router_id 101 priority 90 advert_int 3 authentication { auth_type PASS auth_pass whatever } virtual_ipaddress { 1.1.1.1 } track_script { check_running weight 20 } } |
首先在vrrp_script區域定義腳本名字和腳本執行的間隔和腳本執行的優先級變更
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} |
然後在實例(vrrp_instance)裏面引用，有點類似腳本裏面的函數引用一樣：先定義，後引用函數名
| track_script { check_running weight 20 } |
注意：VRRP腳本(vrrp_script)和VRRP實例(vrrp_instance)屬于同一個級別
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！
這裏LVS配置也有兩個配置
一个是虚拟主机组配置
一个是虚拟主机配置
(1)虛擬主機組配置文件詳解
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Virtual Server，并且只做一次健康检查
| virtual_server_group <STRING> { # VIP port <IPADDR> <PORT> <IPADDR> <PORT> fwmark <INT> } |
(2)虛擬主機配置
virtual server可以以下面三种的任意一种来配置
1. virtual server IP port 2. virtual server fwmark int 3. virtual server group string |
下面以第一种比较常用的方式来配詳細解说一下
| virtual_server 192.168.1.2 80 { #设置一个virtual server: VIP:Vport delay_loop 3 # service polling的delay时间，即服务轮询的时间间隔 lb_algo rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh #LVS调度算法 lb_kind NAT|DR|TUN #LVS集群模式 persistence_timeout 120 #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 <NETMASK> #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 protocol TCP #健康检查用的是TCP还是UDP ha_suspend #suspendhealthchecker’s activity virtualhost <string> #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 <IPADDR> <PORT> #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 <IPADDR> <PORT> #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 { weight 1 #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 <STRING> | <QUOTED-STRING> #检查服务器正常(UP)后，要执行的脚本 notify_down <STRING> | <QUOTED-STRING> #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 <STRING> status_code 200 #返回状态码 } connect_port 80 #监控检查的端口 bindto <IPADD> #健康检查的IP地址 connect_timeout 3 #连接超时时间 nb_get_retry 3 #重连次数 delay_before_retry 2 #重连间隔 } # END OF HTTP_GET|SSL_GET |
下面是常用的健康檢查方式，健康檢查方式一共有HTTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK.
| #TCP方式 TCP_CHECK { connect_port 80 bindto 192.168.1.1 connect_timeout 4 } # TCP_CHECK # SMTP方式，這個可以用來給郵件服務器做集群 SMTP_CHECK host { connect_ip <IP ADDRESS> connect_port <PORT> #默认检查25端口 14 KEEPALIVED bindto <IP ADDRESS> } connect_timeout <INTEGER> retry <INTEGER> delay_before_retry <INTEGER> # "smtp HELO" |
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