Keepalive介绍及工作原理

注：keepalive和Nginx和高可用没有关联。

1.什么是高可用，为什么要设计高可用？

1.两台业务系统启动着相同的服务，如果有一台故障，另一台自动接管，我们将国称之为高可用。
2.系统可用率算法例：
1个9：（1-90%）*365=36.5天 —-> 表示该系统1年时间里最多可能的业务中断时间是36.5天
2个9：（1-99%）*365=3.65天 —-> 表示该系统1年时间里最多可能的业务中断时间是3.65天

2.高可用的目的？

保证系统可实时不间断的使用。

3.高可用使用什么工具来实现？

软件：keepalive

4.keepalive如何实现高可用？

keepalive是通过vrrp（虚拟路由冗余协议）实现高可用。

VRRP协议原理

5.keepalive使用场景

通常业务系统需要保证7X24小时不down机。比如公司内部OA系统，每天公司人员都需要使用，则不允许down机。作为业务系统来说随时随地地都要求可用。

场景及原理说明

6.keepalive安装与配置

1.安装

yum install -y keepalive

2.配置[root@lb01 ~]#

**lb01配置**：

cat /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

    router_id lb01     #标识信息

}

vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER

    priority 150                      #优先级

    interface eth0                    #绑定的网卡

    virtual_router_id 50              #同一个虚拟的路由

    advert_int 1                      #心跳的间隔时间

    authentication {

        auth_type PASS      #两个主机之间的密语

        auth_pass 1111          #心跳密码

}

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.3     #虚拟IP地址（可以绑定多个虚拟IP地址）

    }

}

**lb02配置**：

#lb02配置如下

global_defs {

    router_id lb02

}

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP

    priority 100

    interface eth0

    virtual_router_id 50

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.3         #虚拟IP地址

    }

}

3.启动

systemctl  start keepalive

4.测试：keepalive高可用地址漂移
（1）keepalive提供一个VIP（虚拟IP）和vmac（虚拟Mac地址）

虚拟IP地址

（2）抓包测试

抓包测试

7.keepalive高可用抢占式和非抢占式

（1）默认配置为抢占式：
master挂掉，backup上台，master重新启动则讲IP抢占过去。
（2）非抢占式配置：
两台均为backup，在优先级上做区分，如master挂掉，backup上台，则backup变成master，master变为backup。
a.两个节点的state均为backup(官方建议)
b.两个节点都在vrrp_instance中添加nopreempt
c.其中一个节点的优先级要高于另外一个节点
两台服务器角色都启用了nopreempt后，必须修改角色状态统一为backup，唯一的区别就是优先级不同。

#Master

    vrrp_instance VI_1 {

        state BACKUP

        priority 150

        nopreempt

    }

#Backup

    vrrp_instance VI_1 {

        state BACKUP

        priority 100

        nopreempt

    }

8.keepalive高可用与Nginx集成

PS: 有Nginx负载均衡,并不一定必须要装Keepalived
Nginx负载均衡实现高可用,需要借助Keepalived地址漂移功能
比如:第一次 keepalived绑定在Master上, 通过vip地址访问到这台master上的所有服务
因为所有的服务都是 listen port;

9.keepalive问题

keepalive高可用故障脑裂
由于某些原因，导致两台keepalive高可用服务器在指定时间内，无法检测到对方的心跳消息，各自取得资源及服务的所有权，而此时的两台高可用服务器又都还活着。
a.服务器网线松动等网络故障
b.服务器硬件故障发生损坏现象而奔溃
c.主备服务器都开启了firewalld防火墙
解决方法：

如果Nginx宕机, 会导致用户请求失败, 但Keepalived并不会进行地址漂移
所以需要编写一个脚本检测Nginx的存活状态, 如果不存活则kill nginx和keepalived

# 脚本如下

[root@lb01 ~]# cat  /server/scripts/check_www.sh

#!/bin/sh

nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)

#1.判断Nginx是否存活,如果不存活则尝试启动Nginx

if [ $nginxpid -eq 0 ];then

    systemctl start nginx

    sleep 3

    #2.等待3秒后再次获取一次Nginx状态

    nginxpid=$(ps -C nginx --no-header|wc -l)

    #3.再次进行判断, 如Nginx还不存活则停止Keepalived,让地址进行漂移,并退出脚本

    if [ $nginxpid -eq 0 ];then

        systemctl stop keepalived

   fi

fi

[root@lb01 ~]# chmod +x /server/scripts/check_www.sh

配置keepalived使用

[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

    router_id lb01

}

#定义脚本所在的位置,以及执行时间

vrrp_script  check_www {

    script "/server/scripts/check_www.sh"

    interval 5

}

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP

    priority 150

    nopreempt

    interface eth0

    virtual_router_id 50

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

}

    virtual_ipaddress {

        10.0.0.3

    }

    #调用脚本

    track_script {

        check_www

    }

}

10.如何高可用集群双主配置

###编写lb01服务器keepalived配置文件

[root@lb01 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf

    ! Configuration File for keepalived

     global_defs {

       router_id lb01

    }

    vrrp_instance shuai {

        state MASTER

        interface eth0

        virtual_router_id 51

        priority 150

        advert_int 1

        authentication {

            auth_type PASS

            auth_pass 1111

        }

        virtual_ipaddress {

         10.0.0.3/24

        }

    }

    vrrp_instance ashuai {

        state BACKUP

        interface eth0

        virtual_router_id 52

        priority 100

        advert_int 1

        authentication {

            auth_type PASS

            auth_pass 1111

        }

        virtual_ipaddress {

         10.0.0.4/24

        }

    }

###编写lb02服务器keepalived配置文件

    ! Configuration File for keepalived

    global_defs {

       router_id lb02

    }

    vrrp_instance shuai {

        state BACKUP

        interface eth0

        virtual_router_id 51

        priority 100

        advert_int 1

        authentication {

            auth_type PASS

            auth_pass 1111

        }

        virtual_ipaddress {

            10.0.0.3/24

        }

    }

    vrrp_instance ashuai {

        state MASTER

        interface eth0

        virtual_router_id 52

        priority 150

        advert_int 1

        authentication {

            auth_type PASS

            auth_pass 1111

        }

        virtual_ipaddress {

            10.0.0.4/24

        }

    }

11.高可用服务安全访问配置(负载均衡服务)

1.修改nginx负载均衡文件

    upstream oldboy {

       server 10.0.0.7:80;

       server 10.0.0.8:80;

       server 10.0.0.9:80;

    }

    server {

        listen       10.0.0.3:80;

        server_name  www.oldboy.com;

        location / {

           proxy_pass http://oldboy;

           proxy_set_header Host $host;

           proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

           proxy_next_upstream error timeout http_404 http_502 http_403;

        }

    }

    server {

        listen       10.0.0.4:80;

        server_name  bbs.oldboy.com;

        location / {

           proxy_pass http://oldboy;

           proxy_set_header Host $host;

           proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

        }

    }

2.修改内核文件

异常问题:

    01. 如何设置监听网卡上没有的地址

    解决: 需要修改内核信息

    echo 'net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1' >>/etc/sysctl.conf

        sysctl -p

3.重启nginx负载均衡服务

systemctl restart nginx