高性能群集部署技術-LVS+Keepalived高可用群集

目錄

#1.1Keepalived雙機熱備基礎知識

? 1.1.1Keepalived概述及安裝

? 1.1.2Keepalived的熱備方式

? 1.1.3Keepalived的安裝與服務控制

#2.1使用Keeplived實現雙機熱備

? 2.1.1主服務器的配置

? 2.1.2備用服務器的配置

? 2.1.3測試雙機熱備功能

#3.1使用Keeplived實現雙機熱備的實驗案例

? 3.1.1基礎環境配置

? 3.1.2配置主調度器

? 3.1.3配置從調度器

? 3.1.4配置Web節點服務器

? 3.1.5測試LVS+Keepalived高可用群集

1.1Keepalived雙機熱備基礎知識

? ??Keepalived 起初是專門針對 LVS 設計的一款強大的輔助工具，主要用來提供故障切換（Failover）和健康檢查（Health Checking）功能 —— 判斷 LVS 負載調度器、節點服務器的可用性，當 master 主機出現故障及時切換到 backup 節點保證業務正常，當 master 故障主機恢復后將其重新加入群集并且業務重新切換回 master 節點。

1.1.1Keepalived概述及安裝

? ??Keepalived 的官方網站位于?Keepalived for Linux，本章將以 YUM 方式講解 Keepalived 的安裝、配置和使用過程。在非 LVS 群集環境中使用時，Keepalived 也可以作為熱備軟件使用。

1.1.2Keepalived的熱備方式

? ?Keepalived 采用 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由冗余協議）熱備份協議，以軟件的方式實現 Linux 服務器的多機熱備功能。VRRP 是針對路由器的一種備份解決方案 —— 由多臺路由器組成一個熱備組，通過共用的虛擬 IP 地址對外提供服務；每個熱備組內同一時刻只有一臺主路由器提供服務，其他路由器處于冗余狀態。若當前在線 的路由器失效，則其他路由器會自動接替（優先級決定接替順序）虛擬 IP 地址，以繼續提供服務，如圖 3.1 所示。

? ? 熱備組內的每臺路由器都可能成為主路由器，虛擬路由器的 IP 地址（VIP）可以在熱備組內的路由器之間進行轉移，所以也稱為漂移 IP 地址。使用 Keepalived 時，漂移地址的實現不需要手動建立虛接口配置文件（如 ens33 :0），而是由 Keepalived 根據配置文件自動管理。

?

?

1.1.3Keepalived的安裝與服務控制

（1）安裝Keepalived

[root@localhost ~]# yum install -y keepalived ipvsadm

（2）控制Keepalived服務

[root@localhost ~]# systemctl enable keepalived
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/keepalived.service to /usr/lib/systemd/system/keepalived.service.

2.1使用Keepalived實現雙機熱備

? ? ?基于 VRRP 的熱備方式，Keepalived 可以用作服務器的故障切換，每個熱備組可以有 多臺服務器 —— 當然，最常用的就是雙機熱備了。在這種雙機熱備方案中，故障切換主要針對虛擬 IP 地址的漂移來實現，因此能夠適用于各種應用服務器（不管是 Web、FTP、Mail，還是 SSH、DNS……）。
? ? ?本小節將通過一個簡單的案例來說明 Keepalived 雙機熱備的配置方法。其中，主、備服務器的 IP 地址分別為 192.168.10.101 和 192.168.10.102，基于漂移地址 192.168.10.100 提供 Web 服務，如圖 3.2 所示。

? ?主，備服務器中都安裝Keepalived，使用DNF方式安裝httpd提供Web服務。

2.1.1主服務器的配置

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld // 關閉防火墻
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# cp keepalived.conf.sample keepalived.conf
[root@localhost keepalived]# vi keepalived.conf
global_defs {
router_id HA_TEST_R1 // 本路由器 (服務器) 的名稱
}
vrrp_instance VI_1 { // 定義 VRRP 熱備實例
state MASTER // 熱備狀態，MASTER 表示主服務器
interface ens33 // 承載 VIP 地址的物理接口
virtual_router_id 1 // 虛擬路由器的 ID 號，每個熱備組保持一致
priority 100 // 優先級，數值越大優先級越高
advert_int 1 // 通告間隔秒數 (心跳頻率)
authentication { // 認證信息，每個熱備組保持一致
auth_type PASS // 認證類型
auth_pass 123456 // 密碼字串
}
virtual_ipaddress { // 指定漂移地址 (VIP), 可以有多個
192.168.10.100
}
}
[root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived
[root@localhost keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:93:80:fb brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.10.101/24 brd 172.16.16.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 192.168.10.100/32 scope global ens33 // 自動設置的 VIP 地址
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::56be:f27:2b9b:823e/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

2.1.2備用服務器的配置

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld // 關閉防火墻
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# cp keepalived.conf.sample keepalived.conf
[root@localhost keepalived]# vi keepalived.conf
global_defs {
router_id HA_TEST_R2 // 本路由器 (服務器) 的名稱
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP // 熱備狀態，BACKUP 表示備用服務器
priority 99 // 優先級，數值應低于主服務器
…… // 省略部分內容
}

[root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived
[root@localhost keepalived]# ip addr show dev ens33
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:d1:f0:b5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.10.102/24 brd 172.16.16.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::1f08:ab66:736f:72eb/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

2.1.3測試雙機熱備功能

? ? Keepalived 的日志消息保存在 /var/log/messages 文件中，在測試主、備故障自動切換功能時，可以跟蹤此日志文件來觀察熱備狀態的變化。以針對連通性和 Web 服務的測試為例，主要操作如下。

（1）連通性測試
? ? ?在客戶機中執行 “ping -t 192.168.10.100” 命令，能夠正常、持續 ping 通，根據以下操作繼續觀察測試結果。
? ? ?① 停止啟用主服務器的 Keepalived 服務，發現 ping 測試只中斷了 1 或 2 個包即恢復正常，說明已有其他服務器接替 VIP 地址，并及時響應客戶機請求。
? ? ?② 重新啟用主服務器的 Keepalived 服務，發現 ping 測試再次中斷 1 或 2 個包即恢復正常，說明主服務器已恢復正常，并奪回 VIP 地址的控制權。

（2）Web 訪問測試
? ? ?在 keepalived 運行的主機上啟動 nginx 服務并寫入不通的測試頁面內容
Keepalived01

[root@localhost ~]# systemctl start nginx
[root@localhost ~]# echo “web01” >/usr/share/nginx/html/index.html

Keepalived02

[root@localhost ~]# systemctl start nginx
[root@localhost ~]# echo “web02” >/usr/share/nginx/html/index.html

? ?在客戶機中訪問?http://192.168.10.100/，將看到由主服務器 192.168.10.101 提供的網頁文檔。
① 停止啟用主服務器的 Keepalived 服務，再次訪問上述 Web 服務，將看到由備用服務
器 192.168.10.102 提供的網頁文檔，說明 VIP 地址已切換至備用服務器。
② 重新啟用主服務器的 Keepalived 服務，再次訪問上述 Web 服務，將看到重新由主服
務器 192.168.10.101 提供的網頁文檔，說明主服務器已重新奪取 VIP 地址。

（3）查看日志記錄
在執行主、備服務器故障切換的過程中，分別觀察各自的 /var/log/messages 日志文件，可以看到 MASTER、SLAVE 狀態的遷移記錄。
① 主服務器中，Keepalived 服務狀態先變為 “stop”，移除 VIP 地址，恢復后重新變為 MASTER。

[root@localhost ~]# less /var/log/messages
…… // 省略部分信息
Sep 11 13:32:24 localhost Keepalived[18259]: Stopping Keepalived v1.2.13 (11/05,201
6)
Sep 11 13:32:24 localhost systemd: Stopping LVS and VRRP High Availability Monito
r...
Sep 11 13:32:24 localhost Keepalived_vrrp[18261]: VRRP_Instance(VI_1) sending 0 prio
rity
Sep 11 13:32:24 localhost Keepalived_vrrp [18261]: VRRP_Instance (VI_1) removing proto
col VIPs.
…… // 省略部分信息
Sep 11 13:36:42 localhost Keepalived_vrrp[18280]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to
MASTER STATE
Sep 11 13:36:42 localhost Keepalived_vrrp[18280]: VRRP_Instance(VI_1) Received lower
prio advert, forcing new election
Sep 11 13:36:43 localhost Keepalived_vrrp[18280]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTE
R STATE
Sep 11 13:36:43 localhost Keepalived_vrrp [18280]: VRRP_Instance (VI_1) setting protoc
ol VIPs.
…… // 省略部分信息

② 備用服務器中，狀態先切換為 MASTER，待主服務器恢復后再交回控制權。

[root@localhost ~]# less /var/log/messages
…… // 省略部分信息
Sep 11 13:12:43 localhost Keepalived_vrrp[25338]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to
MASTER STATE
Sep 11 13:12:44 localhost Keepalived_vrrp[25338]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTE
R STATE
Sep 11 13:12:44 localhost Keepalived_vrrp [25338]: VRRP_Instance (VI_1) setting protoc
ol VIPs.
…… // 省略部分信息
Sep 11 13:14:23 localhost Keepalived_vrrp[25338]: VRRP_Instance(VI_1) Received highe
r prio advert
Sep 11 13:14:23 localhost Keepalived_vrrp[25338]: VRRP_Instance(VI_1) Entering BACKU
P STATE
Sep 11 13:14:23 localhost Keepalived_vrrp [25338]: VRRP_Instance (VI_1) removing proto
col VIPs.
…… // 省略部分信息

? ?通過上述測試過程，可以發現雙機熱備已經正常。客戶機只要通過 VIP 地址就可以訪問服務器所提供的 Web 等應用。其中，任何一臺服務器失效，另一臺服務器將會立即接替服務，從而實現高可用性。實際應用時，注意主、備服務器所提供的 Web 服務內容要保持一致。

3.1使用Keepalived實現雙機熱備的實驗案例

? ? Keepalived 的設計目標是構建高可用的 LVS 負載均衡群集，可以調用 ipvsadm 工具來創建虛擬服務器、管理服務器池，而不僅僅用作雙機熱備。使用 Keepalived 構建 LVS 群集更加簡便易用，主要優勢體現在：對 LVS 負載調度器實現熱備切換，提高可用性；對服務器池中的節點進行健康檢查，自動移除失效節點，恢復后再重新加入。

? ? 在基于 LVS+Keepalived 實現的 LVS 群集結構中，至少包括兩臺熱備的負載調度器，三臺以上的節點服務器。本節將以 DR 模式的 LVS 群集為基礎，增加一臺從負載調度器，使用 Keepalived 來實現主、從調度器的熱備，從而構建兼有負載均衡、高可用兩種能力的 LVS 網站群集平臺，如圖 3.3 所示。

? ?使用 Keepalived 構建 LVS 群集時，也需要用到 ipvsadm 管理工具。但大部分工作會由 Keepalived 自動完成，不需要手動執行 ipvsadm（除了查看和監控群集以外）。下面主要講解 Keepalived 的服務器池設置，關于 NFS 共享服務的配置、Keepalived 的熱備配置等在此不再詳細闡述。

操作系統配置主機名IP服務
OpenEuler242C4Glb01192.168.10.101Keepalived/ipvsadm
OpenEuler242C4Glb01192.168.10.102Keepalived/ipvsadm
OpenEuler242C4Gweb01192.168.10.103Nginx
OpenEuler242C4Gweb02192.168.10.104Nginx
OpenEuler242C4Gnfs-server192.168.10.105nfs-utils/rpcbind

?3.1.1基礎環境配置

關閉防火墻

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

關閉內核安全機制

setenforce 0

安裝Keepalived以及ipvsadm

dnf -y install keepalived ipvsadm

3.1.2配置主調度器

（1）全局配置，熱備配置

[root@localhost ~]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id LVS_HA_R1 // 主調度器的名稱
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER // 主調度器的熱備狀態
interface ens33
virtual_router_id 1
priority 100 // 主調度器的優先級
advert_int 1
authentication { // 主、從熱備認證信息
auth_type PASS
auth_pass 123456
}
virtual_ipaddress { // 指定群集 VIP 地址
192.168.10.100
}
}

（2）Web服務器池配置

[root@localhost ~]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
…… #省略部分信息
virtual_server 192.168.10.100 80 {#虛擬服務器地址 (VIP)、端口
delay_loop 15 #健康檢查的間隔時間 (秒)
lb_algo rr #輪詢 (rr) 調度算法
lb_kind DR #直接路由 (DR) 群集工作模式
! persistence 60 #連接保持時間 (秒), 若啟用請去掉！號
protocol TCP #應用服務采用的是 TCP 協議
real_server 192.168.10.103 80 { #第一個 Web 節點的地址、端口
weight 1 #節點的權重
TCP_CHECK { #健康檢查方式
connect_port 80 #檢查的目標端口
connect_timeout 3 #連接超時 (秒)
nb_get_retry 3 #重試次數
delay_before_retry 4 // 重試間隔 (秒)
}
}
}
real_server 192.168.10.104 80 { #第二個 Web 節點的地址、端口
…… #省略部分信息
}
}
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER # 兩個 DS，一個為 MASTER 一個為 BACKUP
interface ens33 # 當前 IP 對應的網絡接口，通過 ifconfig 查詢
virtual_router_id 62# 虛擬路由 ID (0 - 255)，在一個 VRRP 實例中主備服務器 ID 必須一樣
priority 100 # 優先級值設定：MASTER 要比 BACKUP 的值大
advert_int 1 # 通告時間間隔：單位秒，主備要一致
authentication { # 認證機制，主從節點保持一致即可
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.100 # VIP，可配置多個
}
}
vim keepalived
virtual_server 192.168.10.100 80 {
delay_loop 3 # 設置健康狀態檢查時間
lb_algo rr # 調度算法，這里用了 rr 輪詢算法
lb_kind DR # 這里測試用了 Direct Route 模式
persistence_timeout 50 # 持久連接超時時間，注意添加此項配置客戶端連續請求時，請求到同一節點
protocol TCP
real_server 192.168.10.103 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3 # 舊版本為 nb_get_retry
delay_before_retry 3# 重試間隔 3 秒
connect_port 80
}
}
real_server 192.168.10.104 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}

（3）重新啟動Keepalived服務

? ?systemctl? restart keepalived

3.1.3配置從調度器

[root@localhost ~]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id LVS_HA_R2
// 從調度器的名稱
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP // 從調度器的熱備狀態
priority 90 // 從調度器的優先級
…… // 省略部分信息
}
virtual_server 192.168.10.100 80 {
…… // 省略部分信息
}
[root@localhost ~]# systemctl restart keepalived

3.1.4配置Web節點服務器

bash
# 修改為自己的 VIP
vip=192.168.207.200
case $1 in
start)# 設置 ARP 參數echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignoreecho "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announceecho "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/arp_ignoreecho "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/arp_announceecho "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignoreecho "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce# 臨時添加 VIP（重啟失效）sudo ip addr add ${vip}/32 dev lo label lo:0# 臨時添加路由（重啟失效）sudo ip route add local ${vip}/32 dev lo# 永久生效（通過 rc.local 或 NetworkManager 腳本）echo "ip addr add ${vip}/32 dev lo label lo:0" | sudo tee -a /etc/rc.localecho "ip route add local ${vip}/32 dev lo" | sudo tee -a /etc/rc.localsudo chmod +x /etc/rc.local;;
stop)# 恢復 ARP 參數echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignoreecho "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announceecho "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/arp_ignoreecho "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/arp_announceecho "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignoreecho "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce# 移除臨時添加的 VIPsudo ip addr del ${vip}/32 dev lo label lo:0# 移除臨時添加的路由sudo ip route del local ${vip}/32 dev lo# 從 rc.local 中移除永久設置sudo sed -i "/ip addr add ${vip}\/32 dev lo label lo:0/d" /etc/rc.localsudo sed -i "/ip route add local ${vip}\/32 dev lo/d" /etc/rc.local;;
*)echo "Usage: $0 {start|stop}"exit 1
esac
exit 0

3.1.5測試LVS+Keepalived高可用群集? ?

? ? ? ?在客戶機的瀏覽器中，能夠通過 LVS+Keepalived 群集的 VIP 地址（192.168.10.100）正常訪問 Web 頁面內容。當主調度器任何一個失效時，Web 站點仍然可以訪問（可能需要 刷新或者重新打開）；只要服務器池有兩臺以上的實服務器可用，就可以實現故障的切換過程；通過主、從調度器的 /var/log/messages 日志文件，可以跟蹤監視熱備的遷移。若要查看負載情況，可以執行 “ipvsadm -ln”“ipvsadm -lnc” 等操作命令。最終可以驗證 LVS+Keepalived 高可用負載均衡群集的健壯性。

? ?哇酷哇酷，今天的文章就分享到這了，感謝大家的支持~~~

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&#x1f3a5; 視頻壓縮、碼率與流媒體傳輸知識總結 本筆記整理了 I/P/B 幀結構、碼率計算、文件大小估算、壓縮格式對比、推流帶寬建議等視頻工程常見技術要點。 一、單幀與未壓縮視頻數據量估算 分辨率&#xff1a;19201080&#xff08;1080p&#xff09; 色深&#xff1a;…
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嵌入式C++學習路線

嵌入式C++學習路線

&#x1f680; 嵌入式C學習路線圖 從C語言基礎到嵌入式C高手的完整路徑 &#x1f4cb; 學習進度追蹤 總體目標&#xff1a; 20-26周完成全部學習內容 前置條件&#xff1a; C語言基礎 STM32開發經驗 學習方式&#xff1a; 理論學習 實踐項目 階段1: C基礎過渡 (2-3周) 目標…
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VSCode1.101.1Win多語言語言編輯器便攜版安裝教程

VSCode1.101.1Win多語言語言編輯器便攜版安裝教程

軟件下載 【名稱】&#xff1a; VSCode1.101.1 【大小】&#xff1a; 120M 【語言】&#xff1a; 簡體中文 【安裝環境】&#xff1a; Win10/Win11 【迅雷網盤下載鏈接】&#xff08;務必手機注冊&#xff09;&#xff1a; 迅雷 【網站下載鏈接】: 其他網盤 軟件介紹 VSCod…
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ssh 服務和 rsync 數據同步

ssh 服務和 rsync 數據同步

目錄 一、ssh服務 1、概述 2、命令解析 遠程登錄命令 遠程拷貝命令 3、登錄方式配置 1、用戶名密碼登錄 2、公鑰驗證登錄 二、rsync 數據同步 1、rsync概述 2、rsync運行原理 3、rsync部署 一、ssh服務 1、概述 ssh服務&#xff0c;一種遠程管理連接工具&#xf…
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使用隨機森林實現目標檢測

使用隨機森林實現目標檢測

核心實現思路 滑動窗口策略&#xff1a;在圖像上滑動固定大小的窗口&#xff0c;對每個窗口進行分類多維特征提取&#xff1a;結合統計特征、紋理特征、邊緣特征、形狀特征等隨機森林分類&#xff1a;訓練二分類器判斷窗口是否包含目標后處理優化&#xff1a;使用非極大值抑制…
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3.6 move_base導航初體驗

3.6 move_base導航初體驗

1.環境搭建 在工作空間src下git wpr_simulation&#xff0c;安裝install_for_noetic.sh&#xff0c;然后再回退工作空間進行編譯 下載參數文件 git clone https://github.com/6-robot/wpb_home.git下載需要魔法&#xff0c;在這里可以使用手機熱點進行平替 進入腳本文件夾 …
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