keepalived配置及典型应用案例

keepalived配置及典型应用案例

 

使用源码先安装keepalived 1.2.6

cd /usr/local/src

wget  http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.6.tar.gz

tar zxf keepalived-1.2.6.tar.gz 

cd keepalived-1.2.6

./configure --prefix=/usr/local/keepalived 

make

make install

 

所设keepalived安装到/usr/local/keepalived, 则所有配置文件均位于此目录之下。 我一直没搞明白一个问题，Linux默认总是将程序安装到/usr/local目录下，所有程序共享了/usr/local/sbin目录。这对一些人的操作习惯是有影响的。为何不考虑使用每个软件一个独立的目录呢？

 

1.  建立服务启动脚本，以便使用service命令控制之
cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/keepalived

chmod +x /etc/init.d/keepalived

 

因为我们使用非默认路径（/usr/local）安装keepalived, 故需要修改几处路径，以保证keepalived能正常启动, 需要修改的文件如下：

2. 修改/etc/init.d/keepalived, 寻找大约15行左右的. /etc/sysconfig/keepalived, 修改为：
.  /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived, 即指向正确的文件位置

同时在上述行下添加以下内容（将keepavlied主程序所在路径导入到环境变量PATH中）：

PATH="$PATH:/usr/local/keepalived/sbin"

export PATH

3. 修改/usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived文件，设置正确的服务启动参数
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -f /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf"

 

4. 经过以上修改，keepalived基本安装即可完成，启动测试之：
service keepalived restart

 

5. 切勿忘记将此服务设置为开机启动

chkconfig keepalived on

 

默认的配置文件中，指定了两个数个虚拟IP : 192.168.200.16  192.168.200.17  192.168.200.18

可使用ip addr命令验证之。

 

以上实验只需要一台主机，因为当前节点被指定为主节点，且没有收到其它节点的VRRP组播信息，故自动绑定了虚拟IP。

 

参考案例一：主-备模式
在这种模式下，虚拟IP在某时刻只能属于某一个节点，另一个节点作为备用节点存在。当主节点不可用时，备用节点接管虚拟IP，提供正常服务。

节点A 192.168.0.11 (主节点), 节点B 192.168.0.12(备用节点)  虚拟IP(对外提供服务的IP 192.168.0.200 

要求默认情况下由节点A提供服务，当节点A不可用时，由节点B提供服务(即虚拟IP漂移至节点B)。

 

节点A上的配置文件/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {

   notification_email {

     root@localhost

   }

   notification_email_from root@local host

   smtp_server localhost

   smtp_connect_timeout 30

   router_id  NodeA

}

 

默认的配置文件中，使用第三方smtp服务器，但这在现实中几乎没有意义（需要验证的原因），我们将其指定为localhost, 将通知信息的发送交给本地sendmail服务处理。查阅说明文档得知route_id配置是为了标识当前节点，我将其设置为NodeA。当然两个节点的此项设置可相同，也可不相同。

vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER   #指定A节点为主节点 备用节点上设置为BACKUP即可

    interface eth0   #绑定虚拟IP的网络接口

    virtual_router_id 51  #VRRP组名，两个节点的设置必须一样，以指明各个节点属于同一VRRP组

    priority 100   #主节点的优先级（1-254之间），备用节点必须比主节点优先级低

    advert_int 1   #组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样

    authentication {   #设置验证信息，两个节点必须一致

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {   #指定虚拟IP, 两个节点设置必须一样

        192.168.200.16/24

        192.168.200.17 /24

        192.168.200.18 /24

    }

}

 

默认的配置文件中，竟然没有子网掩码，从而导致使用了默认子网掩码255.255.255.255，如果导致无法从其它机器访问虚拟IP（keepalived虚拟IP无法ping通）。

 

按同样的方法配置节点B并修改配置文件，可将A节点的配置文件复制到B节点，并修改以下几项：
router_id  NodeB

state   BACKUP

priority   99

 

其它项不必修改。

测试及验证：拔掉节点A的网线，就发现虚拟IP已经绑定到节点B上，再恢复A节点的网线，虚拟IP又绑定回节点A之上。

但是这种方式存在恼裂的可能，即两个节点实际都处于正常工作状态，但是无法接收到彼此的组播通知，这时两个节点均强行绑定虚拟IP，导致不可预料的后果。
这时就需要设置仲裁，即每个节点必须判断自身的状态（应用服务状态及自身网络状态），要实现这两点可使用自定义shell脚本实现，通过周期性地检查自身应用服务状态，并不断ping网关（或其它可靠的参考IP）均可。当自身服务异常、或无法ping通网关，则认为自身出现故障，就应该移除掉虚拟IP(停止keepalived服务即可）。主要借助keepalived提供的vrrp_script及track_script实现：

在keepalived的配置文件最前面加入以下代码，定义一个跟踪脚本：
vrrp_script check_local { #定义一个名称为check_local的检查脚本

    script "/usr/local/keepalived/bin/check_local.sh" #shell脚本的路径

    interval 5  #运行间隔

}

 

再在vrrp_instance配置中加入以下代码使用上面定义的检测脚本：

track_script {

check_local

}

 

我们在/usr/local/keepalived/bin/check_local.sh定义的检测规则是：

1. 　自身web服务故障（超时，http返回状态不是200）

2.  无法ping通网关

3.  产生以上任何一个问题，均应该移除本机的虚拟IP(停止keepalived实例即可)

 

但这里有个小问题，如果本机或是网关偶尔出现一次故障，那么我们不能认为是服务故障。更好的做法是如果连续N次检测本机服务不正常或连接N次无法ping通网关，才认为是故障产生，才需要进行故障转移。另一方面，如果脚本检测到故障产生，并停止掉了keepalived服务，那么当故障恢复后，keepalived是无法自动恢复的。我觉得利用独立的脚本以秒级的间隔检查自身服务及网关连接性，再根据故障情况控制keepalived的运行或是停止。

 

这里提供一个思路，具体脚本内容请大家根据自己的需要编写即可。

 

如下图的案例：

 

 

假设节点A和B组成主备关系，A为备用节点，B为主节点，那么当在图标红叉位置发生网络故障时，节点A接收不到节点B的组播通知，将抢占虚拟IP。这时出现的后果就是节点Ａ和节点B均拥有虚拟IP，就可能导致了脑裂。所以我们以网关IP连通性作为参考，可避免此问题产生。

 

 

参考案例二：双主模式
主备模式的缺点就是始终只有一台机器位于工作状态，另外一台机器永远是备用状态，存在资源浪费之问题。

双主模式允许两台机器均处于工作状态并互相作为备份。

搭建keepalived双方模式的要素：

1. 　必须有两个虚拟IP, 分别绑定至两个节点上

2.　每个节点作为某个虚拟IP的主节点，并同时作为另外一个虚拟IP的备用节点。

3. 当某个节点产生故障时，两个虚拟IP自动绑定至正常节点上

 

参阅相关文章，这就相当于使用两台物理路由器(普通主机视为路由器即可)，构造出两个虚拟VRRP路由器。

 

也就是说，两个节点的配置应该是交叉的，对同个虚拟IP，交叉互为主备。

节点A的关键配置：
vrrp_instance vip1 {

     state MASTER

    interface eth0

     virtual_router_id 51   #本机两个vrrp_instance组的此值不能相同，但对应备用节点的此值必须相同

     priority 99 #对应备用节点值应该比此值小

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.100.1 /24

    }

}

 

vrrp_instance vip2 {

     state BACKUP

    interface eth0

     virtual_router_id 52  #本机两个vrrp_instance组的此值不能相同，但对应主节点的此值必须相同

     priority 90   #主节点的值应该比此值大

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.100.2 /24

    }

}

 

复制节点A的配置至B节点，并将MASTER修改为BACKUP, 同时将BACKUP修改为MASTER。优先级和虚拟路由器组id(virtual_route_id)要特别注意其它配置必须保持相同。

 

B节点的配置：
vrrp_instance vip1 {

     state BACKUP

    interface eth0

     virtual_router_id 51

     priority 90

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.100.1 /24

    }

}

 

vrrp_instance vip2 {

     state MASTER

    interface eth0

     virtual_router_id 52

     priority 99

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.100.2 /24

    }

}

 

另外，为了保证服务可靠性，我们应该在每个节点运行shell脚本检测本机的服务是否正常，一旦检测到服务异常时，停止掉本机的keepalived, 如此虚拟IP自动转移到备用机器之上，如每隔3秒检测一次本机服务状态，如果连接3次检测失败，则停止掉keepalived实例。同时如果本机服务是正常的，但是keepalived没有启动（故障恢复之后），则启动keepalived，以达到故障恢复之目的。

check_service.sh文件的内容

#!/bin/bash

 

pidfile=/var/lock/subsys/`basename $0`.pid

if [ -f $pidfile ] && [ -e /proc/`cat $pidfile` ] ; then

    exit 1

fi

 

trap "rm -fr $pidfile ; exit 0" 1 2 3 15

echo $$ > $pidfile

 

maxfails=3

fails=0

success=0

 

while [ 1 ]

do

    /usr/bin/wget --timeout=3 --tries=1 http://127.0.0.1/ -q -O /dev/null

    if [ $? -ne 0 ] ; then

        let fails=$[$fails+1]

        success=0

    else

        fails=0

        let success=$[$success+1]

    fi

 

    if [ $fails -ge $maxfails ] ; then

        fails=0

        success=0

 

        #check keepalived is running ? try to stop it

        service keepalived status | grep running

        if [ $? -eq 0 ] ; then

            logger -is "local service fails $maxfails times ... try to stop keepalived."

            service keepalived stop 2>&1 | logger

        fi

    fi

 

    if [ $success -gt $maxfails ] ; then

        #check keepalived is stopped ? try to start it

        service keepalived status | grep stopped

        if [ $? -eq 0 ] ; then

            logger -is "service changes normal, try to start keepalived ."

            service keepalived start

        fi

        success=0

    fi

    sleep 3

done

 

两个节点上均应运行此脚本，请将此脚本加入到cron任务中（此程序已经作了单实例运行机制，加入计划任务的作用就是防止脚本意外中断后检测功能失效），可实现的功能：

 

如果本地服务连续三次检测失败，就尝试停止keepalived服务（如果keepalived处于运行状态）

如果本地服务连接三次检测成功，但keepalived没有启动，则启动之

关键的执行点，均已经记录到系统日志中（/var/log/messages）

 

执行crontab -e , 加入以下内容：
*/1  *  *  *  * /root/check_service.sh

 

如果需要此脚本的原始文件，请联系笔者信箱[email protected]。

 

停止掉本机的keepalived, 稍过一会，就会keepalived服务被自动启动了（这是因为本地服务检测正常）

停止掉本机的nginx, 稍过一会，就会发现keepalived服务也被停止掉了

再启动nginx, 稍过一会，发现keepalived也被正常启动，并绑定了正确的虚拟IP

 

我们可根据具体环境，将服务的检测功能强化（如检测到网关的连接性），以达到较好的故障转移效果。