CentOS安裝配置keepalived實現高可用

1、場景

假使你有一套系統部署在一臺Linux機器上，這套系統執行的業務對你來說是相當重要的，要是某天系統崩潰了，業務會中斷，將帶來不可估量的損失。這時你會想，能不能部署兩臺機器，業務還是由其中一臺機器執行，要是這臺機器崩潰了，另一臺機器能自動接管業務呢。

keepalived採用的是虛擬IP的實現方式，恰好能滿足以上場景，這也是本文介紹的重點。

你可能會問，爲什麼讓另一臺機空閒，多浪費資源啊，直接用nginx實現負載均衡不是更好嗎？沒錯，優秀的程序員應該避免資源浪費。但是如果你的業務同一時間只能由一個實例執行呢，是不是nginx愛莫能助了？或者你有更好的實現方法，不妨留言分享下？謝謝。

2、虛擬IP原理

虛擬IP。何爲虛擬IP，就是一個未分配給真實主機的IP，也就是說對外提供服務的主機除了有一個真實IP外還有一個虛擬IP，使用這兩個IP中的任意一個都可以連接到這臺主機，當服務器發生故障無法對外提供服務時，動態將這個虛擬IP切換到備用主機。

虛擬IP實現原理主要是靠TCP/IP的ARP協議。因爲IP地址只是一個邏輯地址，在以太網中MAC地址纔是真正用來進行數據傳輸的物理地址，每臺主機中都有一個ARP高速緩存，存儲同一個網絡內的IP地址與MAC地址的對應關係，以太網中的主機發送數據時會先從這個緩存中查詢目標IP對應的MAC地址，會向這個MAC地址發送數據。操作系統會自動維護這個緩存。這就是整個實現 的關鍵。

3、舉例說明

假設我安裝並配置好keepalived後，過程順利，keepalived正常工作，下邊是服務器上的arp緩存的內容。
(192.168.1.219) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.217) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0

(192.168.1.218) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0

192.168.1.217、192.168.1.218是兩臺真實的電腦，192.168.1.217爲對外提供數據庫服務的主機，192.168.1.218爲熱備的機器。

192.168.1.219爲虛擬IP。

大家注意，219、217的MAC地址是相同的。

現在我讓217宕機，之後的arp緩存如下：
(192.168.1.219) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0
(192.168.1.217) at 00:21:5A:DB:68:E8 [ether] on bond0
(192.168.1.218) at 00:21:5A:DB:7F:C2 [ether] on bond0 

這就是奧妙所在。當218 發現217宕機後會向網絡發送一個ARP數據包，告訴所有主機192.168.1.219這個IP對應的MAC地址是00:21:5A:DB:7F:C2，這樣所有發送到219的數據包都會發送到mac地址爲00:21:5A:DB:7F:C2的機器，也就是218的機器。而發現夥伴出問題，並廣播ARP數據包的工作正是keepalived做的。

4、安裝keepalived

在CentOS系統下安裝keepalived可使用如下命令：

yum install keepalived

本文不提供其它版本的系統或其它方式的安裝方法。另外需要注意的是，keepalived沒有windows版本。

5、測試系統的準備

當前手上有兩臺服務器，信息如下：

服務器A：192.168.14.132

服務器B：192.168.14.133

兩臺服務器都部署了一個測試網站並啓動順利。

訪問服務器A的測試頁：http://192.168.14.132:8080/WebTest/keepalived.html

訪問服務器B的測試頁：http://192.168.14.133:8080/WebTest/keepalived.html

6、配置

現在我把服務器A配置成MASTER，而服務器B配置成BACKUP。虛擬IP定爲：192.168.14.100

6.1、keepalived.conf文件配置

MASTER配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）：

/bin/bash: Configuration: command not found
bal_defs {
   notification_email {
     root@localhost
   }
   notification_email_from root@localhost  //這裏沒有使用keepalived的郵件通知服務，聽說郵件通知還是用監控軟件好。
   smtp_server localhost
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NodeA //當前服務器的ID
}

vrrp_script chk_maintainace {  //定義一個健康檢查的腳本，用以告訴keepalived當前系統是否是健康的
        script "/etc/keepalived/health_check.sh"
        interval 3  //3秒執行一次檢查
        weight -10  //如果腳本執行失敗，priority會相應減少，就會造成降級
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER   //主服務器
    interface eno16777736   //配置成系統上網卡的名字
    virtual_router_id 51
    priority 100   //優先級，必須比備機上的大
    advert_int 1
    authentication {   //郵件通知的配置
        auth_type PASS
        auth_pass specialpassword
    }
    virtual_ipaddress {   //虛擬IP，如果當前系統獲取擁有虛擬IP的權限，就會向網卡添加如下虛擬IP，其中24是掩碼
        192.168.14.100/24
    }
   track_script {  //健康檢查的腳本
        chk_maintainace
   }

}

BACKUP配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）：

/bin/bash: Configuration: command not found
bal_defs {
   notification_email {
     root@localhost
   }
   notification_email_from root@localhost
   smtp_server localhost
   smtp_connect_timeout 30
   router_id NodeB
}

vrrp_script chk_maintainace {
        script "/etc/keepalived/health_check.sh"
        interval 3
        weight -10
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eno16777736
    virtual_router_id 51
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass specialpassword
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.14.100/24
    }
   track_script {
        chk_maintainace
   }

}

6.2、Health check腳本文件配置

 healthcheck腳本文件（/etc/keepalived/health_check.sh）： 

 此腳本在keepalived.conf文件中被配置使用，腳本大意是檢查系統中是否有tomcat進程，如果有，則認爲服務器是健康的。

#!/bin/bash

count=$(ps aux | grep -v grep | grep tomcat | wc -l)
if [ $count -gt 0 ]
then
    exit 0
else
    exit 1
fi

本作者試過編輯腳本爲檢查業務系統的某個頁面或接口是否是200的http狀態，而單獨執行腳本則驗證通過，放到keepalived上則不能正常工作，實在不知道是什麼問題。

7、啓動keepalived服務

啓動服務命令：

service keepalived start

建議查找資料將服務做成開機自動運行。

檢查服務是否正常啓動敲如下命令查看日誌：

journalctl -xe

正常的日誌大體如下：

同樣服務器B也這樣啓動服務。

8、高可用測試

讓一臺服務器不健康，可kill掉keepalived進程或者kill掉tomcat進程，又或者直接關機。

8.1、服務器A和服務器B均健康

訪問http://192.168.14.100:8080/WebTest/keepalived.html：

8.2、服務器A不健康，服務器B健康

8.3、服務器A健康，服務器B不健康

9、拓展

你是否覺得，keepalived結合nginx使用更令人振奮呢。