Keepalived

原創 小小小平凡 2019-02-23 00:39

Keepalived是一款優秀的高可用軟件，起初設計旨在解決LVS的高可用與健康狀態檢測。另外在這補充一個可用程度的計算公式

        HA：High Availiablity，高可用；
            MTBF：記爲MTBF （mean time between failure/平均故障間隔時間），也就是平均無故障時間，系統的壽命是指兩次相鄰失效（故障） 之間的工作時間， 而不是指整個系統的報廢時間。
            MTTR：記爲MTTR（mean time to repair/平均修復時間），也就是平均業務故障中斷時間，可修復產品的平均修復時間， 就是從出現故障到修復中間的這段時間記爲MTTR平均修復時間。
            A：   可用度(也稱有效度) 通常記作A，也可以理解爲高可用程度， 可用平均無故障時間（MTBF）和平均修復時間（MTTR）來計算：A = MTBF/(MTBF + MTTR)。

            A=MTBF/（MTBF+MTTR）      高可用程度=平均無故障時間/（平均無故障時間+平均業務故障中斷時間）
                (0,1)：90%, 95%, 99%, 99.5%,  
                99.9%（525.6分鐘/8小時宕機/年）
                99.99%(52.56分鐘宕機/年)
                99.999%（5.256分鐘宕機/年）
                99.9999%（0.5256分鐘/30秒宕機/年）

Keepalived冗餘實現的本身就是在雙方高可用機器安裝程序實現心跳探測，而這一層面可以稱爲心跳層，心跳層的實現藉助於網絡協議的VRRP（虛擬路由器冗餘協議）來實現

VRRP協議的軟件實現，原生設計的目的爲了高可用ipvs服務：
簡單來說keepalived可以實現的效果爲

  1. 基於vrrp協議完成虛擬IP地址流動；
  2. 爲vip地址所在的節點生成ipvs規則（在配置文件中預先定義）；
  3. 爲ipvs集羣的各RS做健康狀態檢測；(LVS+Keepalived雙主)
  4. 基於腳本調用接口通過執行腳本完成腳本中定義的功能，進而影響集羣事務；（Nginx+Keepalived雙主）

配置之前對主機的要求：

        HA Cluster的配置前提：
            (1) 各節點時間必須同步；
                ntp, chrony
            (2) 確保iptables，firewalld及selinux不會成爲阻礙；
            (3) 各節點之間可通過主機名互相通信（對KA並非必須）；
                建議使用/etc/hosts文件實現； 
            (4) 確保各節點的用於集羣服務的接口支持MULTICAST通信；
                D類：224-239；

簡單來實現第一項 基於vrrp協議完成虛擬IP地址流動

[root@node1 keepalived]# cat keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {           ##對於郵件報警，先簡單配置爲本地的郵箱,而且這裏的郵件報警也比較雞肋，後面我們藉助keepalive調用腳本的能力再開發報警或者藉助zabbix這種專業級程序
   notification_email {
        root@localhost       
   }
   notification_email_from keepalived@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node1           #設置爲主機名，唯一
   vrrp_mcast_group4 224.0.0.112     ##組播地址
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER           #狀態分爲MASTER | BACKUP
    interface eno16777736    ##浮動ip綁定在哪一個物理接口
    virtual_router_id 31          ##虛擬路由器id，和另一臺設置爲一致
    priority 100                       ##優先級
    advert_int 1                      ##心跳檢測頻率，默認1s
        nopreempt                       ##非搶佔模式
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass f1GDsVH6      ##VRRP組播，和同一組虛擬vip保持一致
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.233.199/24 dev eno16777736 label eno16777736:1    ##設置vip地址
    }
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eno16777736
    virtual_router_id 32
    priority 98
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass f1GDsV78
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.233.198/24 dev eno16777736 label eno16777736:2
    }
}

查看上線後的組播內容

[root@node1 keepalived]# tcpdump -i eno16777736 -nn host 224.0.0.112
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eno16777736, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
06:36:08.762574 IP 192.168.233.129 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 31, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:08.762750 IP 192.168.233.128 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 32, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:09.763419 IP 192.168.233.128 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 32, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:09.764635 IP 192.168.233.129 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 31, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:10.763953 IP 192.168.233.128 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 32, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:10.764830 IP 192.168.233.129 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 31, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:11.764128 IP 192.168.233.128 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 32, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:11.765028 IP 192.168.233.129 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 31, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:12.764737 IP 192.168.233.128 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 32, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:12.765213 IP 192.168.233.129 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 31, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:13.765372 IP 192.168.233.128 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 32, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20
06:36:13.766607 IP 192.168.233.129 > 224.0.0.112: VRRPv2, Advertisement, vrid 31, prio 100, authtype simple, intvl 1s, length 20

配置keepalive狀態變更報警腳本

在keepalived.conf的vrrp_instance段內配置郵件觸發腳本
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eno16777736
    virtual_router_id 31
    priority 98
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass f1GDsVH6
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.233.199/24 dev eno16777736 label eno16777736:1
#        192.168.233.199/24    ##此操作也可以，查看浮動ip使用ip a l
    }

    notify_master "/etc/keepalived/scripts/notify.sh master"      ##狀態變更爲master時執行腳本
    notify_backup "/etc/keepalived/scripts/notify.sh backup"     ##狀態變更爲backup時執行腳本
    notify_fault "/etc/keepalived/scripts/notify.sh fault"     ##狀態發生故障時執行腳本
}

############################## 以下腳本內容 ################################

[root@node2 scripts]# cat notify.sh 
#!/bin/bash
#
contact='root@localhost'

notify() {
        local mailsubject="$(hostname) to be $1, vip floating"
        local mailbody="$(date +'%F %T'): vrrp transition, $(hostname) changed to be $1"
        echo "$mailbody" | mail -s "$mailsubject" $contact
}

case $1 in
master)
        notify master
        ;;
backup)
        notify backup
        ;;
fault)
        notify fault
        ;;
*)
        echo "Usage: $(basename $0) {master|backup|fault}"
        exit 1
        ;;
esac

爲ipvs集羣的各RS做健康狀態檢測；(LVS+Keepalived雙主)

詳見：https://blog.51cto.com/swiki/2342624

基於腳本調用接口通過執行腳本完成腳本中定義的功能，進而影響集羣事務；（Nginx+Keepalived雙主）

拓撲信息：

客戶端 NGINX1 NGINX2
192.168.2.1 192.168.2.128 VIP:192.168.2.198 192.168.2.129 VIP:192.168.2.199


腳本實現藉助killall，centos7最小化安裝並沒有該命令，所以需要手動安裝psmisc
修改原來的郵件通知腳本實現當NGINX進入master時，自動啓動NGINX

配置實現：

#########################  NGINX1  #########################
[root@node1 keepalived]# yum install nginx psmisc -y;systemctl start nginx;
[root@node1 keepalived]# echo "192.168.2.128" > /usr/share/nginx/html/index.html 
[root@node1 keepalived]# cat keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {           ##對於郵件報警，先簡單配置爲本地的郵箱,而且這裏的郵件報警也比較雞肋，後面我們藉助keepalive調用腳本的能力再開發報警或者藉助zabbix這種專業級程序
   notification_email {
        root@localhost       
   }
   notification_email_from keepalived@localhost
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id node1           #設置爲主機名，唯一
   vrrp_mcast_group4 224.0.0.112     ##組播地址
}

vrrp_script chk_nginx {
        script "killall -0 nginx && exit 0 || exit 1"
        interval 1
        weight -5
        fall 2
        rise 1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER           #狀態分爲MASTER | BACKUP
    interface eno16777736    ##浮動ip綁定在哪一個物理接口
    virtual_router_id 31          ##虛擬路由器id，和另一臺設置爲一致
    priority 100                       ##優先級
    advert_int 1                      ##心跳檢測頻率，默認1s
#        nopreempt                       ##非搶佔模式
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass f1GDsVH6      ##VRRP組播，和同一組虛擬vip保持一致
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.2.198/24 dev eno16777736 label eno16777736:1    ##設置vip地址
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }

    notify_master "/etc/keepalived/scripts/notify.sh master"      ##狀態變更爲master時執行腳本
    notify_backup "/etc/keepalived/scripts/notify.sh backup"     ##狀態變更爲backup時執行腳本
    notify_fault "/etc/keepalived/scripts/notify.sh fault"     ##狀態發生故障時執行腳本
}

vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eno16777736
    virtual_router_id 32
    priority 98
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass f1GDsV78
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.2.199/24 dev eno16777736 label eno16777736:2
    }
    notify_master "/etc/keepalived/scripts/notify.sh master"      ##狀態變更爲master時執行腳本
    notify_backup "/etc/keepalived/scripts/notify.sh backup"     ##狀態變更爲backup時執行腳本
    notify_fault "/etc/keepalived/scripts/notify.sh fault"     ##狀態發生故障時執行腳本
    track_script {
        chk_nginx
    }
}

#########################  NGINX2  #########################

NGINX2與NGINX1的keepalived雙活配置相反，這裏不在贅述

附notify.sh 腳本內容：

[root@node1 keepalived]# cat scripts/notify.sh 
#!/bin/bash
#
contact='root@localhost'

notify() {
        local mailsubject="$(hostname) to be $1, vip floating"
        local mailbody="$(date +'%F %T'): vrrp transition, $(hostname) changed to be $1"
        echo "$mailbody" | mail -s "$mailsubject" $contact
}

case $1 in
master)
        systemctl start nginx
        notify master
        ;;
backup)
        #systemctl start nginx
        notify backup
        ;;
fault)
        notify fault
        ;;
*)
        echo "Usage: $(basename $0) {master|backup|fault}"
        exit 1
        ;;
esac
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