keepalived 高可用安全性 keepalived高可用原理

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mob64ca1415bcee 2024-08-29 13:57:46

文章标签 keepalived 高可用安全性开发工具网络后端优先级 文章分类 运维

实现基于keepalived高可用集群

keepalived主要模块是VRRP Stack和Cheackers，实现HA集群中失败切换（Failover)功能。Keepalived通过VRRP功能能再结合LVS负载均衡软件即可部署一个高性能的负载均衡集群系统。，Cheackers主要实现对服务器运行状态检测和故障隔离。其中ipvs和realserver健康状态检查通过配置文件配置就可以实现，而其他服务高可用则需要通过自己编写脚本，然后配置keepalived调用来实现。

Keepalived运行有3个守护进程。父进程主要负责读取配置文件初始化、监控2个子进程等；然后两个子进程，一个负责VRRP，另一个负责Cheackers健康检查。其中父进程监控模块为WacthDog，工作实现：每个子进程打开一个接受unix域套接字，父进程连接到那些unix域套接字并向子进程发送周期性（5s）hello包。

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议）可以认为是实现路由器高可用的协议，简单的说，当一个路由器故障时可以由另一个备份路由器继续提供相同的服务。

VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的角色（Master路由器或Backup路由器）。VRRP优先级的取值范围为0到255（数值越大表明优先级越高），可配置的范围是1到254，优先级0为系统保留给路由器放弃Master位置时候使用，255则是系统保留给IP地址拥有者使用。优先级越高，则越有可能成为Master路由器。当两台优先级相同的路由器同时竞争Master时，比较接口IP地址大小。接口地址大者当选为Master。

实验一、主从模式的集群服务（基于DR集群工作模式）

1、准备四台主机：都是桥接模式

一台Director-master，DIP:172.17.111.117 VIP：172.17.111.111

一台Director-backup，DIP:172.17.222.220 VIP：172.17.111.111

一台后台服务器，RIP：172.17.111.234 VIP：172.17.111.111

一台后台服务器，RIP：172.17.111.222 VIP：172.17.111.111

2、Director-master上操作：

①安装keepalived服务：

yum install keepalived

②修改配置文件：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
 global_defs {
   notification_email {
     root@localhost   邮件接收者
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc 发件人
   smtp_server 127.0.0.1   发邮件的服务器
   smtp_connect_timeout 2   连接超时时间
   router_id LVS_DEVEL     路由器的标识
}
 vrrp_instance VI_1 {       配置虚拟路由器的实例
    state MASTER        初始状态
    interface eth0       所用端口
    virtual_router_id 50   虚拟路由的ID号
#    nopreempt 非抢占式，当多个BACKUP时，其中有个BACKUP的优先级高但是为非抢占式，那么它就不去抢VIP。
    priority 100        优先级
    advert_int 1        VRRP通告间隔
 authentication {         认证机制
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.17.111.111
    }
}
 
virtual_server 172.17.111.111 80 {   虚拟服务
    delay_loop 6            服务轮询的时间间隔
    lb_algo wrr          LVS调度算法
    lb_kind DR             LVS集群模式
    nat_mask 255.255.255.255
    persistence_timeout 50       会话保持时间
    protocol TCP              健康检查用的协议
 
    real_server 172.17.111.222 80 { 后端真实节点主机
        weight 1         权重
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            }
            connect_timeout 3   连接超时时间
            nb_get_retry 3     重连次数
            delay_before_retry 3 重连间隔
        }
    }
    real_server 172.17.111.234 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            } 
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }   
    }
}

③开启转发功能

echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

④启动服务

systemctl start keepalived

3、Director-backup上操作：

①安装keepalived服务：

yum install keepalived

②修改配置文件：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

同master的配置文件，只是修改一下初始状态及优先级即可

state BACKUP

priority 90

③开启转发功能

echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

④启动服务

systemctl start keepalived

4、两个后台服务器上操作：

①配置回环网卡：

ifconfig lo:0 172.17.111.111 broadcast 172.17.111.111 netmask 255.255.255.255 up

route add -host 172.17.111.111 lo:0

②忽略ip与mac不匹配的问题：

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

5、测试：刚启动服务查看ip是在MASTER上，当关闭MASTER上的keepalived服务，那么ip就被BACKUP拿走了

实验二、双主模式的集群服务（基于DR集群工作模式）:

1、准备四台主机：都是桥接模式

一台Director-master，DIP:172.17.111.117 VIP1:172.17.111.111

VIP2:172.17.111.112

一台Director-backup，DIP:172.17.222.220

VIP1：172.17.111.111

VIP2:172.17.111.112

一台后台服务器，RIP：172.17.111.234

VIP1：172.17.111.111

VIP2:172.17.111.112

一台后台服务器，RIP：172.17.111.222

VIP1：172.17.111.111

VIP2:172.17.111.112

2、Director-master1上操作：

①安装keepalived服务：

yum install keepalived

②修改配置文件（具体代码含义请参看上面的实验）：

vim /etc/keepalived/keepalived.cong
! Configuration File for keepalived
 global_defs {
   notification_email {
     root@localhost
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 50
#    nopreempt
    priority 100
    advert_int 1
 authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.17.111.111
    }
}
virtual_server 172.17.111.111 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr 
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.255
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 172.17.111.222 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 172.17.111.234 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            } 
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }   
    }
}
vrrp_instance VI_2 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
#    nopreempt
    priority 90
    advert_int 1
 authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.17.111.112
    }
}
 
virtual_server 172.17.111.112 443 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.255
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 172.17.111.222 443 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }   
    }   
    real_server 172.17.111.234 443 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }   
    }   
}

③开启转发功能

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

④启动服务：

systemctl start keepalived

3、Director-master2上操作：

①安装keepalived服务：

yum install keepalived

②修改配置文件：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

内容与上面基本一致，只需修改vrrp_instance VI_1中

state BACKUP

priority 90 #小于100

修改vrrp_instance VI_2中

state MASTER

priority 100

③开启转发功能

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

④启动服务：

systemctl start keepalived

4、两个后台服务器上操作：

①配置回环网卡：

ifconfig lo:0 172.17.111.111 broadcast 172.17.111.111 netmask 255.255.255.255 up

route add -host 172.17.111.111 lo:0

ifconfig lo:1 172.17.111.112 broadcast 172.17.111.111 netmask 255.255.255.255 up

route add -host 172.17.111.112 lo:1

②忽略ip与mac不匹配的问题：

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

5、测试：刚启动服务时MASTER1主机上有172.17.111.111无172.17.111.112

MASTER2主机上有172.17.111.112无172.17.111.111

当关闭MASTER2主机时，两个VIP都会在MASTER1主机上，而MASTER2主机上无VIP

实验三、基于keepalived的使用NAT模型的主从模式集群

1、准备四台主机：一台master（桥接与仅主机）：DIP:192.168.199.145 VIP1：172.17.111.10 VIP2：192.168.199.111（作为可漂移的DIP）

（桥接与仅主机）：DIP:192.168.199.234 VIP1：172.17.111.10

VIP2：192.168.199.111（作为可漂移的DIP）

（仅主机）：RIP：192.168.199.146 可实现网站访问

（仅主机）：RIP：192.168.199.143 可实现网站访问

2、在master上操作：

①安装keepalived服务：

yum install keepalived

②修改配置文件（具体代码含义请参看实验一）：

vim /etc/keepalived/keepalived.conf
    ! Configuration File for keepalived
    global_defs {
       notification_email {
       root@localhost
       }
     notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
     smtp_server 127.0.0.1
     smtp_connect_timeout 2
     router_id LVS_DEVEL2
     }
    vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER
        interface eth0
        virtual_router_id 33
#        nopreempt
        priority 100
        advert_int 1
     authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 111111
     }
    virtual_ipaddress {
        172.17.111.10
        192.168.199.111
    }
}
 
    virtual_server 172.17.111.10 80 {
        delay_loop 6
        lb_algo wrr 
        lb_kind NAT
        nat_mask 255.255.255.255
        persistence_timeout 50
           protocol TCP
 
    real_server 192.168.199.146 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            }
           connect_timeout 3
           nb_get_retry 3
           delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.199.143 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url { 
              path /
            }
           connect_timeout 3
           nb_get_retry 3
           delay_before_retry 3
        }   
    }
}

③开启转发功能

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

④启动服务：

systemctl start keepalived

3、backup上操作：

①安装keepalived服务：

yum install keepalived

②修改配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

与上面配置一样，只需要修改state状态为BACKUP

③开启转发功能

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward