实现基于Keepalived高可用集群网站架构的多种方法 - 开发语言

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实现基于Keepalived高可用集群网站架构

随着业务的发展，网站的访问量越来越大，网站访问量已经从原来的1000QPS，变为3000QPS，目前业务已经通过集群LVS架构可做到随时拓展，后端节点已经通过集群技术保障了可用性，但对于前端负载均衡器来说，是个比较大的安全隐患，因为当前端负载均衡器出现故障时，整个集群就处于瘫痪状态，因此，负载均衡器的可用性也显得至关重要，那么怎么来解决负载均衡器的可用性问题呢？

实验一：实现keepalived主从方式高可用基于LVS-DR模式的应用实战：

实验原理

主从：一主一从，主的在工作，从的在休息；主的宕机了，VIP漂移到从上，由从提供服务

1、环境准备：

两台centos系统做DR、一主一从，两台实现过基于LNMP的电子商务网站

机器名称	IP配置	服务角色	备注
lvs-server-master	VIP：172.17.100.100 DIP：172.17.66.66	负载均衡器主服务器	开启路由功能配置keepalived
lvs-server-backup	VIP：172.17.100.100 DIP：172.17.251.66	后端服务器从服务器	开启路由功能配置keepalived
rs01	RIP：172.17.77.77	后端服务器	网关指向DIP（桥接）
rs02	RIP：172.17.251.111	后端服务器	网关指向DIP（桥接）

2、配置 lvs-server-master（主服务器）

修改keepalived主(lvs-server-master)配置文件实现 virtual_instance 实例

2.1 配置文件中修改三段

配置文件为/etc/keepalived/keepalived.conf

① 全局段，故障通知邮件配置

global_defs { notification_email { root@localhost } notification_email_from root@keer.com smtp_server 127.0.0.1 smtp_connect_timeout 30 router_id keepalived_lvs }

② 配置虚拟路由器的实例段，VI_1是自定义的实例名称，可以有多个实例段

vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth1 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass keer } virtual_ipaddress { 172.17.100.100 } }

③ 设置一个virtual server段

virtual_server 172.17.100.100 80 { delay_loop 6 lb_algo wrr lb_kind DR nat_mask 255.255.255.255 persistence_timeout 600 protocol TCP

④ 配置real server段

real_server 172.17.1.7 80 { weight 1 HTTP_GET { url { path / } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 172.17.22.22 80 { weight 2 HTTP_GET { url { path / } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } }

一定要注意大小写！

2.2 开启keepalived 服务

service keepalived start

能看到网卡别名和负载均衡策略已经设置好了

我们来使用ipvsadm -Ln来查看一下：

2.3 后续

因为是主从方式，所以从上的配置和主只有一点差别；所以可以把这个配置文件拷贝到从服务器上在进行修改即可：

scp /etc/keepalived/keepalived.conf @172.17.11.11:

3、配置lvs-server-backup （从服务器）

3.1 修改配置文件

因为这个配置文件是从主服务器上拷贝过来的，所以只需要修改②实例段，其他都不要变，保证一模一样

vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth1 virtual_router_id 51 priority 99 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass keer }

3.2 开启keepalived 服务

service keepalived start

负载均衡策略已经设置好了，注意：主director没有宕机，从上就不会有VIP

可以用ipvsadm -Ln 来查看，可能过一会才会显示

4、配置 real server

4.1 开启事前准备好的web服务

systemctl start nginx systemctl start mariadb systemctl start php-fpm

4.2 因为是DR模式，需在rs上进行设置

4.2.1 配置路由

配置VIP到本地回环网卡lo上，并只广播自己

ifconfig lo:0 172.17.100.100 broadcast 172.17.100.100 netmask 255.255.255.255 up

配置本地回环网卡路由

route add -host 172.17.100.100 lo:0

4.2.2 使RS “闭嘴”

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

忽略ARP广播

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

注意：关闭arp应答

1：仅在请求的目标IP配置在本地主机的接收到请求报文的接口上时，才给予响应

2：必须避免将接口信息向非本网络进行通告

4.2.3 想永久生效，可以写到配置文件中

vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

5、测试

5.1 lvs负载均衡作用是否开启

客户端访问http://172.17.100.100/

也可以详细测试

① 在rs1 上设置一个测试一面

vim /data/web/test.html

real server 1

② 在rs2 上设置一个测试一面

vim /data/web/test.html

real server 2

③ 网页访问http://172.17.100.100/test.html 发现有real server 1也有real server 2

5.2 测试keepalived的主从方式

① 使keepalive 的主宕机

service keepalived stop

会发现服务能照常访问，但是VIP 漂移到了从上

从多了网卡别名，且地址是VIP

[root@server-backup ~]# ip a 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo inet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:22:8d:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 172.17.251.66/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0 inet 172.17.100.100/32 scope global eth1 inet6 fe80::20c:29ff:fe22:8d75/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever 3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:22:8d:7f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 192.168.37.128/24 brd 192.168.37.255 scope global eth1 inet6 fe80::20c:29ff:fe22:8d7f/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever 4: pan0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN link/ether ba:21:04:5b:66:60 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

② 使keepalive 的主重新开启服务，因为主的优先级高，所以VIP又重新漂移到了主上

实验二：实现keepalived双主方式高可用基于LVS-DR模式的应用实战：

实验原理

互为主从：主从都在工作；其中一个宕机了，VIP漂移到另一个上，提供服务

1、实验环境，基本同上

机器名称	IP配置	服务角色	备注
lvs-server-1	VIP：172.17.120.120 DIP：172.17.66.66	负载均衡器主服务器	开启路由功能配置keepalived
lvs-server2	VIP：172.17.120.121 DIP：172.17.251.66	后端服务器从服务器	开启路由功能配置keepalived
rs01	RIP：172.17.77.77	后端服务器	网关指向DIP（桥接）
rs02	RIP：172.17.252.111	后端服务器	网关指向DIP（桥接）

2、配置 lvs-server-master1（第一个主服务器）

配置基本同上，就是加了一个实例段

修改keepalived主(lvs-server-master)配置文件实现 virtual_instance 实例

2.1 主的设置 VI_1

vim /etc/keepalived/keepalived.conf vrrp_instance VI_1 { state MASTER interface eth1 virtual_router_id 51 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass keer } virtual_ipaddress { 172.17.120.120 } }virtual_server 172.17.120.120 80 { delay_loop 6 lb_algo wrr lb_kind DR nat_mask 255.255.255.255 persistence_timeout 600 protocol TCP real_server 172.17.1.7 80 { weight 1 HTTP_GET { url { path / } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 172.17.22.22 80 { weight 1 HTTP_GET { url { path / } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } }

2.2 从的设置 VI_2

vrrp_instance VI_2 { state BACKUP interface eth1 virtual_router_id 52 priority 98 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass along } virtual_ipaddress { 172.17.120.121 } }virtual_server 172.17.120.121 443 { delay_loop 6 lb_algo wrr lb_kind DR nat_mask 255.255.255.255 persistence_timeout 600 protocol TCP real_server 172.17.77.77 443 { weight 1 HTTP_GET { url { path / } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 172.17.252.111 443 { weight 2 HTTP_GET { url { path / } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } }

2.3 开启keepalived 服务

service keepalived start

能看到网卡别名和负载均衡策略已经设置好了

2.4 后续

因为是主从方式，所以从上的配置和主只有一点差别；所以可以把这个配置文件拷过去

scp /etc/keepalived/keepalived.conf @172.17.11.11:

3、配置 lvs-server-master2（第二个主服务器）

在lvs-server2 上，基本同1，就是把实例的主从调换一下

3.1 从的设置 VI_1

vim /etc/keepalived/keepalived.conf vrrp_instance VI_1 { state BACKUP interface eth1 virtual_router_id 51 priority 98 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass keer } virtual_ipaddress { 172.17.120.120 } }

3.2 主的设置 VI_2

vrrp_instance VI_2 { state MASTER interface eth1 virtual_router_id 52 priority 100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass keer } virtual_ipaddress { 172.17.120.121 } }

3.3 开启keepalived 服务

service keepalived start

能看到网卡别名和负载均衡策略已经设置好了，显示结果会等段时间再显示

4、配置 real server

4.1 开启事前准备好的web服务

systemctl start nginx systemctl start mariadb systemctl start php-fpm

4.2 因为是DR模式，需在rs上进行设置

4.2.1 配置路由

配置VIP到本地回环网卡lo上，并只广播自己

ifconfig lo:0 172.17.100.100 broadcast 172.17.100.100 netmask 255.255.255.255 up

配置本地回环网卡路由

route add -host 172.17.100.100 lo:0

4.2.2 使RS “闭嘴”

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

忽略ARP广播

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

注意：关闭arp应答

1：仅在请求的目标IP配置在本地主机的接收到请求报文的接口上时，才给予响应

2：必须避免将接口信息向非本网络进行通告

4.2.3 想永久生效，可以写到配置文件中

vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

5、测试

5.1 lvs负载均衡作用是否开启

客户端访问http://172.17.100.100/ 公网172.17.100.100只能访问80

https://172.17.100.101/ 公网172.17.100.101只能访问443

也可以详细测试：

① 在rs1 上设置一个测试一面

vim /data/web/test.html real server 1

② 在rs2 上设置一个测试一面

vim /data/web/test.html real server 2

③ 网页访问http://172.17.100.100/test.html或https://172.17.100.101/test.html 发现有real server 1也有real server 2

5.2 测试keepalived的双主方式

使keepalive 的任意一个宕机

service keepalived stop

会发现服务能照常访问，另一个机器80、443都能访问，且宕机的VIP漂移到了另一个服务器上

实验三：实现keepalived主从方式高可用基于LVS-NAT模式的应用实战：

实验原理

主从：一主一从，主的在工作，从的在休息；主的宕机了，VIP漂移到从上，由从提供服务