项目7 部署高可用集群任务

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项目7 部署高可用集群任务

了解Keepalived高可用技术
掌握Keepalived高可用解决方案的基本实施方法
学会基于LVS和Keepalived实现高可用负载均衡
学会基于Haproxy和Keepalived实现高可用负载均衡
学会基于Keepalived部署高可用MySQL集群

7.1 部署基本的Keepalived高可用集群

任务说明

1、了解keepalived的功能和应用场景
2、理解Keepalived的工作机制
3、了解Keepalived的配置文件
4、学会部署主备架构的高可用集群
5、学会部署双主架构的高可用集群

知识引入

7.1.1 keepalived的功能和应用场景

功能:故障切换、健康检查

应用场景:高可用负载均衡、高可用web服务、高可用数据库服务、高可用邮件服务、高可用分布式服务、高可用Kubernetes集群

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7.1.2 Keepalived的工作机制

‍

•通过虚拟路由器(Virtual Router)避免单点故障。

•通过优先级机制确定主备节点。

•通过心跳机制实现状态监控和检测。

•Keepalived支持健康检查机制。

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1、VIP(虚拟路由器的IP地址)

2、主备节点:VIP总是绑定主节点的

3、心跳机制:VRRP 包

4、健康检查:VRRP检查、LVS检查

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7.1.3 Keepalived的配置文件

global_defs {
    router_id node-a
}

vrrp_instance VI_1 {		
    state MASTER 			
    interface ens160
    virtual_router_id 10		
    priority 110			
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.10		
    }
}

virtual_server 192.168.102.80 80{
        delay_loop 6
        lb_algo rr
        lb_kind NAT
        persistence_timeout 50
        protocol TCP
        real_server 192.168.25.34 80{
            weight 1
            notify_up "/etc/keepalived/notify.sh up"
            notify_down "/etc/keepalived/notify.sh down"
            TCP_CHECK {
                connect_ip  192.168.102.80
                connect_port 80
                bindto  192 .168.102.80
                bindto_port 80
                connect_timeout 10
                nb_get_retry 3
                delay_before_retry 3
            }                      
        }
    }

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•配置文件的关键组成部分

定义全局参数的global_defs块
定义VRRP实例的vrrp_instance块。
a)state
b)interface
c)virtual_router_id
d)priority
e)authentication
f)virtual_ipaddress

定义虚拟服务器的virtual_server块

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任务实现

7.0.1关闭防火墙和SE Linux

可以使用下面脚本一键关闭:

#!/bin/bash

# ============================================
# 关闭防火墙、SELinux 并重启系统
# 适用:CentOS 7 / RHEL 7 / Rocky Linux / AlmaLinux
# 用法:chmod +x disable_firewall_selinux.sh && sudo ./disable_firewall_selinux.sh
# ============================================

set -e

echo "=============================="
echo "开始关闭防火墙和 SELinux..."
echo "=============================="

# ---------- 1. 停止并禁用 firewalld ----------
echo "[1/4] 停止 firewalld 服务..."
systemctl stop firewalld 2>/dev/null || echo "  → firewalld 未运行或已停止"

echo "[2/4] 禁用 firewalld 开机自启..."
systemctl disable firewalld 2>/dev/null || echo "  → firewalld 已禁用"

# ---------- 2. 临时关闭 SELinux ----------
echo "[3/4] 临时关闭 SELinux(立即生效)..."
setenforce 0 2>/dev/null || echo "  → setenforce 失败,可能 SELinux 未安装"

# ---------- 3. 永久关闭 SELinux ----------
echo "[4/4] 修改 SELinux 配置文件,永久关闭..."
if grep -q "^SELINUX=" /etc/selinux/config; then
    sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
    echo "  → 已将 /etc/selinux/config 中的 SELINUX 改为 disabled"
else
    echo "  → /etc/selinux/config 中未找到 SELINUX= 行,跳过"
fi

echo ""
echo "=============================="
echo "配置完成!"
echo "=============================="
echo ""
echo "当前状态:"
echo "  firewalld: $(systemctl is-active firewalld 2>/dev/null || echo 'stopped')"
echo "  SELinux 临时: $(getenforce 2>/dev/null || echo 'N/A')"
echo "  SELinux 永久: $(grep ^SELINUX= /etc/selinux/config | cut -d= -f2)"
echo ""

# ---------- 4. 询问是否重启 ----------
read -p "⚠  是否立即重启系统以使 SELinux 完全生效?(y/n): " answer
case "$answer" in
    [yY]|[yY][eE][sS])
        echo "正在重启系统..."
        reboot
        ;;
    *)
        echo "跳过重启。注意:永久关闭 SELinux 需要重启后才能完全生效。"
        echo "你也可以稍后手动执行: sudo reboot"
        ;;
esac

7.0.2 更改主机名为自己的姓名

更改主节点与备用节点的主机名为"自己的姓名+A/B" ,如姓名为张三(zhangsan),则输入如下

#主节点
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname zhangsanA
[root@localhost ~]# bash
[root@zhangsanA ~]#

#备用节点
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname zhangsanB
[root@localhost ~]# bash
[root@zhangsanB ~]#

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7.1.1部署Keepalived主备架构高可用集群

•集群规划

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•安装Keepalived

#主节点与备用节点同时使用以下命令安装keepalived
dnf install keepalived

•编写Keepalived配置文件

主机点/etc/keepalived/keepalived.conf的文件内容:

! Configuration File for keepalived
global_defs {                           
   router_id centos-a
}

vrrp_instance VI_1 {                    
    state MASTER                     
    interface ens36                     
    virtual_router_id 10                
    priority 110                        
    advert_int 1                        
    authentication {                    
        auth_type PASS                  
        auth_pass abc123                
    }
    virtual_ipaddress {
		192.168.10.10
    }
}

备用节点 /etc/keepalived/keepalived.conf的文件内容:

! Configuration File for keepalived
global_defs {                           
   router_id centos-b
}

vrrp_instance VI_1 {                    
    state BACKUP                        
    interface ens36                     
    virtual_router_id 10                
    priority 90                        
    advert_int 1                        
    authentication {                    
        auth_type PASS                  
        auth_pass abc123                
    }
    virtual_ipaddress {
		192.168.10.10
		
    }
}

•测试高可用效果

①在centos-a服务器上查看VIP绑定情况,确认其为当前主节点。

#主节点
[root@zhangsanA ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.11/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.10.10/32 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe56:afc3/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

#备用节点
[root@zhangsanB ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:d2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.12/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe2a:8dd2/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


主节点的priority =110,备用节点priority=90•编写Keepalived配置文件

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②在外部客户端持续测试VIP的连通性。

物理机上测试发现如下,证明连通性没问题。

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③停止centos-a服务器上的Keepalived服务以模拟故障。

#1、使用如下命令在主机点停止keepalived服务
systemctl stop keepalived

#2、在主节点查看ip情况
ip a
#返回结果不会包含VIP

④分别在centos-a和centos-b服务器上查看VIP,确认VIP已转移到centos-b服务器,完成故障转移。

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⑤在外部客户端查看ping命令持续测试VIP的连通性,确认业务基本保持连续性,实现高可用性。

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⑥启动centos-a服务器上的Keepalived服务以模拟故障恢复。

systemctl start keepalived

⑦分别在centos-a和centos-b服务器上查看VIP,确认VIP的分配情况。

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7.1.2部署Keepalived双主机架构高可用集群

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(1)修改节点A的Keepalived配置文件,设置VRRP多实例,每个实例有独立的虚拟路由器和VIP,运行在不同优先级下。

主节点的配置文件/etc/keepalived/keeplived.conf内容更改如下

! Configuration File for keepalived
global_defs {                           
   router_id centos-a
}
vrrp_instance VI_1 {                    
    state MASTER                     
    interface ens160                     
    virtual_router_id 10                
    priority 110                        
    advert_int 1                        
    authentication {                    
        auth_type PASS                  
        auth_pass abc123                
    }
    virtual_ipaddress {
		192.168.10.10
    }
}

vrrp_instance VI_2 {                    
    state BACKUP                     
    interface ens160                     
    virtual_router_id 20                
    priority 90                       
    advert_int 1                        
    authentication {                    
        auth_type PASS                  
        auth_pass abc1234              
    }
    virtual_ipaddress {
		192.168.10.20
    }
}

(2)修改节点B上的Keepalived配置文件,设置VRRP多实例,每个实例有独立的虚拟路由器和VIP,运行在不同优先级下。

! Configuration File for keepalived
global_defs {                           
   router_id centos-a
}
vrrp_instance VI_1 {                    
    state BACKUP                    
    interface ens160                     
    virtual_router_id 10                
    priority 90                       
    advert_int 1                        
    authentication {                    
        auth_type PASS                  
        auth_pass abc123                
    }
    virtual_ipaddress {
		192.168.10.10
    }
}

vrrp_instance VI_2 {                    
    state MASTER                    
    interface ens160                     
    virtual_router_id 20                
    priority 110                       
    advert_int 1                        
    authentication {                    
        auth_type PASS                  
        auth_pass abc1234                
    }
    virtual_ipaddress {  
		192.168.10.20
    }
}

(3)在两个节点上分别重启Keepalived服务。

systemctl restart keepalived

(4)在两个节点上查看VIP,确认两个VIP分别绑定在不同节点上,节点A绑定192.168.10.10,节点B绑定192.168.10.20。

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(5)停止节点B上的Keepalived服务以模拟故障。

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(6)在节点A上查看VIP,确认两个VIP都绑定在节点B上,完成故障转移。.

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(7)启动节点B上的Keepalived服务以模拟故障恢复。

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(8)在节点A上查看VIP,确认VIP 192.168.10.20重新回到节点B上。

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7.2 基于LVS和keepalived实现高可用负载均衡

课前提问

任务说明

了解LVS与Keepalived的组合
了解Keepalived的LVS虚拟服务器配置
了解Keepalived的健康检查
学会部署高可用LVS负载均衡集群

知识引入

7.2.1 LVS与Keepalived的组合

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7.2.2 Keepalived的LVS虚拟服务器配置

virtual_server 192.168.163.10 80 {              #定义一个虚拟服务器,监听
    delay_loop 6                                #表示检查间隔,单位为秒,表示每隔这个时间就会检查一次后端真实服务器的状态,这里设置为6表示每6秒检查一次
    lb_algo wrr                                 #表示负载均衡算法,这里设置为wrr表示加权轮询算法,表示根据后端真实服务器的权重来分配请求
    lb_kind DR                                  #表示负载均衡类型,这里设置为DR表示直接路由模式,表示客户端请求直接发送到后端真实服务器,而不是通过负载均衡器转发
    protocol TCP                                #表示负载均衡协议,这里设置为TCP表示使用TCP协议进行负载均衡

    real_server 192.168.163.12 80 {             #定义一个后端真实服务器,IP地址为192.168.163.12
        weight 1                                #表示权重,范围1到100,数值越大表示这个服务器的处理能力越强,在负载均衡时会分配更多的请求,这里设置为1表示这个服务器的处理能力一般
        notify_down "/etc/keepalived/notify_down.sh"   #表示当这个后端真实服务器不可用时会执行这个脚本,这里假设有一个notify_down.sh脚本,这个脚本可以用来发送通知或者执行其他操作
        notify_up "/etc/keepalived/notify_up.sh"       #表示当这个后端真实服务器恢复可用时会执行这个脚本,这里假设有一个notify_up.sh脚本,这个脚本可以用来发送通知或者执行其他操作
        HTTP_GET {                              #表示使用HTTP GET方法来检查后端真实服务器的状态,这里使用HTTP GET方法来检查服务器是否可用
            url {                               #表示URL配置块,表示检查的URL路径和状态码,这里设置为根路径/,并且期望返回状态码200表示服务器可用
                path /                      
                status_code 200                   
            }
            connect_timeout 3                   #表示连接超时时间,单位为秒,表示如果在这个时间内没有建立连接就认为检查失败,这里设置为3表示如果在3秒内没有建立连接就认为检查失败
            nb_get_retry 2          #表示HTTP GET请求的重试次数,表示如果第一次请求失败就会重试这个次数,这里设置为2表示如果第一次请求失败就会重试2次   
            delay_before_retry 2    #表示重试前的延迟时间,单位为秒,表示如果第一次请求失败就会等待这个时间再进行重试,这里设置为2表示如果第一次请求失败就会等待2秒再进行重试
        }   
    }

    real_server 192.168.163.13 80 {
        weight 1
        notify_down "/etc/keepalived/notify_down.sh"
        notify_up "/etc/keepalived/notify_up.sh"
        HTTP_GET {
            url {
                path /
                status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 2
            delay_before_retry 2    
        }   
    }   
}

7.2.3 Keepalived的健康检查

•基于应用层检测Web服务器

HTTP_GET
SSL_GET
SMTP_CHECK
MISC_CHECK

•基于传输层检测其他基础服务

TCP_CHECK {
  connect_ip <IPADDR >  # 要进行健康检查的目标IP地址
  connect_port <PORT>  # 要进行健康检查的目标端口
  bindto <IP ADDRESS>  # 发出健康检查请求时使用的源地址
  bind_port <PORT>      # 发出健康检查请求时使用的源端口
  connect_timeout <INTEGER>     # 连接超时时间
}

任务实现

任务7.2.0 关闭防火墙和SELinux 更改主机名

参照7.0.1与7.0.2

任务7.2.1  规划高可用LVS负载均衡集群

•针对项目4中LVS负载均衡集群单点故障问题,采用Keepalived部署主备负载均衡器,实现故障自动切换,确保服务连续性。

即保持VRRP一组,删掉之前的VRRP实例二组

•本实验采用LVS DR模式实现Web负载均衡,实验环境模拟生产环境,通过静态路由绑定、心跳线连接等提高稳定性和可靠性。(关于心跳线,书中的配置是错误的,要仿造下面的方式去配置)

global_defs {
   router_id centos-a
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens224
    virtual_router_id 10
    priority 110
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.10 dev ens160
    }
}

•增加centos-d服务器作为备用负载均衡器,主备负载均衡器配置两块网卡,运行CentOS Stream 9,真实服务器需配置VIP以直接回传数据给客户端。

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任务7.2.2  部署高可用LVS负载均衡集群

•配置真实服务器

①给真实服务器的环回接口lo配置一个VIP,该IP与负载均衡器VIP相同,只是子网掩码不同。

[root@zhangsanB ~]# nmcli connection add con-name "lo-1" ifname lo type loopback ip4 192.168.10.10/32
连接 "lo-1" (794240d2-3498-4990-aaaa-71e565ba24d1) 已成功添加。
[root@zhangsanB ~]# nmcli connection up lo-1
连接已成功激活(D-Bus 活动路径:/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/4)
[root@zhangsanB ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.10.10/32 scope global lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:92:13:e9 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.12/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe92:13e9/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

②关闭ARP转发以防止发起广播,在两台真实服务器上都需要同样的操作。

net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

‍

[root@zhangsanB ~]# vim /etc/sysctl.conf
[root@zhangsanB ~]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

③部署测试用的Web网站。

[root@zhangsanB ~]# dnf install httpd
[root@zhangsanB ~]# echo "Welecome to my ZhangSanSite-B 01!" > /var/www/html/index.html
[root@zhangsanB ~]#  systemctl start httpd
[root@zhangsanB woshixuesheng]# curl localhost
Welecome to my ZhangSanSite-B 01!

•配置主负载均衡器

①配置双网卡,ens160为内网接口,ens224为心跳线专网接口。

输入nmtui命令后选择编辑连接-->添加-->以太网-->配置集名称(输入ens224)-->确认-->返回-->确认

#主负载均很节点
[root@zhangsanA ~]# nmtui
[root@zhangsanA ~]# nmcli connection show
NAME    UUID                                  TYPE      DEVICE
ens160  916ee6e0-f8af-35ae-b4b9-987c98de40a3  ethernet  ens160
ens224  76a7adfe-3c42-4a94-acce-612e3ef57616  ethernet  ens224
lo      c641d2d2-c0f8-43a8-803c-e31367c09829  loopback  lo
[root@zhangsanA ~]# nmcli connection modify ens224 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.0.11/24 ipv4.gateway 192.168.0.1
[root@zhangsanA ~]# nmcli connection up ens224
连接已成功激活(D-Bus 活动路径:/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/4)
[root@zhangsanA ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.11/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe56:afc3/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:cd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.0.11/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute ens224
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4f3:6ab5:9a06:f20d/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


#备用负载均很节点
[root@zhangsanD ~]# nmtui
[root@zhangsanD ~]# nmcli connection show
NAME    UUID                                  TYPE      DEVICE
ens160  916ee6e0-f8af-35ae-b4b9-987c98de40a3  ethernet  ens160
ens224  30923a64-421c-48b1-9f3e-767b8f42ba33  ethernet  ens224
lo      559a32d3-7de8-49f7-bd42-d2757aff188c  loopback  lo
[root@zhangsanD ~]#  nmcli connection modify ens224 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.0.81/24 ipv4.gateway 192.168.0.1
[root@zhangsanD ~]# nmcli connection up ens224
连接已成功激活(D-Bus 活动路径:/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/5)
[root@zhangsanD ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:d2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.81/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.10.10/32 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe2a:8dd2/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.0.81/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute ens224
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::360b:c85f:c779:17ae/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

②安装LVS管理工具ipvsadm,若之前使用过则需清空现有配置并停止服务。

dnf install ipvsadm

③安装Keepalived。

dnf install keepalived

④编写Keepalived配置文件,设置global_defs和vrrp_instance,定义虚拟服务器及其调度算法、工作模式、真实服务器等参数。(不支持行尾注释,使用时要删除)

virtual_server 192.168.10.10 80 {	# 定义虚拟服务器
    delay_loop 6
    lb_algo wrr					# LVS负载均衡算法为加权轮询
    lb_kind DR					# LVS工作模式为DR
    protocol TCP
    real_server 192.168.10.12 80 {	# 真实服务器
        weight 1
        HTTP_GET { 				# 检测真实服务器监控状态的方法
            url {					# 定义要监控的URL
              path /				# URL路径
              status_code 200		# 判断健康状态的响应码,一般为 200
            }
            connect_timeout 3		# 连接超时时长
            nb_get_retry 2		# 重试次数
            delay_before_retry 2	# 重试之前的延迟时长
        }
    }
    real_server 192.168.10.13 80 {	# 真实服务器
        weight 1 
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 2
            delay_before_retry 2
        }
    }
}

⑤启动Keepalived服务并设置为开机自启。

 systemctl enable --now keepalived

⑥查看分配的VIP,确认其由Keepalived动态分配。

[root@zhangsanA ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.11/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.10.10/32 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe56:afc3/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

⑦查看当前的LVS配置规则。

[root@zhangsanD ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.10.10:80 wrr
  -> 192.168.10.12:80             Route   1      0          10
  -> 192.168.10.13:80             Route   1      0          10

•配置备用负载均衡器

双网卡配置的IP地址不同。
Keepalived配置文件的内容不同之处主要是全局配置的router_id参数、VRRP配置模块中的state和priority两个参数。

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   router_id centos-b
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens224
    virtual_router_id 10
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.10.10 dev ens160
    }
}
virtual_server 192.168.10.10 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    protocol TCP
    real_server 192.168.10.12 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 2
            delay_before_retry 2
        }
    }
    real_server 192.168.10.13 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 2
            delay_before_retry 2
        }
    }
}

任务7.2.3  测试高可用LVS负载均衡集群

•测试负载均衡效果

image

image

•测试高可用效果

①在主负载均衡器centos-a上停止Keepalived服务,模拟故障。

[root@zhangsanA ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.11/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.10.10/32 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe56:afc3/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:cd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.0.11/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute ens224
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4f3:6ab5:9a06:f20d/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@zhangsanA ~]# systemctl stop keepalived.service
[root@zhangsanA ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.11/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe56:afc3/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:56:af:cd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.0.11/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute ens224
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a4f3:6ab5:9a06:f20d/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

②在备用负载均衡器centos-d上查看VIP,确认其获得VIP并升级为主负载均衡器。

[root@zhangsanD ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:d2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.81/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe2a:8dd2/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.0.81/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute ens224
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::360b:c85f:c779:17ae/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


[root@zhangsanD ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:d2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    inet 192.168.10.81/24 brd 192.168.10.255 scope global noprefixroute ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.10.10/32 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fe2a:8dd2/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:2a:8d:dc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp19s0
    inet 192.168.0.81/24 brd 192.168.0.255 scope global noprefixroute ens224
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::360b:c85f:c779:17ae/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

③通过外部客户端访问VIP,测试负载均衡是否正常工作,确认请求可交替分配到后端服务器。

这里用物理机去访问

image

④在centos-d服务器上使用Shell语句访问Web服务,进一步测试负载均衡功能。

‍

⑤在原主负载均衡器centos-a上启动Keepalived服务,模拟故障恢复,确认其重新获得VIP。

•测试真实服务器的故障转移

①在centos-b服务器上停止Web服务,模拟故障。

②查看LVS配置规则,确认centos-b服务器被动态删除。

‍

③访问负载均衡器VIP,确认流量仅来自centos-b服务器。

④在备用负载均衡器centos-d上执行Shell语句,测试负载均衡功能。

⑤在centos-b服务器上恢复Web服务,模拟故障恢复。

⑥查看LVS配置规则,确认centos-b服务器被动态添加,负载均衡服务恢复正常。

7.3 基于HAProxy和keepalived实现高可用负载均衡

‍

课前提问

任务说明

了解HAProxy软件
了解VRRP脚本
学会组合使用HAProxy和Keepalived实现高可用负载均衡
掌握双主架构的高可用负载均衡集群实现方法

知识引入

7.3.1 HAProxy概述

•HAProxy的主要特性

HAProxy可以在不同的网络层级工作,以满足不同的需求。
能够处理数以百万计的并发连接,同时保持低延迟和高吞吐量。
支持多种负载均衡算法。
提供主动健康检查功能。

•HAProxy的配置作为反向代理,可以隐藏后端服务器的身份和特征,为客户端提供单一入口。

image

•VRRP脚本定义

vrrp_script <脚本名> {                           # 定义一个检查脚本
     script <STRING>|<QUOTED-STRING>    # 指定要执行的Shell命令或脚本路径
     interval <INTEGER>                       # 脚本执行间隔时间,单位为秒,默认1秒
     timeout <INTEGER>                   # 脚本执行超时时间,超时后没有返回结果,会被视为脚本执行失败
     weight <INTEGER:-254..254>              # 调整权重值,默认为0
     fall <INTEGER>                             # 脚本执行连续失败指定次数后,节点状态被标记为失败
     rise <INTEGER>                            # 脚本执行连续成功指定次数后,节点状态被标记为成功
     user USERNAME [GROUPNAME]          # 执行检查脚本的用户或组
     init_fail                                     # 设置脚本的初始状态为失败,检查成功之后再转为成功状态
}

•VRRP脚本调用

track_script {
   VRRP脚本名称
}

‍

任务实现

任务7.3.1  部署主备架构的高可用HAProxy负载均衡集群

•集群规划

image

•配置后端服务器

‍

①将手动绑定的VIP的删除。
②取消关闭ARP转发以防止发起广播,在两台服务器上需要同样的操作。
③测试用的Web网站沿用任务7.2的网站部署。分别访问本地Web服务进行测试。

‍

•配置主负载均衡器

①确认服务器配置有双网卡且已安装Keepalived软件。

②安装HAProxy。

③修改HAProxy配置文件/etc/haproxy/haproxy.cfg,备份后删除默认frontend和backend配置块,添加listen配置块,设置监听VIP及后端服务器健康检查。

④启动HAProxy服务。

⑤编写HAProxy服务检测Shell脚本 /etc/keepalived/check_haproxy.sh,内容为判断HAProxy服务是否运行。

⑥为检测脚本赋予执行权限。

⑦编写Keepalived配置文件,定义VRRP脚本检查HAProxy状态,配置VRRP实例绑定VIP,设置跟踪脚本。

⑧重新启动Keepalived服务。

‍

•配置备用负载均衡器

‍

配置步骤与主负载均衡器基本相同,仅有Keepalived配置文件不同。

‍

global_defs {
    router_id haproxy-s
}
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    ......
    priority 90
}

•测试负载均衡功能

①通过访问VIP来测试HAProxy负载均衡是否正常工作。

②执行Shell语句访问Web服务来进一步测试负载均衡器功能。

# for i in {1..10};do curl 192.168.10.10;done
 Welcome to real server 02!
 Welcome to real server 01!
    ......
 Welcome to real server 02!
 Welcome to real server 01!

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•测试高可用效果

①在centos-a服务器上停止HAProxy服务,模拟故障。
②在centos-d服务器上查看VIP,确认其获得VIP并继续提供服务。
③在centos-a服务器上重新启动HAProxy服务,模拟故障恢复。
④查看VIP,确认其转移回centos-a服务器,继续作为主节点提供服务

任务7.3.2  部署双主架构的高可用HAProxy负载均衡集群

•集群规划

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•配置后端服务器

①修改 Apache配置文件,添加8080端口监听和虚拟主机配置。

②创建网站目录并添加测试网页。

③重启 Apache服务。

④测试新增网站的访问。

•修改Haproxy配置

listen webserver8080
    bind *:8080
    server web1 192.168.10.12:8080 check
    server web2 192.168.10.13:8080 check 

•修改Keepalived配置

在负载均衡器A上修改Keepalived配置文件,在其中添加一个VRRP实例定义,此实例负责另一个VIP(192.168.10.20)的业务,且角色为备用节点。
在负载均衡器B上修改Keepalived配置文件,在其中添加一个VRRP实例定义,此实例负责另一个VIP(192.168.10.20)的业务,且角色为主节点。

•测试负载均衡功能

# for i in {1..10};do curl 192.168.10.10;done
 Welcome to real server 02!
 Welcome to real server 01!
    ......
 Welcome to real server 02!
 Welcome to real server 01!
# for i in {1..10};do curl 192.168.10.20;done
 Welcome to real server 02 8080!
 Welcome to real server 01 8080!
    ......
 Welcome to real server 02 8080!
 Welcome to real server 01 8080!


•测试高可用功能

①在 centos-a服务器上停止HAProxy 服务。

②切换到 centos-d服务器,查看VIP绑定情况:

ip a | grep 192.168.10.10
ip a | grep 192.168.10.20

③在 centos-a服务器上再次启动HAProxy 服务。

④在 centos-a和centos-d服务器上查看VIP分配情况:

centos-a:ip a | grep 192.168.10.10
centos-d:ip a | grep 192.168.10.20

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7.4 基于keepalived部署高可用MySQL集群

课前提问

任务说明

了解Keepalived的MySQL高可用性解决方案
了解Keepalived的非抢占模式
学会部署双主架构模式的MySQL主从复制集群
学会基于Keepalived实现MySQL的高可用性

知识引入

7.4.1 MySQL高可用解决方案

•MySQL InnoDBCluster

•MySQL NDB Cluster

•MHA(Master High Availability)

•数据库中间件

•Keepalived

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7.4.2 基于Keepalived的MySQL高可用解决方案

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image

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7.4.3 Keepalived的非抢占模式

•抢占模式(默认)

高优先级节点故障恢复后会重新抢占主节点角色,VIP迁回。
适用于节点性能相同且允许VIP频繁转移的场景,但可能造成网络抖动。

•非抢占模式(使用 nopreempt 参数)

高优先级节点恢复后不会抢占低优先级节点的主节点角色。
确保服务持续性和稳定性,避免VIP频繁切换。
配置时需将同一VRRP组内各节点的state参数均设为备用节点。

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7.4.4 进一步了解双主复制架构的MySQL主从复制

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•架构特点

w双主复制:两节点互为主从,数据双向同步,与普通主从模式单向同步不同。

•防冲突机制

w为防自增长字段冲突,设置不同自增步长。

w故障时部分二进制日志未复制,新写入数据自增字段会冲突。

•配置参数

wauto-increment-increment:自增步长,双主设为2。

wauto_increment_offset:自增起点,双主分别设1和2。

•数据同步

w服务器A序列:1、3、5、7、9、11.......

w服务器B序列:2、4、6、8、10、12......

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任务实现

任务7.4.1  规划基于Keepalived的MySQL高可用集群

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任务7.4.2  配置双主复制架构的MySQL主从复制

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•将两台MySQL服务器分别配置为主服务器

①修改服务器A的MySQL配置文件。

server-id=1                      # 设置MySQL服务器实例的唯一标识符
gtid_mode=ON:启用GTID模式
enforce_gtid_consistency=ON:强制GTID一致性
auto-increment-increment=2:自增步长为2
auto-increment-offset=1:自增起点为1

②重启服务器A的MySQL服务。

③修改服务器B的MySQL配置文件。

server-id=2:设置服务器唯一标识符
gtid_mode=ON:启用GTID模式
enforce_gtid_consistency=ON:强制GTID一致性
auto-increment-increment=2:自增步长为2
auto-increment-offset=2:自增起点为2

④重启服务器B的MySQL服务。

•将两台服务器分别配置为对方的从服务器

①确认在服务器A上创建有MySQL主从复制用户账户并进行授权。

②在服务器B上使用MySQL客户端以root用户连接该服务器并执行以下操作。

mysql> STOP SLAVE;               # 停止复制进程
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.10.11', MASTER_USER='rep', MASTER_PASSWORD='abc123', MASTER_AUTO_POSITION=1,GET_MASTER_PUBLIC_KEY=1;# 连接主服务器的参数
mysql> START SLAVE;              # 启动复制进程

③在服务器A上使用MySQL客户端以root用户连接该服务器,然后执行基本相同的操作。

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.10.12', MASTER_USER='rep', MASTER_PASSWORD='abc123', MASTER_AUTO_POSITION=1,GET_MASTER_PUBLIC_KEY=1;

•测试互为主从关系的双主复制

(1)在服务器A上使用MySQL客户端以root用户连接该服务器。

mysql> CREATE TABLE test_db.test001(id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,name VARCHAR(100), PRIMARY KEY (id));     # 创建测试用的表,其中主键id为自增字段
mysql> INSERT INTO test_db.test001(name) VALUES ('ZHANG');  # 添加记录
mysql> INSERT INTO test_db.test001(name) VALUES ('LISI');

(2)在服务器B上使用MySQL客户端以root用户连接该服务器。

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.10.12', MASTER_USER='rep', MASTER_PASSWORD='abc123', MASTER_AUTO_POSITION=1,GET_MASTER_PUBLIC_KEY=1;

(3)在服务器B上继续执行以下命令增加新的记录。

mysql> INSERT INTO test_db.test001(name) VALUES ('LAOW');
mysql> INSERT INTO test_db.test001(name) VALUES ('XIAOAI');

(4)切换到服务器A上,然后执行以下命令

mysql> SELECT * FROM test_db.test001;

任务7.4.3  使用Keepalived实现MySQL双机的高可用

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•编写检测脚本

#!/bin/bash
# 检查MySQL服务是否在运行
mysql_status=$(systemctl is-active mysqld)
if [ "$mysql_status" = "active" ]; then
    exit 0  # MySQL服务正常
else
    exit 1  # MySQL服务异常
fi

•配置Keepalived

•centos-a 服务器(节点A)配置:Keepalived配置文件

Ø全局配置:router\_id mysql-a

Ø检测脚本:vrrp\_script check\_mysql:执行/etc/keepalived/check\_mysql.sh,每1秒监控一次,其他参数默认

ØVRRP 实例:

state BACKUP:初始状态为备用节点
interface ens160:心跳接口
virtual_router_id 10:虚拟路由器 ID
priority 110:优先级
nopreempt:不抢占控制权
身份验证:auth_type PASS,密码abc123
虚拟 IP:192.168.10.10
跟踪脚本:check_mysql

•配置Keepalived

•centos-b 服务器(节点B)配置:Keepalived配置文件

Ø全局配置:​router\_id mysql-b

ØVRRP 实例:​priority 90:优先级低于节点 A

•运行机制

两节点state均设为BACKUP,正常运行时根据优先级选举主节点(初始为主节点A)。
主节点故障后,备用节点 B 升级为主节点。
节点 A 恢复正常后,因设置了nopreempt,不会抢占主节点角色,除非节点B故障。
节点 B 优先级低,故障恢复后也不会抢占主节点角色。

•测试故障转移

①查看 centos-a服务器上的VIP,确认当前主节点。
②在 centos-c服务器上使用MySQL客户端远程连接VIP,添加记录。
③停止 centos-a服务器上的Keepalived服务,模拟节点故障。
④在 MySQL客户端中尝试添加记录,观察连接情况。
⑤查看 centos-b服务器上的VIP,确认主节点已转移。
⑥启动 centos-a服务器上的Keepalived服务,模拟故障恢复。
⑦稍等后查看 centos-a服务器上的VIP,确认不抢占策略生效。
⑧停止 centos-b服务器上的MySQL服务,模拟MySQL故障。
⑨查看 centos-a服务器上的VIP,确认已转移回来。
⑩启动 centos-b服务器上的MySQL服务,模拟故障恢复。
⑪稍等后查看 centos-a服务器上的VIP,确认优先级高的节点保持主节点角色。

任务7.4.4  在高可用集群中加入MySQL从服务器

(1)确认已经安装MySQL服务器,MySQL配置文件:

server-id=3                      # 设置MySQL服务器实例的唯一标识符
read-only=ON                    # 设置只读模式
gtid_mode=ON                   # 启用GTID模式
enforce_gtid_consistency=ON     # 强制要求GTID一致性的事务提交

(2)执行systemctlrestart mysqld 命令重启MySQL服务以应用配置更改。

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(3)使用MySQL客户端以root用户连接该服务器,然后依次执行以下命令。

mysql> STOP SLAVE;               # 停止复制进程
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.10.10', MASTER_USER='rep', MASTER_PASSWORD='abc123', MASTER_AUTO_POSITION=1,GET_MASTER_PUBLIC_KEY=1;
    # 连接主服务器的参数
mysql> START SLAVE;              # 启动复制进程

(4)测试MySQL从服务器。

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项目实训

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posted @ 2026-06-28 17:24  云梦花溪,王者武库  阅读(37)  评论(1)    收藏  举报