Keepalived介绍以及在Linux系统下的安装与配置

一、简介

Keepalived是一个免费开源的,用C编写的类似于layer3, 4 & 7交换机制软件,具备我们平时说的第3层、第4层和第7层交换机的功能。主要提供loadbalancing(负载均衡)和 high-availability(高可用)功能,负载均衡实现需要依赖Linux的虚拟服务内核模块(ipvs),而高可用是通过VRRP协议实现多台机器之间的故障转移服务。

Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案,可以利用其来避免IP单点故障,类似的工具还有heartbeat、corosync、pacemaker。但是它一般不会单独出现,而是与其它负载均衡技术(如lvs、haproxy、nginx)一起工作来达到集群的高可用。

Keepalived的作用是检测服务器的状态,如果有一台web服务器死机,或工作出现故障,Keepalived将检测到,并将有故障的服务器从系统中剔除,同时使用其他服务器代替该服务器的工作;当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中,这些工作全部自动完成,不需要人工干涉,需要人工做的只是修复故障的服务器。

健康检查和失败切换是keepalived的两大核心功能。 所谓的健康检查, 就是采用tcp三次握手, icmp请求, http请求, udp echo请求等方式对负载均衡器后面的实际的服务器(通常是承载真实业务的服务器)进行保活;而失败切换主要是应用于配置了主备模式的负载均衡器, 利用VRRP(虚拟路由冗余协议, 可参考RFC文档http://tools.ietf.org/html/rfc5798) 维持主备负载均衡器的心跳, 当主负载均衡器出现问题时, 由备负载均衡器承载对应的业务, 从而在最大限度上减少流量损失, 并提供服务的稳定性。

二、VRRP协议

VRRP全称 Virtual Router Redundancy Protocol,即 虚拟路由冗余协议。可以认为它是实现路由器高可用的容错协议,即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组(Router Group),这个组里面有一个master和多个backup,但在外界看来就像一台一样,构成虚拟路由器,拥有一个虚拟IP(vip,也就是路由器所在局域网内其他机器的默认路由),占有这个IP的master实际负责ARP相应和转发IP数据包,组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。master会发组播消息,当backup在超时时间内收不到vrrp包时就认为master宕掉了,这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master,保证路由器的高可用。

在VRRP协议实现里,虚拟路由器使用 00-00-5E-00-01-XX 作为虚拟MAC地址,XX就是唯一的 VRID (Virtual Router IDentifier),这个地址同一时间只有一个物理路由器占用。在虚拟路由器里面的物理路由器组里面通过多播IP地址 224.0.0.18 来定时发送通告消息。每个Router都有一个 1-255 之间的优先级别,级别最高的(highest priority)将成为主控(master)路由器。通过降低master的优先权可以让处于backup状态的路由器抢占(pro-empt)主路由器的状态,两个backup优先级相同的IP地址较大者为master,接管虚拟IP。

三、与heartbeat/corosync等比较

Heartbeat、Corosync、Keepalived这三个集群组件我们到底选哪个好,首先我想说明的是,Heartbeat、Corosync是属于同一类型,Keepalived与Heartbeat、Corosync,根本不是同一类型的。Keepalived使用的vrrp协议方式,虚拟路由冗余协议 (Virtual Router Redundancy Protocol,简称VRRP);Heartbeat或Corosync是基于主机或网络服务的高可用方式;简单的说就是,Keepalived的目的是模拟路由器的高可用,Heartbeat或Corosync的目的是实现Service的高可用。

所以一般Keepalived是实现前端高可用,常用的前端高可用的组合有,就是我们常见的LVS+Keepalived、Nginx+Keepalived、HAproxy+Keepalived。而Heartbeat或Corosync是实现服务的高可用,常见的组合有Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+Httpd 实现Web服务器的高可用、Heartbeat v3(Corosync)+Pacemaker+NFS+MySQL 实现MySQL服务器的高可用。总结一下,Keepalived中实现轻量级的高可用,一般用于前端高可用,且不需要共享存储,一般常用于两个节点的高可用。而Heartbeat(或Corosync)一般用于服务的高可用,且需要共享存储,一般用于多节点的高可用。

四、Keepalived + nginx  

keepalived一般不会单独出现,而是与其它负载均衡技术(如lvs、haproxy、nginx)一起工作来达到集群的高可用。

keepalived可以认为是VRRP协议在Linux上的实现,主要有三个模块,分别是core、check和vrrp。core模块为keepalived的核心,负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查,包括常见的各种检查方式。vrrp模块是来实现VRRP协议的。

五、keepalived的功能体系结构

上图是Keepalived的功能体系结构,大致分两层:用户空间(user space)和内核空间(kernel space)。 
内核空间:主要包括IPVS(IP虚拟服务器,用于实现网络服务的负载均衡)和NETLINK(提供高级路由及其他相关的网络功能)两个部份。 
用户空间

  • WatchDog:负载监控checkers和VRRP进程的状况
  • VRRP Stack:负载负载均衡器之间的失败切换FailOver,如果只用一个负载均稀器,则VRRP不是必须的。
  • Checkers:负责真实服务器的健康检查healthchecking,是keepalived最主要的功能。换言之,可以没有VRRP Stack,但健康检查healthchecking是一定要有的。
  • IPVS wrapper:用户发送设定的规则到内核ipvs代码
  • Netlink Reflector:用来设定vrrp的vip地址等。

Keepalived的所有功能是配置keepalived.conf文件来实现的。

六、安装与配置

从官网下载keepalived,本文以版本1.2.24为例。

6.1 安装

[root@keepalived-nginx1 ~]# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.24.tar.gz
[root@keepalived-nginx1 ~]# tar -xzvf keepalived-1.2.24.tar.gz
[root@keepalived-nginx1 ~]# cd keepalived-1.2.24

 6.2 编译

[root@keepalived-nginx1 keepalived-1.2.24]# ./configure --prefix=/usr/local/keepalived
[root@keepalived-nginx1 keepalived-1.2.24]# make && make install

6.3 配置

安装完成后,进入安装目录的etc目录下,将keepalived相应的配置文件拷贝到系统相应的目录当中。keepalived启动时会从/etc/keepalived目录下查找keepalived.conf配置文件,如果没有找到则使用默认的配置。/etc/keepalived目录安装时默认是没有安装的,需要手动创建。配置文件目录结构如下所示:

复制代码
[root@keepalived-nginx1 ~]# tree -l /usr/local/keepalived/etc/
/usr/local/keepalived/etc/
├── keepalived
│   ├── keepalived.conf
│   └── samples
│       ├── client.pem
│       ├── dh1024.pem
│       ├── keepalived.conf.fwmark
│       ├── keepalived.conf.HTTP_GET.port
│       ├── keepalived.conf.inhibit
│       ├── keepalived.conf.IPv6
│       ├── keepalived.conf.misc_check
│       ├── keepalived.conf.misc_check_arg
│       ├── keepalived.conf.quorum
│       ├── keepalived.conf.sample
│       ├── keepalived.conf.SMTP_CHECK
│       ├── keepalived.conf.SSL_GET
│       ├── keepalived.conf.status_code
│       ├── keepalived.conf.track_interface
│       ├── keepalived.conf.virtualhost
│       ├── keepalived.conf.virtual_server_group
│       ├── keepalived.conf.vrrp
│       ├── keepalived.conf.vrrp.localcheck
│       ├── keepalived.conf.vrrp.lvs_syncd
│       ├── keepalived.conf.vrrp.routes
│       ├── keepalived.conf.vrrp.rules
│       ├── keepalived.conf.vrrp.scripts
│       ├── keepalived.conf.vrrp.static_ipaddress
│       ├── keepalived.conf.vrrp.sync
│       ├── root.pem
│       └── sample.misccheck.smbcheck.sh
├── rc.d
│   └── init.d
│       └── keepalived
└── sysconfig
    └── keepalived
复制代码

 分别对应系统目录(忽略samples目录):

/etc/keepalived/keepalived.conf
/etc/rc.d/init.d/keepalived
/etc/sysconfig/keepalived

将配置文件拷贝到系统对应的目录下

[root@keepalived-nginx1 ~]# mkdir /etc/keepalived
[root@keepalived-nginx1 ~]# cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
[root@keepalived-nginx1 ~]# cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/keepalived
[root@keepalived-nginx1 ~]# cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalived

 6.4 启动

复制代码
[root@keepalived-nginx1 ~]# cd /etc/init.d/
[root@keepalived-nginx1 init.d]# chmod +x keepalived
[root@keepalived-nginx1 init.d]# service keepalived start
Starting keepalived: /bin/bash: keepalived: command not found
                                                           [FAILED]
[root@keepalived-nginx1 init.d]# ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/bin/
[root@keepalived-nginx1 init.d]# service keepalived start
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
复制代码

 

posted @ 2018-12-26 21:53  那啥快看  阅读(...)  评论(...编辑  收藏