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keepalived应用,keepalived+nginx,keepalived+mysql主主架构

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  • 1.keepalived简介
    • 1.1 keepalived是什么?
    • 1.2 keepalived的重要功能
    • 1.3 keepalived高可用故障转移的原理
      • 1.4.1 keepalived工作原理描述
  • 2.keepalived配置文件讲解
    • 2.1 keepalived默认配置文件
    • 2.2 定制主配置文件
    • 2.3 实例
  • 3.keepalived实现nginx负载均衡高可用
    • 3.1 keepalived安装
      • 3.1.1 配置主keepalived:
      • 3.1.2 配置备keepalived:
    • 3.2 在两端都要配置nginx
      • 3.2.1 在master上安装nginx
      • 3.2.2 在slave上安装nginx
    • 3.3 keepalived配置
      • 3.3.1 配置主keepalived
      • 3.3.3 配置备keepalived
      • 3.3.3 查看VIP在哪里
    • 3.4 修改内核参数,开启监听VIP功能
    • 3.5 让keepalived监控nginx负载均衡机制
    • 3.6 配置keepalived加入监控脚本的配置
  • 4.脑裂
    • 4.1 脑裂产生的原因
    • 4.2 脑裂的常见解决方案
    • 4.3 对脑裂进行监控
  • 5.keepalived+mysql双主热备

Keepalived 软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的,用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态,后来又加入了可以实现高可用的VRRP功能。因此,Keepalived除了能够管理LVS软件外,还可以作为其他服务(例如:Nginx、Haproxy、MySQL等)的高可用解决方案软件。

Keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。VRRP是Virtual Router RedundancyProtocol(虚拟路由器冗余协议)的缩写,VRRP出现的目的就是为了解决静态路由单点故障问题的,它能够保证当个别节点宕机时,整个网络可以不间断地运行。

所以,Keepalived 一方面具有配置管理LVS的功能,同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能,另一方面也可实现系统网络服务的高可用功能。

keepalived 有三个重要的功能,分别是:

  • 管理LVS负载均衡软件
  • 实现LVS集群节点的健康检查
  • 作为系统网络服务的高可用性(failover)

Keepalived 高可用服务之间的故障切换转移,是通过 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议)来实现的。

在 Keepalived 服务正常工作时,主 Master 节点会不断地向备节点发送(多播的方式)心跳消息,用以告诉备 Backup 节点自己还活看,当主 Master 节点发生故障时,就无法发送心跳消息,备节点也就因此无法继续检测到来自主 Master 节点的心跳了,于是调用自身的接管程序,接管主 Master 节点的 IP 资源及服务。而当主 Master 节点恢复时,备 Backup 节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务,恢复到原来的备用角色。

那么,什么是VRRP呢?
VRRP ,全 称 Virtual Router Redundancy Protocol ,中文名为虚拟路由冗余协议 ,VRRP的出现就是为了解决静态踣甶的单点故障问题,VRRP是通过一种竞选机制来将路由的任务交给某台VRRP路由器的

Keepalived高可用对之间是通过VRRP通信的,因此,我们从 VRRP开始了解起:

  1. VRRP,全称 Virtual Router Redundancy Protocol,中文名为虚拟路由冗余协议,VRRP的出现是为了解决静态路由的单点故障。
  2. VRRP是通过一种竟选协议机制来将路由任务交给某台 VRRP路由器的。
  3. VRRP用 IP多播的方式(默认多播地址(224.0_0.18))实现高可用对之间通信。
  4. 工作时主节点发包,备节点接包,当备节点接收不到主节点发的数据包的时候,就启动接管程序接管主节点的开源。备节点可以有多个,通过优先级竞选,但一般 Keepalived系统运维工作中都是一对。
  5. VRRP使用了加密协议加密数据,但Keepalived官方目前还是推荐用明文的方式配置认证类型和密码。

keepalived 的主配置文件是/etc/keepalived/keepalived.conf。其内容如下:


vrrp_instance段配置

nopreempt//设置为不抢占。默认是抢占的,当高优先级的机器恢复后,会抢占低优先级的机器成为MASTER,而不抢占,则允许低优先级的机器继续成为MASTER,即使高优先级的机器已经上线。如果要使用这个功能,则初始化状态必须为BACKUP。

preempt_delay//设置抢占延迟。单位是秒,范围是0—1000,默认是0.发现低优先级的MASTER后多少秒开始抢占。

vrrp_script段配置


real_server段配置


tcp_check段配置



环境说明:

master:

  • ip:192.168.157.59

slave:

  • ip:192.168.157.69




在浏览器上访问试试,确保master上的nginx服务能够正常访问

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述



在master上查看:


在slave上查看:


此步可做可不做,该功能可用于仅监听VIP的时候

在master上修改内核参数


在slave上修改内核参数


keepalived通过脚本来监控nginx负载均衡机的状态

在master上编写脚本:


在slave上编写脚本:


此处的脚本名称应避免与服务名相同,推荐用服务名的首字母代替,如check_n,不要给脚本起名check_nginx

配置主keepalived:


配置备keepalived:


在高可用(HA)系统中,当联系2个节点的”心跳线”断开时,本来为一整体、动作协调的HA系统,就分裂成为2个独立的个体。由于相互失去了联系,都以为是对方出了故障。两个节点上的HA软件像”裂脑人”一样,争抢”共享资源”、争起”应用服务”,就会发生严重后果——或者共享资源被瓜分、2边”服务”都起不来了;或者2边”服务”都起来了,但同时读写”共享存储”,导致数据损坏(常见如数据库轮询着的联机日志出错)。
  
对付HA系统”裂脑”的对策,目前达成共识的的大概有以下几条:

  • 添加冗余的心跳线。例如:双线条线(心跳线也HA),尽量减少”裂脑”发生几率;
  • 启用磁盘锁。正在服务一方锁住共享磁盘,”裂脑”发生时,让对方完全”抢不走”共享磁盘资源。但使用锁磁盘也会有一个不小的问题,如果占用共享盘的一方不主动”解锁”,另一方就永远得不到共享磁盘。现实中假如服务节点突然死机或崩溃,就不可能执行解锁命令。后备节点也就接管不了共享资源和应用服务。于是有人在HA中设计了”智能”锁。即:正在服务的一方只在发现心跳线全部断开(察觉不到对端)时才启用磁盘锁。平时就不上锁了。
  • 设置仲裁机制。例如设置参考IP(如网关IP),当心跳线完全断开时,2个节点都各自ping一下参考IP,不通则表明断点就出在本端。不仅”心跳”、还兼对外”服务”的本端网络链路断了,即使启动(或继续)应用服务也没有用了,那就主动放弃竞争,让能够ping通参考IP的一端去起服务。更保险一些,ping不通参考IP的一方干脆就自我重启,以彻底释放有可能还占用着的那些共享资源

一般来说,脑裂的发生,有以下几种原因:

  • 高可用服务器对之间心跳线链路发生故障,导致无法正常通信
    • 因心跳线坏了(包括断了,老化)
    • 因网卡及相关驱动坏了,ip配置及冲突问题(网卡直连)
    • 因心跳线间连接的设备故障(网卡及交换机)
    • 因仲裁的机器出问题(采用仲裁的方案)
  • 高可用服务器上开启了 iptables防火墙阻挡了心跳消息传输
  • 高可用服务器上心跳网卡地址等信息配置不正确,导致发送心跳失败
  • 其他服务配置不当等原因,如心跳方式不同,心跳广插冲突、软件Bug等

注意:


3.2 脑裂的常见解决方案

在实际生产环境中,我们可以从以下几个方面来防止裂脑问题的发生:

  • 同时使用串行电缆和以太网电缆连接,同时用两条心跳线路,这样一条线路坏了,另一个还是好的,依然能传送心跳消息
  • 当检测到裂脑时强行关闭一个心跳节点(这个功能需特殊设备支持,如Stonith、feyce)。相当于备节点接收不到心跳消患,通过单独的线路发送关机命令关闭主节点的电源
  • 做好对裂脑的监控报警(如邮件及手机短信等或值班).在问题发生时人为第一时间介入仲裁,降低损失。例如,百度的监控报警短倍就有上行和下行的区别。报警消息发送到管理员手机上,管理员可以通过手机回复对应数字或简单的字符串操作返回给服务器.让服务器根据指令自动处理相应故障,这样解决故障的时间更短。

当然,在实施高可用方案时,要根据业务实际需求确定是否能容忍这样的损失。对于一般的网站常规业务,这个损失是可容忍的。

对脑裂的监控应在备用服务器上进行,通过添加zabbix自定义监控进行。
监控什么信息呢?监控备上有无VIP地址

备机上出现VIP有两种情况:

  • 发生了脑裂
  • 正常的主备切换

监控只是监控发生脑裂的可能性,不能保证一定是发生了脑裂,因为正常的主备切换VIP也是会到备上的。

监控脚本如下


//修改agent端配置文件并重启服务


编写脚本时要注意,网卡要改成你自己的网卡名称,VIP也要改成你自己的VIP,最后不要忘了给脚本赋予执行权限,且要修改/scripts目录的属主属组为zabbix。


//在主数据库里创建一个同步账号授权给从数据库使用


//启动主从复制


mysql1和mysql2的配置几乎一样,只需在授权时将repl@192.168.157.69换成repl@192.168.157.59

//两边的keepalived基础配置和之前一样,只需将监听的端口号更改为mysql的端口3306,并添加两个监控脚本


监控脚本:


		

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