Keepalived安装与配置

淡淡的烟草味﹌ 2022-05-31 03:25 245阅读 0赞

## 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体系结构][Keepalived 1]  
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。

## 二、安装与配置 ##

从官网[下载keepalived][keepalived]的最新版本，本文以当前最新版本1.2.24为例。

### 2.1 安装 ###

shell> cd /usr/local/src
    shell> wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.24.tar.gz
    shell> tar -zxvf keepalived-1.2.24.tar.gz
    shell> cd keepalived-1.2.24
    shell> ./configure --prefix=/usr/local/keepalived

### 2.2 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：

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**：

shell> mkdir /etc/keepalived
    shell> cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
    shell> cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/keepalived
    shell> cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalived

设置keepalived服务开机启动：

shell> chkconfig keepalived on
    shell> service keepalived start   #启动服务
    shell> service keepalived stop    #停止服务
    shell> service keepalived restart #重启服务

另外需要注意的一点是，keepalived启动时不会检查配置文件的语法是否正确，所以我们在编写配置文件时要特别小心，别写错了，否则会出现一些意想不到的现象。

使用`service keepalived start`命令启动服务时，默认会将`/etc/sysconfig/keepalived`文件中`KEEPALIVED_OPTIONS`参数作为`keepalived`服务启动时的参数，并从`/etc/keepalived/`目录下加载keepalived.conf配置文件，或用-f参数指定配置文件的位置。

# Options for keepalived. See `keepalived --help' output and keepalived(8) and
    # keepalived.conf(5) man pages for a list of all options. Here are the most
    # common ones :
    #
    # --vrrp -P Only run with VRRP subsystem.
    # --check -C Only run with Health-checker subsystem.
    # --dont-release-vrrp -V Dont remove VRRP VIPs & VROUTEs on daemon stop.
    # --dont-release-ipvs -I Dont remove IPVS topology on daemon stop.
    # --dump-conf -d Dump the configuration data.
    # --log-detail -D Detailed log messages.日志默认输出在/var/log/message文件中
    # --log-facility -S 0-7 Set local syslog facility (default=LOG_DAEMON)
    #
    KEEPALIVED_OPTIONS="-D"

运行`keepalived --help`可以查看启动时的可选参数，这些可选参数都可以配置在`/etc/sysconfig/keepalived`文件中的`KEEPALIVED_OPTIONS`选项中，作为服务启动时的参数。

keepalived正常运行后，会启动3个进程，其中一个是父进程，负责监控其子进程。一个是vrrp子进程，另外一个是checkers子进程。

shell> ps -ef | grep keepalived
    root       831     1  0 11:22 ?        00:00:00 keepalived -D
    root       840   831  0 11:22 ?        00:00:00 keepalived -D
    root       841   831  0 11:22 ?        00:00:00 keepalived -D

到此keepalived就安装完成了。

## 三、keepalived.conf配置文件说明 ##

keepalived服务安装完成之后，后面的主要工作就是在keepalived.conf文件中配置HA和负载均衡。一个功能比较完整的常用的keepalived配置文件，主要包含三块：全局定义块、VRRP实例定义块和虚拟服务器定义块。全局定义块是必须的，如果keepalived只用来做ha，虚拟服务器是可选的。下面是一个功能比较完整的配置文件模板：

#全局定义块
    global_defs {
        # 邮件通知配置
        notification_email {
            email1
            email2
        }
        notification_email_from email
        smtp_server host
        smtp_connect_timeout num
    
        lvs_id string
        router_id string    ## 标识本节点的字条串,通常为hostname
    }
    
    #VRRP 实例定义块
    vrrp_sync_group string { 
        group {
            string
            string
        }
    }
    
    vrrp_instance string {
        state MASTER|BACKUP
        virtual_router_id num
        interface string
        mcast_src_ip @IP 
        priority num
        advert_int num
        nopreempt
        smtp_alert
        lvs_sync_daemon_interface string 
        authentication {
            auth_type PASS|AH
            auth_pass string
        }
    
        virtual_ipaddress {  # Block limited to 20 IP addresses @IP
            @IP
            @IP
        }
    }
    
    #虚拟服务器定义块
    virtual_server (@IP PORT)|(fwmark num) { 
        delay_loop num
        lb_algo rr|wrr|lc|wlc|sh|dh|lblc 
        lb_kind NAT|DR|TUN
        persistence_timeout num 
        protocol TCP|UDP
        real_server @IP PORT { 
            weight num
            notify_down /path/script.sh
            TCP_CHECK { 
                connect_port num 
                connect_timeout num
            }
        }
    
        real_server @IP PORT {
            weight num
            MISC_CHECK {
                misc_path /path_to_script/script.sh(or misc_path “/path_to_script/script.sh <arg_list>”)
            }
        }
    
        real_server @IP PORT {
            weight num
            HTTP_GET|SSL_GET {
                url { 
                    # You can add multiple url block path alphanum
                    digest alphanum
                }
                connect_port num
                connect_timeout num 
                nb_get_retry num 
                delay_before_retry num
            }
        }
    }

### 全局定义块 ###

1、email通知（notification\_email、smtp\_server、smtp\_connect\_timeout）：用于服务有故障时发送邮件报警，可选项，不建议用。需要系统开启sendmail服务，建议用第三独立监控服务，如用[nagios][]全面监控代替。  
2、lvs\_id：lvs负载均衡器标识，在一个网络内，它的值应该是唯一的。  
3、router\_id：用户标识本节点的名称，通常为hostname  
4、花括号｛｝：用来分隔定义块，必须成对出现。如果写漏了，keepalived运行时不会得到预期的结果。由于定义块存在嵌套关系，因此很容易遗漏结尾处的花括号，这点需要特别注意。

### VRRP实例定义块 ###

1.  vrrp\_sync\_group：同步vrrp级，用于确定失败切换（FailOver）包含的路由实例个数。即在有2个负载均衡器的场景，一旦某个负载均衡器失效，需要自动切换到另外一个负载均衡器的实例是哪
2.  group：至少要包含一个vrrp实例，vrrp实例名称必须和vrrp\_instance定义的一致
3.  vrrp\_instance：vrrp实例名  
    **1> state**：实例状态，只有MASTER 和 BACKUP两种状态，并且需要全部大写。抢占模式下，其中MASTER为工作状态，BACKUP为备用状态。当MASTER所在的服务器失效时，BACKUP所在的服务会自动把它的状态由BACKUP切换到MASTER状态。当失效的MASTER所在的服务恢复时，BACKUP从MASTER恢复到BACKUP状态。  
    **2> interface**：对外提供服务的网卡接口，即VIP绑定的网卡接口。如：eth0，eth1。当前主流的服务器都有2个或2个以上的接口（分别对应外网和内网），在选择网卡接口时，一定要核实清楚。  
    **3> mcast\_src\_ip**：本机IP地址  
    **4> virtual\_router\_id**：虚拟路由的ID号，每个节点设置必须一样，可选择IP最后一段使用，相同的 VRID 为一个组，他将决定多播的 MAC 地址。  
    **5> priority**：节点优先级，取值范围0～254，MASTER要比BACKUP高  
    **6> advert\_int**：MASTER与BACKUP节点间同步检查的时间间隔，单位为秒  
    **7> lvs\_sync\_daemon\_inteface**：负载均衡器之间的监控接口,类似于 HA HeartBeat 的心跳线。但它的机制优于 Heartbeat，因为它没有“裂脑”这个问题,它是以优先级这个机制来规避这个麻烦的。在 DR 模式中，lvs\_sync\_daemon\_inteface与服务接口interface使用同一个网络接口  
    **8> authentication**：验证类型和验证密码。类型主要有 PASS、AH 两种，通常使用PASS类型，据说AH使用时有问题。验证密码为明文，同一vrrp 实例MASTER与BACKUP使用相同的密码才能正常通信。  
    **9> smtp\_alert**：有故障时是否激活邮件通知  
    **10> nopreempt**：禁止抢占服务。默认情况，当MASTER服务挂掉之后，BACKUP自动升级为MASTER并接替它的任务，当MASTER服务恢复后，升级为MASTER的BACKUP服务又自动降为BACKUP，把工作权交给原MASTER。当配置了nopreempt，MASTER从挂掉到恢复，不再将服务抢占过来。  
    **11> virtual\_ipaddress**：虚拟IP地址池，可以有多个IP，每个IP占一行，不需要指定子网掩码。注意：这个IP必须与我们的设定的vip保持一致。

### 虚拟服务器virtual\_server定义块 ###

1.  virtual\_server：定义一个虚拟服务器，这个ip是virtual\_ipaddress中定义的其中一个，后面一个空格，然后加上虚拟服务的端口号。  
    1> delay\_loop：健康检查时间间隔，单位：秒  
    2> lb\_algo：负载均衡调度算法，互联网应用常用方式为wlc或rr  
    3> lb\_kind：负载均衡转发规则。包括DR、NAT、TUN 3种，一般使用路由（DR）转发规则。  
    4> persistence\_timeout：http服务会话保持时间，单位：秒  
    5> protocol：转发协议，分为TCP和UDP两种
2.  real\_server：真实服务器IP和端口，可以定义多个  
    1> weight：负载权重，值越大，转发的优先级越高  
    2> notify\_down：服务停止后执行的脚本  
    3> TCP\_CHECK：服务有效性检测  
    \* connect\_port：服务连接端口  
    \* connect\_timeout：服务连接超时时长，单位：秒  
    \* nb\_get\_retry：服务连接失败重试次数  
    \* delay\_before\_retry：重试连接间隔，单位：秒

[Keepalived]: http://www.keepalived.org/
[Keepalived 1]: /images/20220531/6bbb7236e65c4ff58c7b6a54f03c6788.png
[keepalived]: http://www.keepalived.org/download.html
[nagios]: http://baike.baidu.com/link?url=eiaO-UZufjBG-j-e-nMS2RZrjxE_Xd2PpecyOrAq3sv0umvlhfpMlkR7pO-wEnpV4Vb2e7DWnZ9kKDfeh9YiDa