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使用keepalived實現雙機熱備

阿新 • • 發佈：2017-10-27
figure 設置 dha boa message mtu hat 並不是 pid

通常說的雙機熱備是指兩臺機器都在運行，但並不是兩臺機器都同時在提供服務。
當提供服務的一臺出現故障的時候，另外一臺會馬上自動接管並且提供服務，而且切換的時間非常短。
下面來以keepalived結合tomcat來實現一個web服務器的雙機熱備。
keepalived的工作原理是VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虛擬路由冗余協議。
在VRRP中有兩組重要的概念：VRRP路由器和虛擬路由器，主控路由器和備份路由器。
VRRP路由器是指運行VRRP的路由器，是物理實體，虛擬路由器是指VRRP協議創建的，是邏輯概念。一組VRRP路由器協同工作，共同構成一臺虛擬路由器。 Vrrp中存在著一種選舉機制，用以選出提供服務的路由即主控路由，其他的則成了備份路由。當主控路由失效後，備份路由中會重新選舉出一個主控路由，來繼續工作，來保障不間斷服務。
我們在本文中的測試環境如下
兩臺物理服務器和一個虛擬服務器(vip):
master：redhat 2.6.18-53.el5 192.168.8.4
backup: redhat 2.6.18-53.el5 192.168.8.6
vip： 192.168.8.100
測試環境的網絡topology圖如下:
技術分享


節點A 192.168.8.4 (主節點), 節點B 192.168.8.6(備用節點)，虛擬IP(對外提供服務的IP 192.168.8.100)
在這種模式下，虛擬IP在某時刻只能屬於某一個節點，另一個節點作為備用節點存在。
當主節點不可用時，備用節點接管虛擬IP（即虛擬IP漂移至節點B），提供正常服務。
keepalived的原理可以這樣簡單理解:
keepalived安裝在兩臺物理服務器上，並相互監控對方是否在正常運行。
當節點A正常的時候:節點A上的keepalived會將下面的信息廣播出去:
192.168.8.100 這個IP對應的MAC地址為節點A網卡的MAC地址
圖中的其它電腦如客戶端和NodeB會更新自己的ARP表，對應192.168.8.100的MAC地址=節點A網卡的MAC地址。
當節點A發生故障的時候，節點B上的keepalived會檢測到，並且將下面的信息廣播出去:
192.168.8.100 這個IP對應的MAC地址為節點B網卡的MAC地址
圖中的其它電腦如客戶端會更新自己的ARP表，對應192.168.8.100的MAC地址=節點B網卡的MAC地址。

1,在主備機器上安裝keepalived，
步驟如下:下載keepalived-1.1.15.tar.gz，然後解壓安裝
#tar zxvf keepalived-1.1.15.tar.gz
#cd keepalived-1.1.15
#./configure
#make
#make install
2,配置keepalived
配置中的state MASTER決定了節點為主節點
priority決定了優先級，比如在有多個備用節點的時候，主節點故障後優先級值大的接管。
主節點的配置如下:

[html] view plain copy
  1. global_defs {
  2. router_id NodeA
  3. }
  4. vrrp_instance VI_1 {
  5. state MASTER #設置為主服務器
  6. interface eth0 #監測網絡接口
  7. virtual_router_id 51 #主、備必須一樣
  8. priority 100 #(主、備機取不同的優先級，主機值較大，備份機值較小,值越大優先級越高)
  9. advert_int 1 #VRRP Multicast廣播周期秒數
  10. authentication {
  11. auth_type PASS #VRRP認證方式，主備必須一致
  12. auth_pass 1111 #(密碼)
  13. }
  14. virtual_ipaddress {
  15. 192.168.8.100/24 #VRRP HA虛擬地址
  16. }

備用節點的配置如下:

[html] view plain copy
  1. global_defs {
  2. router_id NodeB
  3. }
  4. vrrp_instance VI_1 {
  5. state BACKUP #設置為主服務器
  6. interface eth0 #監測網絡接口
  7. virtual_router_id 51 #主、備必須一樣
  8. priority 90 #(主、備機取不同的優先級，主機值較大，備份機值較小,值越大優先級越高)
  9. advert_int 1 #VRRP Multicast廣播周期秒數
  10. authentication {
  11. auth_type PASS #VRRP認證方式，主備必須一致
  12. auth_pass 1111 #(密碼)
  13. }
  14. virtual_ipaddress {
  15. 192.168.8.100/24 #VRRP HA虛擬地址
  16. }

3,啟動keepalived:
keepalived -D -f /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf
查看log消息:
tail -f /var/log/messages
啟動主節點A後的日誌為:會廣播ARP消息

[html] view plain copy
  1. [root@srv4 ~]# tail -f /var/log/messages
  2. Sep 20 01:45:29 srv4 Keepalived_vrrp: Configuration is using : 34546 Bytes
  3. Sep 20 01:45:29 srv4 Keepalived_vrrp: VRRP sockpool: [ifindex(2), proto(112), fd(8,9)]
  4. Sep 20 01:45:30 srv4 Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
  5. Sep 20 01:45:31 srv4 Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
  6. Sep 20 01:45:31 srv4 Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
  7. Sep 20 01:45:31 srv4 Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.8.100
  8. Sep 20 01:45:31 srv4 Keepalived_vrrp: Netlink reflector reports IP 192.168.8.100 added
  9. Sep 20 01:45:31 srv4 Keepalived_healthcheckers: Netlink reflector reports IP 192.168.8.100 added
  10. Sep 20 01:45:31 srv4 avahi-daemon[4029]: Registering new address record for 192.168.8.100 on eth0.
  11. Sep 20 01:45:36 srv4 Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.8.100

通過ip a 命令可以看到192.168.8.100/24綁定到了eth0上

[html] view plain copy
  1. [root@srv4 bin]# ip a
  2. 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue
  3. link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
  4. inet 127.0.0.1/8 scope host lo
  5. inet6 ::1/128 scope host
  6. valid_lft forever preferred_lft forever
  7. 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 1000
  8. link/ether 00:0c:29:50:2d:9d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  9. inet 192.168.8.4/24 brd 192.168.8.255 scope global eth0
  10. inet 192.168.8.100/24 scope global secondary eth0
  11. inet6 fe80::20c:29ff:fe50:2d9d/64 scope link
  12. valid_lft forever preferred_lft forever

啟動備用節點B後的日誌為:

[html] view plain copy
  1. Sep 20 01:47:31 hadoopsrv Keepalived_vrrp: Configuration is using : 34262 Bytes
  2. Sep 20 01:47:31 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Entering BACKUP STATE
  3. Sep 20 01:47:31 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP sockpool: [ifindex(2), proto(112), fd(7,8)]
  4. Sep 20 01:47:31 hadoopsrv Keepalived: Starting VRRP child process, pid=20567


4，在兩臺機器上安裝tomcat，安裝步驟省略
安裝完成後在節點A的機器上創建一個html文件內容如下

[html] view plain copy
  1. this is the test page
  2. <br>
  3. from server 192.168.8.4

通過下面的url驗證能夠正常訪問
http://192.168.8.4:8080/test/test.html

安裝完成後在節點B的機器上創建一個html文件內容如下

[html] view plain copy
  1. this is the test page
  2. <br>
  3. from server 192.168.8.6

通過下面的url驗證能夠正常訪問
http://192.168.8.6:8080/test/test.html
在主節點，節點A正常的時候通過下面的url訪問
192.168.8.100:8080/test/test.html
返回的內容應該為主節點上的html

[html] view plain copy
  1. this is the test page
  2. <br>
  3. from server 192.168.8.4

將節點A的keepalived停止: killall keepalived
通過下面的url訪問
192.168.8.100:8080/test/test.html
返回的內容應該為備用節點上的內容

[html] view plain copy
  1. this is the test page
  2. <br>
  3. from server 192.168.8.6

同時查看節點B的日誌:發現節點B轉為主節點並且會廣播ARP消息

[html] view plain copy
  1. Sep 20 01:55:44 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
  2. Sep 20 01:55:45 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
  3. Sep 20 01:55:45 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
  4. Sep 20 01:55:45 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.8.100
  5. Sep 20 01:55:45 hadoopsrv avahi-daemon[3769]: Registering new address record for 192.168.8.100 on eth0.
  6. Sep 20 01:55:50 hadoopsrv Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.8.100


本文的目的主要是演示keepalived實現雙機熱備的功能和過程。
對於應用本身(tomcat)發生錯誤，以及"腦裂"等問題是不能解決的。

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