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Keepalived（一）

news 2025/12/15 8:35:54

高可用集群

High Availability Cluster，简称HA Cluste。以减少服务中断时间为目的的服务器集群技术。它通过保护用户的业务程序对外不间断提供的服务，把因软件、硬件、人为造成的故障对业务的影响降低导最低

衡量可用性：在线时间/（在线时间+故障时间）

1年 = 365天 = 8760小时

99% 即一年内有 8760 * 1% = 87.6小时故障

99.9% 即一年内有 8760 * 0.1% = 8.76小时故障

99.99% 即一年内有 8760 * 0.01% = 52.6分钟故障

99.999% 即一年内有 8760 * 0.001% = 5.26分钟故障

99.9999% 即一年内有 8760 * 0.0001% = 31秒故障

自动侦测

主机上的软件通过“心跳线”（连接工作机与备份机的网线），经由复杂的监听程序，逻辑判断，来相互侦测对方运行的情况。

常用的方法是：集群各节点间通过心跳信息判断节点是否出现故障。

故障转移

当活动的服务或应用意外终止时，快速启用冗余或备用的服务器、系统、硬件或者网络接替它们工作。故障转移通常是自动完成的。

在服务器级别，自动故障转移通常使用一个心跳线连接两台服务器。只要主服务器与备用服务器间“心跳”没有中断，备用服务器就不会启用。

脑裂

在高可用（HA）系统中，当联系两个节点的“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、两边“服务”都起不来了；或者两边“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）。

产生原因

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。

解决方案

添加冗余“心跳线”

减少脑裂发生几率。

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或某一个服务器），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。

监控报警

邮箱、短信、值班，在问题发生时第一时间人为介入，降低损失

简介

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。

keepalived的故障转移是基于VRRP（虚拟路由器冗余协议）协议实现的。

keepalived工作在TCP/IP参考模型的第三、四和第五层，即网络层、传输层和应用层。

工作原理

将N台提供相同功能的服务器组成一个服务器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该服务器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕机，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。

keepalived程序是vrrp协议在linux主机上以守护进程方式的实现，能够根据配置文件生成IPVS规则，并对各real server的健康做检测，以及Loadbalance主机和backup主机之间failover的实现。

模块

Keepalived采用是模块化设计，不同模块实现不同的功能，主要有三个模块：

core：负责主进程的启动，维护和全局配置文件的加载
check：负责健康检查
vrrp：用来实现vrrp协议

配置文件

/etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalivedglobal_defs {    #全局配置notification_email {    #定义邮件发送目标acassen@firewall.locfailover@firewall.locsysadmin@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc    #定义邮件发送者smtp_server 192.168.200.1    #指定smtp服务器地址smtp_connect_timeout 30    #指定smtp连接超时时间router_id LVS_DEVEL    #标识keepalived，唯一。数字、英文都可以vrrp_skip_check_adv_addr    #对所有通告报文都检查，会比较消耗性能，启用此配置后，如果收到的通告报文和上一个报文是同一个路由器，则跳过检查，默认值为全检查vrrp_strict    #严格遵守VRRP协议,启用此项后以下状况将无法启动服务:1.无VIP地址 2.配置了单播邻居 3.在VRRP版本2中有IPv6地址，开启动此项并且没有配置vrrp_iptables时会自动开启iptables防火墙规则，默认导致VIP无法访问,建议不加此项配置vrrp_garp_interval 0    #在一个接口发送的两个arp之间的延迟，可以是毫秒级。单位秒vrrp_gna_interval 0    #消息发送延迟时间，可以是毫秒级
}#定义VRRP实例，一个配置文件可以有多例，不同主机之间互为主备，实例名称应该一致
vrrp_instance VI_1 {state MASTER    #定义Keepalived角色，MASTER为主，BACKUP为备interface eth0    #指定检测的网络接口virtual_router_id 51    #虚拟路由标识，数字形式。在同一个vrrp实例中，master和backup保持一致priority 100    #节点优先级，数字越大优先级越高。在同一个vrrp实例中，master优先级必须必backup高，不然会切换角色advert_int 1    #心跳时间，单位为秒。指定MASTER与BACKUP之间同步检查的时间间隔authentication {    #认证方式同一个实例中keepalived主备必须一致，通过此认证才能加入此群组auth_type PASSauth_pass 1111}virtual_ipaddress {    #设置VIP，主备相同，可以使用dev选项来指定接口192.168.200.16192.168.200.17192.168.200.18}
}
#虚拟服务
virtual_server 192.168.200.100 443 {     #虚拟服务器地址（VIP）和端口空格隔开delay_loop 6    #健康检查间隔lb_algo rr    #定义负载均衡调度算法lb_kind NAT    #定义lvs工作模式persistence_timeout 50    #持久会话保持时间protocol TCP    #监控服务的协议类型#定义rs部分real_server 192.168.201.100 443 {weight 1    #lvs权重SSL_GET {    #监控检查的方式，常见的有HTTP_GET/SSL_GET/TCP_CHECK/MISC_CHECKurl {path /    #指定ssl——get健康检查路径digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc}url {path /mrtg/digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd}connect_timeout 3    #real server若3s不响应就超时，就判断为realserver不健康，需要重新连接nb_get_retry 3    ##标识重试3次，防误伤delay_before_retry 3    #重试间隔3s}    ##总共12s才能判断故障节点，可以改小点}
}