Linux下安装Keepalived及原理分析

1、keepalived 原理

1、keepalived是什么

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

2、keepalived工作原理

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。

虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，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（该路由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宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

keepalived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。

3、keepalived的配置文件

keepalived只有一个配置文件keepalived.conf，里面主要包括以下几个配置区域，分别是global_defs、static_ipaddress、static_routes、vrrp_script、vrrp_instance和virtual_server

2、keepalived 在Linux下的安装

1、准备工作

Linux主机：10.122.111.80 、
Linux主机：10.122.111.81、
虚拟IP：10.122.111.99、
操作系统：银河麒麟 V3.3

2、安装Keepalived

两台Linux主机都需要安装Keepalived，如下步骤两台机需要重复进行。

1、下载Keepalived

下载至目录：/home/zz/user/software

wget http://keepalived.org/software/keepalived-1.3.8.tar.gz

2、解压Keepalived

tar -zxvf keepalived-1.3.8.tar.gz

3、配置Keepalived

cd keepalived-1.3.8/

./configure

此步骤可能出现错误，

checking libnfnetlink/libnfnetlink.h usability... no

checking libnfnetlink/libnfnetlink.h presence... no

checking for libnfnetlink/libnfnetlink.h... no

configure: error: libnfnetlink headers missing

如下图：

解决方法如下：

将 usr.zip 包解压至keepalived-1.3.8目录，解压，然后执行

cp -R usr/ /

成功后，重新执行

./configure

成功，如下图：

 4、编译安装Keepalived

make
make install

3、配置防火墙

firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter INPUT 0 \ --in-interface p4p1 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT

firewall-cmd --direct --permanent --add-rule ipv4 filter OUTPUT 0 \ --out-interface p4p1 --destination 224.0.0.18 --protocol vrrp -j ACCEPT

firewall-cmd --reload

注意：上述【p4p1】为配置的网卡名称。

4、配置服务启动

cp /home/zz/user/software/keepalived-1.3.8/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/
mkdir /etc/keepalived
cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

执行完成后，即可使用服务的形式启动Keepalived，如下：

service keepalived start

如果使用 service keepalived status命令查看状态出现如下问题：

/etc/init.d/keepalived:行15: /etc/sysconfig/keepalived: 没有那个文件或目录

则需要执行：

ln -s /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

执行成功后，重启Keepalived服务，即可查看状态。

如果Keepalived启动不成功，错误信息如下：

Keepalived_vrrp exited with permanent error CONFIG. Terminating

说明Keepalived 核心配置文件配置有误，继续往下配置即可，此问题先不用处理。

5、配置双机

Keepalived配置文件为：/etc/keepalived/keepalived.conf，

现进行如下配置：

使用10.122.111.80 为主节点，

使用10.122.111.81为从节点 进行配置，

修改主节点80的配置文件 keepalived.conf，内容修改如下所示：

! Configuration File for keepalived
 global_defs {
  notification_email {
   # acassen@firewall.loc
   # failover@firewall.loc
   # sysadmin@firewall.loc
  }
  notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
  # smtp_server 192.168.200.1
  # smtp_connect_timeout 30
  router_id SERVER_1
  vrrp_skip_check_adv_addr
  vrrp_garp_interval 0
  vrrp_gna_interval 0
 }
 vrrp_instance VI_1 {
   state MASTER
   interface p4p1
   virtual_router_id 55
   priority 100
   protocol TCP
   advert_int 1
   authentication {
     auth_type PASS
     auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
     10.122.111.99/24
   }
 }

修改从节点81的配置文件 keepalived.conf，内容修改如下所示：

! Configuration File for keepalived
 global_defs {
  notification_email {
   # acassen@firewall.loc
   # failover@firewall.loc
   # sysadmin@firewall.loc
  }
  notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
  # smtp_server 192.168.200.1
  # smtp_connect_timeout 30
  router_id SERVER_2
  vrrp_skip_check_adv_addr
  vrrp_garp_interval 0
  vrrp_gna_interval 0
 }
 vrrp_instance VI_1 {
   state BACKUP
   interface p4p1
   virtual_router_id 55
   priority 50
   protocol TCP
   advert_int 1
   authentication {
     auth_type PASS
     auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
     10.122.111.99/24
   }
 }

配置完成后，分别启动 Keepalived，并进行状态查看，如下图：

 6、配置非抢占模式

Keepalived默认为抢占模式，主节点Master在故障回复重新开启使用时会掠夺当前从服务器的虚拟IP，重新占据中心地位，在一个去中心化的集群中，可配置非抢占模式，即正在处于服务状态的主机虚拟IP不会被抢走知道此台服务器出现问题。

只需要在原有Master配置文件中修改如下配置即可（Backup节点无需更改）：

nopreempt

state BACKUP

调整后的配置文件如下：

! Configuration File for keepalived
 global_defs {
  notification_email {
   # acassen@firewall.loc
   # failover@firewall.loc
   # sysadmin@firewall.loc
  }
  notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
  # smtp_server 192.168.200.1
  # smtp_connect_timeout 30
  router_id SERVER_1
  vrrp_skip_check_adv_addr
  vrrp_garp_interval 0
  vrrp_gna_interval 0
 }
 vrrp_instance VI_1 {
   state BACKUP  # 此处由MASTER调整为BACKUP
   nopreempt    # 此处添加非抢占模式配置
   interface p4p1
   virtual_router_id 55
   priority 100
   protocol TCP
   advert_int 1
   authentication {
     auth_type PASS
     auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
     10.122.111.99/24
   }
 }

 7、查看虚拟IP指向

判断当前服务器是否拥有虚拟IP，执行如下命令，如果有结果则说明当前服务器正处于服务状态，如果查询为空，则说明当前服务器不用有虚拟IP，处于备用状态。

ip addr|grep 10.122.111.99

说明当前服务器拥有虚拟IP。

8、如何判断脑裂？

分别在两台机查看当前服务器是否拥有虚拟IP，如果两台服务器都拥有，则说明发生了脑裂，证明目前双机通信出现问题，产生此问题的原有在于 两台服务器都探测不到组内其他服务器的状态（心跳请求无法正常响应），私自判定另一台服务器挂起，则抢占虚拟IP，脑裂的出现是不被允许的，解决此问题的方法为检查防火墙设置（关闭防火墙）或者使用串口通信。