基于Keepalived主从高可用集群网站架构实现(2)

稳定性强:keepalied是一个类似于layer3,4&7交换机机制的软件,具备我们平时说的第3层、第4层和第7层交换机的功能,常用于前端负载均衡器的高可用服务,当主服务器出现故障时,可快速进行切换,监测机制灵活,成功率高。

成本低廉:开源软件,可直接下载配置使用,没有额外费用。

应用范围广:因为keepalived可应用在多个层面,所以它几乎可以对所有应用做高可用,包括LVS、数据库、http服务、nginx负载均衡等等

支持多种类型:支持主从模式、主主模式高可用,可根据业务场景灵活选择。

Keepalived工作流程图

Keepalived工作流程图详解

如上图,keepalived主要是模块是VRRP Stack和Cheackers,实现HA集群中失败切换(Failover)功能。Keepalived通过VRRP功能能再结合LVS负载均衡软件即可部署一个高性能的负载均衡集群系统。,Cheackers主要实现可实现对服务器运行状态检测和故障隔离。其中ipvs和realserver健康状态检查通过配置文件配置就可以实现,而其他服务高可用则需要通过自己编写脚本,然后配置keepalived调用来实现。

Keepalived运行有3个守护进程。父进程主要负责读取配置文件初始化、监控2个子进程等;然后两个子进程,一个负责VRRP,另一个负责Cheackers健康检查。其中父进程监控模块为WacthDog,工作实现:每个子进程打开一个接受unix域套接字,父进程连接到那些unix域套接字并向子进程发送周期性(5s)hello包。

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。

什么是VRRP协议

VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议)可以认为是实现路由器高可用的协议,简单的说,当一个路由器故障时可以由另一个备份路由器继续提供相同的服务。

VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的角色(Master路由器或Backup路由器)。VRRP优先级的取值范围为0到255(数值越大表明优先级越高),可配置的范围是1到254,优先级0为系统保留给路由器放弃Master位置时候使用,255则是系统保留给IP地址拥有者使用。优先级越高,则越有可能成为Master路由器。当两台优先级相同的路由器同时竞争Master时,比较接口IP地址大小。接口地址大者当选为Master。

Keepalived的应用场景

网络层、数据链路层,运行着4个重要的协议:互联网协议IP、互联网控制报文协议ICMP、地址转换协议ARP以及反向地址转换协议RARP。Keepalived在网络层采用的最常见的工作方式是通过ICMP协议向服务器集群中的那个节点发送一个ICMP数据包(类似于ping实现的功能),如果某个节点没有返回响应数据包,那么认为此节点发生了故障,Keepalived将报告次节点失效,并从服务器集群中剔除故障节点。

传输层,提供了两个主要的协议:传输控制协议TCP和用户数据协议UDP。传输控制协议TCP可以提供可靠的数据传输服务、Ip地址和端口代表TCP的一个连接端。要获得TCP服务,需要在发送机的一个端口上和接收机的一个端口上建立连接,而Keepalived在传输层就是利用TCP协议的端口连接和扫描技术来判断集群点是否正常的。比如,对于常见的WEB服务默认的80端口、SSH服务默认的22端口等,Keepalived一旦在传输层探测到这些端口没有响应数据返回,就认为这些端口发生异常,然后强制将此端口对应得节点从服务器集群组中移除。

应用层,可运行FTP、TELNET、HTTP、DNS等各种不同类型的高层协议,Keepalived的运行方式也更加全面化和复杂化,用户可以通过自定义Keepalived的工作方式;例如:用户可以通过编写程序来运行keepalived。而keepalived将根据用户的设定检测各种程序或服务是否运行正常,如果Keepalived的检测结果与用户设定不一致时,Keepalived将把对应的服务从服务器中移除。

实战架构图

实现基于keepalived的高可用服务,在两台主机上分别实现主从,主主模型,通过keepalived实现IP地址高可用和LVS的主从高可用架构。

实战演练 实现基于keepalived主从模型高可用集群:

一、环境准备:

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