keepalived簡介與工作原理
Keepalived的作用是檢測服務器的狀態，如果有一台web服務器宕機，或工作出現故障，Keepalived將檢測到，並將有故障的服務器從系統中剔除，同時使用其他服務器代替該服務器的工作，當服務器工作正常后Keepalived自動將服務器加入到服務器群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復故障的服務器。
keepalived工作在IP/TCP協議棧的IP層，TCP層，及應用層，工作原理基於VRRP協議。
網絡層(layer 3)：Keepalived會定期向服務器群中的服務器發送一個ICMP的數據包，（既我們平時用的Ping程序）,如果發現某台服務的IP地址沒有激活，Keepalived便報告這台服務器失效，並將它從服務器群中剔除。
傳輸層(layer 4)：Keepalived以TCP端口的狀態來決定服務器工作正常與否，如web server的服務端口一般是80，如果Keepalived檢測到80端口沒有啟動，則Keepalived將把這台服務器從服務器群中剔除。
應用層(layer 5)：只要針對應用上的一些探測方式，如URL的get請求，或者對nginx腳本檢測等；可以根據用戶自定義添加腳本針對特定的服務進行狀態檢測，當檢測結果與用戶設定不一致，則把這台服務器從服務器群中剔除。
VRRP協議與工作原理
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)虛擬路由冗余協議是一種容錯的主備模式的協議，當網絡設備發生故障時，可以不影響主機之間通信情況下進行設備切換，並且相對用戶時切換過程時透明的。
路由器開啟VRRP功能后，會根據優先級確定自己在備份組中的角色。優先級高的路由器成為主用路由器，優先級低的成為備用路由器。主用路由器擁有虛擬IP與虛擬MAC，實現各種網絡功能，並發送VRRP通告報文，通知備用路由器組內的其他路由器自己工作正常；備用路由器則啟動定時器等待通告報文。搶占模式下，當備用路由器收到VRRP通告報文后，會將自己的優先級與通告報文中的優先級進行比較。如果大於通告報文中的優先級，則成為主用路由器；否則將保持備用狀態。非搶占模式下，只要主用路由器不發生故障，就算備用路由器的優先級再高，也始終保持備用狀態。如果備用路由器的定時器超時后仍未收到主用路由器發送來的VRRP通告報文，則認為主用路由器已經無法正常工作，備份組內的路由器根據優先級選舉出主用路由器。
- 一個VRRP路由器有唯一的標識：VRID，范圍為0—255｡該路由器對外表現為唯一的虛擬MAC地址，地址的格式為00-00-5E-00-01-[VRID]。
- 同一台路由器可以加入多個備份組，在不同備份組中有不同的優先級，使得該路由器可以在一個備份組中作為主用路由器，在其他的備份組中作為備用路由器。
- 提供了兩種安全認證措施：明文認證和IP頭認證｡
VRRP選舉機制
- 虛擬IP擁有者，如果某台路由器的IP地址與虛擬路由器的VIP地址一致，那么這台就會被選為主用路由器。
- 優先級較高者，如果沒有虛擬IP擁有者，優先級數值大的路由器會被選舉出，優先級范圍0~255。
- IP地址較大者，如果優先級一樣高，IP地址數值大的路由器會被選舉出。
keepalived配置組成
global_defs是對全局一些參數做出設置。
global_defs {
notification_email {
# 接受郵件地址
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from master@keepalived.com
# 郵件頭地址
smtp_server 192.168.200.1
# 郵件服務smtp地址
smtp_connect_timeout 30
# smtp連接超時時間
router_id LVS_DEVEL
# 本地機器的id，可以為本地主機名
vrrp_skip_check_adv_addr
# 檢查收到的通告中的所有地址會非常耗時，設置此參數就不會檢查收到過的主路由器的通告
vrrp_strict
# 嚴格遵守VRRP協議，開啟這個功能會在iptables中添加下面一條規則，導致VIP ping不通
# Chain INPUT (policy ACCEPT)
# target prot opt source destination
# DROP all -- 0.0.0.0/0 172.30.100.200
vrrp_garp_interval 0
# 一個網卡上每組gratuitous arp消息之間的延遲時間，默認為0
vrrp_gna_interval 0
# 一個網卡上每組na消息之間的延遲時間，默認為0
vrrp_iptables
# 設置此項則不會開啟任何iptables規則
vrrp_mcast_group4 224.0.0.18
# 主備間通告狀態信息的組播地址，通常為224網段
}
vrrp_script只是定義一個對集群服務的健康狀態檢測腳本，並根據監控的結果狀態能實現優先動態調整；這種方式在做高可用nginx或者haproxy時需要用到。
vrrp_script chk_nginx {
script
# 添加要定期執行的檢測腳本，它的退出代碼將被記錄在監視它的所有VRRP實例中
interval 2
# 兩次腳本調用的間隔，默認為1秒
weight -20
# 如果檢測條件成立，權重-20
}
vrrp_instance是虛擬路由實例的配置段，用來定義當前keepalived節點的運行角色為主或是備，定義當前節點的優先級，設置虛擬IP等信息。
vrrp_instance VI_1 {
# 定義虛擬路由器，實例名稱VI_1主備必須相同
state MASTER
# 定義此節點為MASTER
interface eth0
# 綁定為當前虛擬路由器使用的物理接口
virtual_router_id 51
# 設置虛擬路由id，范圍0~255，主備必須相同
priority 100
# 設置此節點優先級
advert_int 1
# 設置主備節點間vrrp通告狀態的時間間隔
authentication {
# 設置主備間驗證方式
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
# 設置虛擬路由VIP
172.30.200.1
}
track_script {
# 添加監控腳本，腳本名為vrrp_script中定義的腳本
chk_nginx
}
}
virtual_server中定義了LVS工作模式及調度算法等信息，real_server則是定義后端的真實服務器。
virtual_server 172.30.200.1 80 {
# 定義虛擬主機IP與端口
delay_loop 6
# 健康狀態檢測時間間隔
lb_algo rr
# lvs調度算法
lb_kind NAT
# lvs工作類型
persistence_timeout 50
# lvs持久連接超時時間
protocol TCP
# 定義服務協議
sorry_server 172.30.10.14 80
# 當后端所有主機不可達時，就會被定義這台主機，只是為了展示sorry頁面
real_server 172.30.10.12 80 {
# 配置后端主機
weight 1
# 調度權重
HTTP_GET {
# 應用層檢測
url {
path /testurl/test.jsp
# 定義被檢測的URL
status_code 200
# 判斷上述URL健康狀態的響應碼
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
# 判斷上述URL健康狀態的內容的hash碼
}
connect_timeout 3
# 檢測連接的超時時間
nb_get_retry 3
# 重試次數
delay_before_retry 3
# 重試前等待時間
}
TCP_CHECK {
connect_ip 172.30.10.12
# 選擇要連接的IP地址。默認值為realserver IP
connect_port 80
# 選擇要連接的端口。默認值為realserver PORT
bindto 172.30.10.11
# 用於發起連接的可選源地址
bind_port 10000
# 用於發起連接的可選源端口
connect_timeout 3
# 連接超時時間
}
}
real_server 172.30.10.12 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /testurl/test.jsp
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}