mycat詳解

本文目錄：

1.安裝mycat

1.解壓
  tar -zxvf Mycat-server-1.6.7.3-release-20190828135747-linux.tar.gz 
2. 為了更好的看目錄結構，安裝tree
  yum -y install tree
 # 查詢mycat的目錄結構，我的mycat是安裝在study下的 tree /study/mycat 3. 設置MYCAT_HOME的變量（如果沒有安裝jdk，還需要安裝jdk）： vi /etc/profile export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/jre/lib/rt.jar:${JAVA_HOME}/lib/dt.jar:${JAVA_HOME}/lib/tools.jar export PATH=$PATH:${JAVA_HOME}/bin export MYCAT_HOME=/study/mycat 4.刷新使變量生效： source /etc/profile 5.設置 wrapper.java.command 的java 路徑(mycat的conf目錄下): vi wrapper.conf wrapper.java.command=%JAVA_HOME%/bin/java 6.修改server.xml（開啟實時統計，便於后期安裝mycat-eye的監測）： <!-- 1為開啟實時統計、0為關閉 --> <property name="useSqlStat">1</property> 7.修改schema.xml：

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<!--schema表示當前mycat維護的一個邏輯庫相關配置，邏輯庫中可以包含多個邏輯庫-->
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
    <!--邏輯庫:客戶端連接mycat,可以看到的所有庫並不是真實的數據庫資源而是mycat經過資源整合之后
	允許客戶端查看到的schema邏輯庫,用戶是否有權限查看到邏輯庫,取決於server.xml中的配置的用戶屬性schemas,
	對應的就是這個schema標簽的name-->
	<schema name="TESTDB" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
		<table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
		<table name="company" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3" />
		<table name="goods" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2" />
		<table name="hotnews" primaryKey="ID" autoIncrement="true" dataNode="dn1,dn2,dn3"
			   rule="mod-long" />
		<table name="employee" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2"
			   rule="sharding-by-intfile" />
		<table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2"
			   rule="sharding-by-intfile">
			<childTable name="orders" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"
						parentKey="id">
				<childTable name="order_items" joinKey="order_id"
							parentKey="id" />
			</childTable>
			<childTable name="customer_addr" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"
						parentKey="id" />
		</table>
		<!--測試配置一個邏輯表-->
		<table name="test_table" primaryKey="id" dataNode="dn1"></table>
	</schema>

	<!--配置mycat的分片節點-->
	<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="test" />
	<dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="test_mycat" />
	<dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="test" />
	<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
			  writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
		<heartbeat>select user()</heartbeat>
		<!-- can have multi write hosts，這里的密碼對應數據庫的密碼 -->
		<writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="****">
			<!-- can have multi read hosts -->
			<readHost host="hostS2" url="localhost:3306" user="root" password="****" />
		</writeHost>
	</dataHost>
</mycat:schema>

7.配置完成后，可以運行./mycat console 查詢配置是否出錯（mycat的bin目錄下）
8.啟動mycat：
   ./mycat start
9.啟動mysql，下面的-h后面的ip替換成自己的，密碼是在server.xml里面配置的root的密碼：   
   mysql -uroot -p -P8066 -h192.168.189.150 -DTESTDB --default_auth=mysql_native_password

測試

我這里使用的test_table表，在mycat里面插入一條數據：

然后使用navicat打開我的數據庫，可以看到剛剛insert的數據已經插入進去了：

2.mycat全局表

1.全局表的概念

在項目中，總會一部分字典項等數據，這種數據一般數據量不會很大，而且改動也比較少。在mycat中將這種表稱之為全局表，通常這種表可以不需要進行拆分，每個分片都創建一張相同的表，在所有的分片上都保存一份數據。在進行插入、更新、刪除的時候，會將sql語句發送到所有的分片上執行，在進行查詢時，也會把sql發送到各個分片上。這樣避免了跨庫的關聯操作，直接與本分片上的全局表進行聚合操作。

2.全局表的特征

插入、更新操作會實時在所有的節點上執行，保持各分片的數據一致性
查詢時，只從一個節點獲取
可以跟任何一個表進行jion操作

3.全局表測試

1.打開數據庫主從並在主庫中創建數據庫/表

create database test_global01; use test_global01; CREATE TABLE `order_status` (`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`status_name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; create database test_global02; use test_global02; CREATE TABLE `order_status` (`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`status_name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; create database test_global03; use test_global03; CREATE TABLE `order_status` (`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`status_name` varchar(20) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

2.配置schema.xml，配置上一步創建的表

在schema.xml里配置一個表，和真實數據庫表要對應，要將三個分片都包含進去。 type="global"這個表示全局表，必填。注意分片節點最好設置不一樣，如果分片節點設置相同的，可能會出現在mycat上插入了一次，但在sql上卻執行了幾次的情況，即在數據庫中多條記錄。

<table name="order_status" dataNode="dn$1-3" primaryKey="id" type="global"></table> <!--配置mycat的分片節點--> <dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="test_global01" /> <dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="test_global02" /> <dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="test_global03" />

3.將schema.xml並上傳到服務器中，並查看沒有問題

4.啟動mycat並插入測試數據

insert into order_status(status_name) values ('ORDER_NOT_PAY');
insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY');
insert into order_status(status_name) values ('ORDER_FINISH');

使用explain查看mycat的插入可以看到，對三個分片都進行了執行

mysql> explain insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY');
+-----------+------------------------------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL                                                        |
+-----------+------------------------------------------------------------+
| dn1       | insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY') |
| dn2       | insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY') |
| dn3       | insert into order_status(status_name) values ('ORDER_PAY') |
+-----------+------------------------------------------------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

在從庫的mysql上查看test_gloabl02的數據：

mysql> use test_global02;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> select * from order_status;
+----+---------------+
| id | status_name   |
+----+---------------+
|  1 | ORDER_NOT_PAY |
|  2 | ORDER_PAY     |
|  3 | ORDER_FINISH  |
+----+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)

執行查詢可以看出，查詢時在隨機節點上執行，插入，更新時會把sql語句發送到所有分片節點上執行。

mysql> explain select * from order_status;
+-----------+--------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL                                  |
+-----------+--------------------------------------+
| dn2       | SELECT * FROM order_status LIMIT 100 |
+-----------+--------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from order_status;
+-----------+--------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL                                  |
+-----------+--------------------------------------+
| dn3       | SELECT * FROM order_status LIMIT 100 |
+-----------+--------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from order_status;
+-----------+--------------------------------------+
| DATA_NODE | SQL                                  |
+-----------+--------------------------------------+
| dn1       | SELECT * FROM order_status LIMIT 100 |
+-----------+--------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

3.mycat讀寫分離

1.writeType標簽：有兩個值（0/1），取值決定於寫/讀寫的邏輯

0：表示當前dataHost接受到分片的讀寫操作中，寫操作，只在第一個writeHost;

1：表示隨機的讀寫所有的writeHost和readHost中實現，覆蓋balance的邏輯

2.balance標簽：控制一個dataHost中所有的邏輯，一旦writeType=1，就無效了。

0：不開啟讀寫分離，直在第一個writeHost執行，其他的readHost，writeHost都不進行讀的操作

1：除了第一個writeHost以外的所有writeHost和readHost進行隨機讀取，在高並發時，如果其他節點都高負荷的運轉進行讀操作，也有一部分的讀被分配到第一個writeHost上

2：隨機的在所有節點進行讀取

3：到所有的readHost當中讀取數據，如果分片中不存在readHost，只會到第一個writeHost上讀取

讀寫分離的測試，還是在schema.xml里配置，下面是筆者的配置（150是主庫，151、152是從庫）：

<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="3" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100"> <heartbeat>select user()</heartbeat> <!-- can have multi write hosts，這里的密碼對應數據庫的密碼 --> <writeHost host="hostM1" url="192.168.189.150:3306" user="root" password="zj005200.."> <readHost host="hostS2" url="192.168.189.151:3306" user="root" password="zj005200.." /> <readHost host="hostS3" url="192.168.189.152:3306" user="root" password="zj005200.." /> </writeHost> </dataHost>

執行可以看到，查詢是隨機在兩台從庫上執行：

mysql> show variables like 'server_id';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id     | 2     |
+---------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> show variables like 'server_id';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id     | 3     |
+---------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

4.mycat分片規則

rule屬性：對於一個指定了分片的表格，可以配置rule屬性，根據名稱定義分片的計算規則。

如：schema.xml文件里配置的：

<table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />

在rule.xml文件中的：

<tableRule name="auto-sharding-long"> <rule> <columns>id</columns>//當前的算法使用的字段名稱，如果是不同的，可以在標簽中修改 <algorithm>rang-long</algorithm>//算法名稱，rang-long指向了函數function標簽 </rule> </tableRule> <function name="rang-long" class="io.mycat.route.function.AutoPartitionByLong">//class代表執行代碼類 <property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>//計算輔助文件，在conf下有這個文件 </function>

下面是文件的內容：

# range start-end ,data node index
# K=1000,M=10000.
0-500M=0   --表示如果數據在0~500萬之間，會插入到第一個分片中（含頭不含尾）
500M-1000M=1 --表示如果數據在500~1000萬之間，會插入到第二個分片中（含頭不含尾）
1000M-1500M=2

自定義分片規則（以城市分片）：

schema.xml添加表：
<!--測試分片規則的表--> <table name="t_city" dataNode="dn$1-3" rule="sharding-by-intfile-test"/> rule.xml自定義tableRule： <!--自定義分片規則--> <tableRule name="sharding-by-intfile-test"> <rule> <columns>city</columns> <algorithm>hash-int-test</algorithm> </rule> </tableRule> <function name="hash-int-test" class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap"> <property name="mapFile">partition-hash-int-test.txt</property> <!--0:integer 非0表示string--> <property name="type">1</property> <!--設置默認節點，默認節點的作用:枚舉分片時，如果碰到不識別的枚舉值，就讓他進入默認節點，不配置可能會報錯，小於 0 表示不設置默認節點，大於等於 0 設置默認節點--> <property name="defaultNode">0</property> </function> 添加一個partition-hash-int-test.txt： hubei=0 guangdong=1 chongqing=2 DEFAULT_NODE=0

在mysql中創建表：

use test_global01;
CREATE TABLE `t_city` (`id` varchar(20) NOT NULL,`city` varchar(20) NOT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
use test_global02;
CREATE TABLE `t_city` (`id` varchar(20) NOT NULL,`city` varchar(20) NOT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
use test_global03;
CREATE TABLE `t_city` (`id` varchar(20) NOT NULL,`city` varchar(20) NOT NULL ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

啟動mycat，並插入數據：

mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'hubei');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'guangdong');
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'chongqing');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into t_city(id,city) values (database(),'hainan');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> select * from t_city;
+---------------+-----------+
| id            | city      |
+---------------+-----------+
| test_global01 | hubei     |
| test_global02 | guangdong |
| test_global03 | chongqing |
| test_global01 | hainan    |
+---------------+-----------+
4 rows in set (0.00 sec)

如圖所示：上面的插入，將hubei插入第一個分片，guangdong插入第二個分片，chongqing插入第三個分片，同時，hainan則插入到默認節點里。

5.E-R表

由於mycat底層不支持跨分片操作，如果需求中有多個相關的分片表進行關聯操作時，就需要如E-R分片的配置邏輯。基於E-R關系進行分片，子表的記錄與其父表的記錄保存在同一個分片上，這樣關聯就不需要跨庫進行查詢了。

1.E-R表配置

在schema.xml配置文件中schema標簽中配置customer table 的分庫策略

<!-- ER表配置示例--> <table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2" rule="sharding-by-intfile"> <childTable name="orders" primaryKey="ID" joinKey="customer_id" parentKey="id"> <childTable name="order_items" joinKey="order_id" parentKey="id" /> </childTable> <childTable name="customer_addr" primaryKey="ID" joinKey="customer_id" parentKey="id" /> </table> <!--如果需要配置多個分片，則需要修改rule.xml中，設置count 多少個分片 <function name="hash-int" class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap"> <property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property> <property name="count">3</property> </function>-->

配置說明: table標簽表明這是配置表信息; name = "customer" 說明這張表的名稱叫customer, id 是主鍵, 表分布在dn1,dn2,dn3這三個數據庫中, 表的分片策略是sharding-by-intfile.

　　childTable表明子表信息, 此示例中說明customer關聯了兩張子表,分別是orders,customer_addr;我們以orders表為例說明.

　　orders表的主鍵是id,它通過joinKey關聯父表的parentKey.本例中orders表就是以customer_id去關聯customer表的id.也就是說,當customer表中id = 1 在dn1時,那么orders表中customer_id = 1這條數據也會在dn1這個數據庫. 這樣設置就避免了跨庫join,提高了查詢效率.

　　同樣的,order_items表關聯的父表是orders. 原理一樣.

2.E-R表插入數據

# 啟動后，創建表
create table customer(id int not null primary key,name varchar(100),company_id int not null,sharding_id int not null);
create table orders (id int not null primary key ,customer_id int not null,sataus int ,note varchar(100) );
create table order_items (id int not null primary key ,order_id int not null,remark varchar(100) );

# 插入數據
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(1,'wang',1,10000);  
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(2,'xue',2,10010);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(3,'feng',3,10000);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(4,'test',4,10010);
insert into customer (id,name,company_id,sharding_id )values(5,'admin',5,10010);

insert into orders(id,customer_id) values(1,1);
insert into orders(id,customer_id) values(2,2);
insert into orders(id,customer_id,sataus,note) values(3,4,2,'xxxx');
insert into orders(id,customer_id,sataus,note) values(4,5,2,'xxxx');

insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (1,1,'1mark');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (2,2,'2mark');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (3,3,'3mark');
insert into order_items(id,order_id,remark) VALUES (4,4,'4mark');

3.E-R表測試

如下圖所示：使用navicat查詢，基於E-R關系進行分片，子表的記錄與其父表的記錄保存在同一個分片上，這樣關聯就不需要跨庫進行查詢了。

6.HAProxy

筆者使用的環境：

服務器名稱	ip	操作系統	安裝軟件
mysql-master	192.168.189.150	CentOS7.1	mysql.mycat，keepalived
mysql-slave1	192.168.189.151	CentOS7.1	mysql.mycat,haproxy，keepalived
mysql-slave2	192.168.189.152	CentOS7.1	mysql.mycat，keepalived

1.HAProxy介紹

HAProxy 是一款提供高可用性、負載均衡以及基於TCP和HTTP應用的代理軟件，支持虛擬主機，它是免費、快速並且可靠的一種解決方案。
HAProxy 實現了一種事件驅動、單一進程模型，此模型支持非常大的並發連接數。
HAProxy支持連接拒絕：因為維護一個連接的打開的開銷是很低的，有時我們很需要限制攻擊爬蟲，也就是說限制它們的連接打開從而限制它們的危害。
HAProxy 支持全透明代理：可以用客戶端IP地址或者任何其他地址來連接后端服務器。這個特性僅在Linux 2.4/2.6內核打了cttproxy補丁后才可以使用.

2. HAProxy特性

可靠性與穩定性都非常出色，可與硬件級設備媲美
支持連接拒絕，可以用於防止DoS攻擊
支持長連接、短連接和日志功能，可根據需要靈活配置
路由 HTTP 請求到后端服務器,基於cookie作會話綁定；同時支持通過獲取指定的 url 來檢測后端服務器的狀態
HAProxy 還擁有功能強大的 ACL 支持，可靈活配置路由功能，實現動靜分離，在架構設計與實現上帶來很大方便
可支持四層和七層負載均衡，幾乎能為所有服務常見的提供負載均衡功能
擁有功能強大的后端服務器的狀態監控 web 頁面,可以實時了解設備的運行狀態，還可實現設備上下線等簡單操作。
支持多種負載均衡調度算法，並且也支持 session 保持。
Haproxy 七層負載均衡模式下，負載均衡與客戶端及后端的服務器會分別建立一次TCP連接，而在四層負載均衡模式下(DR)，僅建立一次 TCP 連接；七層負載均衡對負載均衡設備的要求更高，處理能力也低於四層負載均衡

3.HAProxy安裝

HAProxy的安裝非常簡單：yum install -y haproxy

查看安裝的haproxy： rpm -qi haproxy

安裝完成后的目錄：cd /usr/sbin

配置文件的目錄：cd /etc/haproxy/

4.HAProxy配置文件

1.HAProxy的配置文件由兩部分構成：

全局設定（global settings）：主要用於定義HAProxy進程管理安全及性能相關的參數

對代理的設定（proxies）：共分為4段（defaults，frontend，backend，listen）

defaults：為除了global以外的其他配置段提供默認參數，默認配置參數可由下一個defaults重新設定
frontend：定義一系列監聽的套接字，這些套接字可接受客戶端請求並與之建立連接
backend：定義“后端”服務器，前端代理服務器將會把客戶端的請求調度至這些服務器
listen：定義監聽的套接字和后端的服務器，類似於將frontend和backend段放在一起，通常只對TCP流量有用， 所有代理的名稱只能使用大寫字母、小寫字母、數字、-（中線）、_（下划線）、.(點號)、:（冒號）,並且ACL區分字母大小寫

配置haproxy配置文件，目錄：/etc/haproxy/haproxy.cfg

這里筆者把自己已經配置好的的配置文件貼出來：

global
    log         127.0.0.1 local2

    chroot      /var/lib/haproxy
    pidfile     /var/run/haproxy.pid
    maxconn     4000
    user        haproxy
    group       haproxy
    daemon

    # turn on stats unix socket
    stats socket /var/lib/haproxy/stats
 #--------------------------------------------------------------------- # common defaults that all the 'listen' and 'backend' sections will # use if not designated in their block #--------------------------------------------------------------------- defaults mode tcp log global option tcplog option dontlognull option http-server-close  #option forwardfor except 127.0.0.0/8 option redispatch retries 3 timeout http-request 10s timeout queue 1m timeout connect 10s timeout client 1m timeout server 1m timeout http-keep-alive 10s timeout check 10s maxconn 3000  #--------------------------------------------------------------------- # main frontend which proxys to the backends #--------------------------------------------------------------------- frontend mycat bind 0.0.0.0:8066 mode tcp log global default_backend mycat_server  #--------------------------------------------------------------------- # static backend for serving up images, stylesheets and such #--------------------------------------------------------------------- backend mycat_server balance roundrobin server mycat1 192.168.189.151:8066 check inter 5s rise 2 fall 3 server mycat2 192.168.189.152:8066 check inter 5s rise 2 fall 3  #--------------------------------------------------------------------- # round robin balancing between the various backends #--------------------------------------------------------------------- listen stats mode http bind 0.0.0.0:1080 stats enable stats hide-version stats uri /Haproxyadmin?stats stats realm Haproxy\ Statistics stats auth admin:admin stats admin if TRUE

在這里解釋一下三個配置：

 #option forwardfor except 127.0.0.0/8 --如果后端服務器需要獲取真實ip，就需要配置的參數 balance roundrobin --負載方式:輪詢 server mycat1 192.168.189.151:8066（mycat的ip和端口） check inter 5s(檢測心跳時間) rise 2 fall 3(失敗重連次數)

5.啟動haproxy負載均衡器

/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg

查看進程，如果看到如下則提示配置成功：

[root@localhost haproxy]# ps -ef|grep haproxy
haproxy    7512      1  0 09:02 ?        00:00:00 /usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
root       7516   7393  0 09:02 pts/0    00:00:00 grep --color=auto haproxy

關閉防火牆：

systemctl stop firewalld

在瀏覽器上訪問（連接地址：http://192.168.189.151:1080/Haproxyadmin?stats 賬號/密碼：上面listen中配置的admin/admin）,如果看到如下頁面，就表示已經成功：

7.mycat負載均衡集群

1.靜態負載均衡算法包括：輪詢，比率，優先權

輪詢:順序循環將請求依次順序循環地連接每個服務器。當其中某個服務器發生第二到第7層的故障，BIG-IP就把其從順序循環隊列中拿出，不參加下一次的輪詢，直到其恢復正常。
比率:給每個服務器分配一個加權值為比例，根椐這個比例，把用戶的請求分配到每個服務器。當其中某個服務器發生第二到第7層的故障，BIG-IP 就把其從服務器隊列中拿出，不參加下一次的用戶請求的分配, 直到其恢復正常。
優先權:給所有服務器分組,給每個組定義優先權，BIG-IP 用戶的請求，分配給優先級最高的服務器組；當最高優先級中所有服務器出現故障，BIG-IP 才將請求送給次優先級的服務器組。這種方式，實際為用戶提供一種熱備份的方式。

2.負載均衡的優勢

（1）高性能：負載均衡技術將業務較均衡的分擔到多台設備或鏈路上，從而提高了整個系統的性能；
（2）可擴展性：負載均衡技術可以方便的增加集群中設備或鏈路的數量，在不降低業務質量的前提下滿足不斷增長的業務需求；
（3）高可靠性：單個甚至多個設備或鏈路出現故障也不會導致業務中斷，提高了整個系統的可靠性；
（4）可管理性：大量的管理共組都集中在使用負載均衡技術的設備上，設備集群或鏈路集群只需要維護通過的配置即可；
（5）透明性：對用戶而言，集群等於一個或多個高可靠性、高性能的設備或鏈路，用戶感知不到，也不關心具體的網絡結構，增加或減少設備或鏈路數量都不會影響正常的業務。

8.keepalived

1.keepalived概念

keepalived，保持存活，就是高可用設備或熱備用來防止單點故障的發生，keepalived通過請求一個vip來達到請求真實ipi地址的功能，而vip能夠在一台機器發生故障的時候，自動漂移到另外一台機器上，從來達到了高可用HAProxy的功能。

2.keepalived的功能

通過ip漂移
對HAProxy應用層的應用服務器集群進行狀態監控

3.keepalived原理

keepalived的實現基於VRRP實現的保證集群高可用的一個服務軟件，主要功能是實現真機的故障隔離和負載均衡器間的失敗切換，防止單點故障。

VRRP協議：Virtual Route Redundancy Protocol虛擬路由冗余協議。是一種容錯協議，保證當主機的下一跳路由出現故障時，由另一台路由器來代替出現故障的路由器進行工作，從而保持網絡通信的連續性和可靠性。在介紹VRRP之前先介紹一些關於VRRP的相關術語：

虛擬路由器：由一個 Master 路由器和多個 Backup 路由器組成。主機將虛擬路由器當作默認網關。

VRID：虛擬路由器的標識。有相同 VRID 的一組路由器構成一個虛擬路由器。

Master 路由器：虛擬路由器中承擔報文轉發任務的路由器。

Backup 路由器： Master 路由器出現故障時，能夠代替 Master 路由器工作的路由器。

虛擬 IP 地址：虛擬路由器的 IP 地址。一個虛擬路由器可以擁有一個或多個IP 地址。

IP 地址擁有者：接口 IP 地址與虛擬 IP 地址相同的路由器被稱為 IP 地址擁有者。

虛擬 MAC 地址：一個虛擬路由器擁有一個虛擬 MAC 地址。虛擬 MAC 地址的格式為 00-00-5E-00-01-{VRID}。通常情況下，虛擬路由器回應 ARP 請求使用的是虛擬 MAC 地址，只有虛擬路由器做特殊配置的時候，才回應接口的真實 MAC 地址。

優先級： VRRP 根據優先級來確定虛擬路由器中每台路由器的地位。

非搶占方式：如果 Backup 路由器工作在非搶占方式下，則只要 Master 路由器沒有出現故障，Backup 路由器即使隨后被配置了更高的優先級也不會成為Master 路由器。

搶占方式：如果 Backup 路由器工作在搶占方式下，當它收到 VRRP 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。如果自己的優先級比當前的 Master 路由器的優先級高，就會主動搶占成為 Master 路由器；否則，將保持 Backup 狀態。

4.keepalived組件

keepalived是模塊化設計，不同模塊負責不同的功能，core模塊為keepalived的核心，負責主進程的啟動、維護以及全局配置文件的加載和解析。checkers負責健康檢查，包括常見的各種檢查方式。VRRP模塊是來實現VRRP協議的。

5.keepalived配置

1.解壓並安裝（安裝keepalived 需要用到 openssl）:

cd /home
# 安裝環境依賴 yum install gcc gcc-c++ openssl openssl-devel # 如果沒有安裝過wget， yum install wget 安裝 wget -q https://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.18.tar.gz # ls查看是否安裝了 keepalived-1.2.18.tar.gz tar -zxvf keepalived-1.2.18.tar.gz cd keepalived-1.2.18 # 監測 ./configure --prefix=/usr/local/keepalived-1.2.18/ # 編譯安裝 make && make install

2.將keepalived安裝成Linux服務

# 因為沒有使用keepalived的默認路徑安裝(默認是/usr/local)，安裝后，需要復制默認配置文件到默認路徑下 mkdir /etc/keepalived cp /usr/local/keepalived-1.2.18/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/ # 將初始化文件復制到etc里 cp /usr/local/keepalived-1.2.18/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d # 將配置文件復制到etc里 cp /usr/local/keepalived-1.2.18/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig # 軟連接 ln -s /usr/local/keepalived-1.2.18/sbin/keepalived /usr/sbin/ # 將keepalived設置為開機啟動 chkconfig keepalived on

3.keepalived配置文件

cd /etc/keepalived/
# 修改配置文件，建議下載下來修改 vi keepalived.conf  # 下面是主keepalived.conf的配置文件 ! Configuration File for keepalived global_defs { # 全局配置標識，表明這個區域是全局配置 router_id LVS_MASTER } vrrp_sync_group VG1 { group { VI_1 } } # keepalived會去檢測負載均衡器，所以要設定一個腳本，讓他自己去檢測 vrrp_script chk_haproxy { # 檢測haproxy狀態的腳本路徑 script "/etc/keepalived/haproxy_check.sh" # 檢測間隔時間 interval 2 # 如果條件成立，權重+2，反之 -2 weight 2 } # 定義一種虛擬路由協議，即vrrp，一個vrrp_instance 定義一個虛擬路由器，VI_1實例名 vrrp_instance VI_1 { # 定義初始狀態，樂意是master或者backup（備份） state MASTER # 工作接口，通告選舉使用哪個接口進行，使用ip addr查看 interface ens33 # 虛擬路由id，如果是一組，則定義一個id，如果是多組，則定義多個 virtual_router_id 51 # 優先級策略選擇參數 priority 100 # 通告頻率單位是s advert_int 1 # 通信認證機制 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } # 虛擬路由ip網段不一樣,設置自己的網段+ip virtual_ipaddress { 192.168.189.100 } # 檢測腳本 對應的是vrrp_script chk_haproxy 負載均衡器 track_script{ chk_haproxy } }  # 從keepalived.conf的配置文件： global_defs {  #備用 router_id LVS_BACKUP } vrrp_sync_group VG1 { group { VI_1 } } vrrp_script chk_haproxy { script "/etc/keepalived/haproxy_check.sh" interval 2 weight 2 } vrrp_instance VI_1 {  # 狀態為備用的狀態 state BACKUP interface ens33 virtual_router_id 51 # 優先級不能高於主 priority 90 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.189.100 } track_script{ chk_haproxy } }

4.keepalived檢測腳本

#!/bin/bash START_HAPROXY="/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg" LOG_FILE="/usr/local/keepalived/log/haproxy-check.log" # 日志文件，會新建一個日志文件 HAPS=`ps -C haproxy --no-header |wc -l` # 檢測狀態，0表示未啟動，1表示啟動 date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S" >> $LOG_FILE # 記錄時間 echo "check haproxy status" >> $LOG_FILE # 記錄狀態 if [ $HAPS -eq 0 ];then echo $START_HAPROXY >> $LOG_FILE # 記錄啟動命令 /usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg #啟動haproxy sleep 3 #啟動之后進行睡眠，3s后再進行判斷是否已經成功啟動，如果沒有啟動就把keepalived服務關掉，換成備份的服務 if [ `ps -C haproxy --no-header |wc -l` -eq 0 ];then echo "start haproxy failed, killall keepalived" >> $LOG_FILE killall keepalived service keepalived stop fi fi

5.給腳本賦值權限

chmod +x /etc/keepalived/haproxy_check.sh
# 創建日志目錄 mkdir /usr/local/keepalived/log

6.keepalived相關程序：

service keepalived start # 啟動
service keepalived stop  # 停止
service keepalived restart # 重啟
service keepalived status	# 查看keepalived狀態

7.演示ip漂移

# 在從1上啟動haproxy [root@localhost keepalived]# /usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg # 啟動keepalived服務 [root@localhost keepalived]# service keepalived start # ip addr 查看ip可以看到主keepalived的虛擬ip已經生效了

# 關閉主虛擬機上的keepalived，可以看到在主虛擬機上的虛擬ip已經沒有了，同時在虛擬ip已經飄到152這台虛擬機上了 [root@localhost keepalived]# service keepalived stop # 開啟主虛擬機上的keepalived，ip將重新回到主虛擬機上

8.演示Keepalived 重新啟動haproxy

關閉haproxy，可以看到，keepalived把haproxy重啟了。

卸載keepalived和haproxy

卸載haproxy
yum remove haproxy # 通過yum安裝的 yum remove keepalived # 通過源碼包安裝的 [root@localhost keepalived]# cd /home/keepalived-1.2.18 [root@localhost keepalived-1.2.18]# make uninstall [root@localhost keepalived-1.2.18]# cd ../ [root@localhost home]# rm -rf keepalived-1.2.18 [root@localhost home]# rm -rf keepalived-1.2.18.tar.gz [root@localhost home]# cd /etc [root@localhost etc]# rm -rf keepalived [root@localhost etc]# cd /usr/local [root@localhost local]# rm -rf keepalived [root@localhost local]# rm -rf keepalived-1.2.18/ # 驗證 [root@localhost etc]# serive keepalived satrt -bash: serive: 未找到命令 [root@localhost etc]# systemctl start keepalived Job for keepalived.service failed because the control process exited with error code. See "systemctl status keepalived.service" and "journalctl -xe" for details.


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