1.Keepalived是什么？

Keepalived是Linux下一个轻量级别的高可用解决方案。可以实现服务的高可用或热备，用来防止单点故障的问题，Keepalived起初是为LVS设计的，专门用来监控集群系统中各个服务节点的状态，它根据TCP/IP参考模型的第三、第四层、第五层交换机制检测每个服务节点的状态，如果某个服务器节点出现异常，或者工作出现故障，Keepalived将检测到，并将出现的故障的服务器节点从集群系统中剔除，这些工作全部是自动完成的，不需要人工干涉。而Keepalived的核心是VRRP协议，VRRP（Vritrual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议) 主要实现了在路由器或三层交换机处的冗余，通过VRRP可以实现网络不间断稳定运行，因此Keepalvied 一方面具有服务器状态检测和故障隔离功能，另外一方面也有HA cluster功能，下面介绍一下VRRP协议实现的过程。

1.1VRRP协议与工作原理

虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP) VRRP是一种路由容错协议，也可以叫做备份路由协议。VRRP可以将两台或者多台物理路由器设备虚拟成一个虚拟路由，这个虚拟路由器通过虚拟IP对外提供服务，而在虚拟路由器内部有多个物理路由器协同工作，同一时间只有一台物理路由器对外提供服务，这台物理路由设备被设置成为：主路由器（Master角色)，一般情况下Master是由选举算法产生，它拥有对外服务的虚拟IP，提供各种网络功能，而且其它的物理路由器不拥有对外的虚拟IP，也不提供对外网络功能，仅仅接收MASTER的VRRP状态通告信息，这些路由器被统称为“BACKUP的角色”，当主路由器失败时，处于BACKUP角色的备份路由器将重新进行选举，产生一个新的主路由器进入MASTER角色，继续提供对外服务，这种选举角色切换非常之快，因而保证了服务的持续可用性。

1.2Keepalvied的工作原理

Keepalived是通过VRRP协议实现高可用性的，Keepalived作为一个高性能集群软件，它还能实现对集群中服务器运行状态的监控以及故障隔离。

Keepalived工作在TCP/IP 参考模型的三层、四层、五层，也就是分别为：网络层，传输层和应用层，根据TCP、IP参数模型隔层所能实现的功能，Keepalived运行机制如下：

在网络层： Keepalived在网络层采用最常见的工作方式是通过ICMP协议向服务器集群中的每一个节点发送一个ICMP数据包，如果某个节点没有返回响应数据包，那么认为该节点发生了故障，Keepalived将报告这个节点失效，并从服务器集群中剔除故障节点。

在传输层： Keepalived在传输层里利用了TCP协议的端口连接和扫描技术来判断集群节点的端口是否正常，比如对于常见的WEB服务器80端口。或者SSH服务22端口，Keepalived一旦在传输层探测到这些端口号没有数据响应和数据返回，就认为这些端口发生异常，然后强制将这些端口所对应的节点从服务器集群中剔除掉。

在应用层：可可以通过编写程序或者脚本来运行Keepalived，而Keepalived将根据用户的设定参数检测各种程序或者服务是否允许正常，如果Keepalived的检测结果和用户设定的不一致时，Keepalived将把对应的服务器从服务器集群中剔除。

1.3Keepalived体系主要模块及其作用：

keepalived体系架构中主要有三个模块，分别是core、check和vrrp。
●core模块：为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。
●vrrp模块：是来实现VRRP协议的。（调度器之间的健康检查和主备切换）
●check模块：负责健康检查，常见的方式有端口检查及URL检查。（节点服务器的健康检查）

1.4一个合格的集群应该具备以下几个特性：

1）负载均衡   LVS   Nginx   HAProxy    F5
2）健康检查   for 调度器/节点服务器   Keepalived    Heartbeat
3）故障转移   主备切换

1.5健康检查（探针）

1）发送心跳消息   ping/pong
2）TCP端口检查    向一个主机的 IP:PORT 发起 TCP连接
3）HTTP URL检查   向一个主机的 http://IP:PORT/URL路径发送 HTTP GET 请求方法，主机响应返回 2XX 3XX 状态码则认为健康检查正常，如响应返回 4XX 5XX 状态码则认为健康检查异常。

1.6脑裂

脑裂现象：主服务器和备服务器同时拥有 VIP
脑裂原因：因为主服务器和备服务器之间的通信链路中断，导致备服务器无法正常收到主服务器发送的VRRP心跳报文
脑裂的解决：关闭主服务器或者备服务器其中一个的keepalived服务
脑裂的预防：1）主服务器与备服务器之间添加双通信链路
2）在主服务器上定义运行脚本判断与备服务器通信链路是否中断，如果中断则自行关闭keepalived服务
3）利用第三方监控软件检测是否发生脑裂故障，如果发生则通过监控软件关闭主或者备服务器上的keepalived服务

2.LVS+Keepalived 高可用群集

主DR 服务器：192.168.80.10
备DR 服务器：192.168.80.11
Web 服务器1：192.168.80.12
Web 服务器2：192.168.80.13
vip：192.168.80.188
客户端：192.168.80.200

---------------------LVS 部署-------------------------
1.配置负载调度器（主、备相同）
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

（1）配置keeplived（主、备DR 服务器上都要设置）
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
......
global_defs {                       #定义全局参数
--10行--修改，邮件服务指向本地
   smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改，指定服务器（路由器）的名称，主备服务器名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
   router_id LVS_01
--14行--注释掉，取消严格遵守VRRP协议功能，否则VIP无法被连接
   #vrrp_strict
}

vrrp_instance VI_1 {               #定义VRRP热备实例参数
--20行--修改，指定热备状态，主为MASTER，备为BACKUP
    state MASTER
--21行--修改，指定承载vip地址的物理接口
    interface ens33
--22行--修改，指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
    virtual_router_id 10
   #nopreempt       #如果设置非抢占模式，两个节点state必须为BACKUP，并加上配置 nopreempt
--23行--修改，指定优先级，数值越大优先级越高，这里设置主为100，备为90
    priority 100
    advert_int 1                   #通告间隔秒数(心跳频率)
    authentication {               #定义认证信息,每个热备组保持一致
       auth_type PASS               #认证类型
--27行--修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
        auth_pass abc123
    }
    virtual_ipaddress {               #指定群集vip地址
        192.168.80.188
    }
}
--36行--修改，指定虚拟服务器地址(VIP)、端口，定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.80.188 80 {
    delay_loop 6                   #健康检查的间隔时间(秒)
    lb_algo rr                       #指定调度算法，轮询(rr)
--39行--修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0           #连接保持时间(秒)
    protocol TCP                   #应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改，指定第一个Web节点的地址、端口
    real_server 192.168.80.12 80 {
        weight 1                   #节点的权重
--45行--删除，添加以下健康检查方式
        TCP_CHECK {
           connect_port 80           #添加检查的目标端口
           connect_timeout 3       #添加连接超时(秒)
           nb_get_retry 3           #添加重试次数
           delay_before_retry 3   #添加重试间隔
       }
   }

   real_server 192.168.80.13 80 {       #添加第二个 Web节点的地址、端口
        weight 1
        TCP_CHECK {
           connect_port 80
           connect_timeout 3
           nb_get_retry 3
           delay_before_retry 3
       }
   }
##删除后面多余的配置##
}

systemctl start keepalived
ip addr                       #查看虚拟网卡vip
（2）启动 ipvsadm 服务
--192.168.80.10---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -ln
#如没有VIP 的分发策略，则重启 keepalived 服务，systemctl restart keepalived

--192.168.80.11---
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -ln

（3）调整 proc 响应参数，关闭Linux 内核的重定向参数响应
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p
2.配置节点服务器
systemctl stop firewalld
setenforce 0

yum -y install httpd
systemctl start httpd

--192.168.80.100---
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.80.101---
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.80.188
NETMASK=255.255.255.255

service network restart 或 systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.80.188 dev lo:0

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p
3.测试验证
在客户端访问 http://192.168.80.188/
再在主服务器关闭 keepalived 服务后再测试， systemctl stop keepalived

3.Keepalived通过什么判断哪台主机为主服务器,通过什么方式配置浮动IP？

Keepalived首先做初始化先检查state状态，master为主服务器，backup为备服务器。
然后再对比所有服务器的priority，谁的优先级高谁是最终的主服务器。
优先级高的服务器会通过ip命令为自己的电脑配置一个提前定义好的浮动IP地址。

4.Keepalived通过什么判断哪台主机为主服务器,通过什么方式配置浮动IP？

抢占模式即MASTER从故障中恢复后，会将VIP从BACKUP节点中抢占过来。非抢占模式即MASTER恢复后不抢占BACKUP升级为MASTER后的VIP。
非抢占式俩节点state必须为bakcup，且必须配置nopreempt。
注意：这样配置后，我们要注意启动服务的顺序，优先启动的获取master权限，与优先级没有关系了。