keepalived介绍与安装配置详解

# 一、认识keepalived
1.1 keepalived概述
1.2 keepalived的作用与特点
1.3 keepalived的应用场景
## 二、安装keepalived

2.1 操作系统准备
2.2 下载与安装keepalived
2.3 配置系统环境
### 三、配置keepalived

keepalived作为一款高可用性解决方案，在配置过程中需要详细了解其配置文件以及主备服务器的配置方法。

#### 3.1 keepalived配置文件详解

keepalived的配置文件主要包括全局配置和vrrp_instance配置。其中，全局配置包括配置模块、状态文件路径、进程间通信模块等；vrrp_instance配置则包括了虚拟路由器ID、优先级、状态检测机制等。

global_defs {
    notification_email {
        admin@example.com
    }
    notification_email_from keepalived@example.com
    smtp_server smtp.example.com
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_MASTER
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

#### 3.2 主服务器配置

在主服务器上，需要进行keepalived的配置，包括安装keepalived软件、编辑配置文件并启动服务。

# 安装keepalived软件
sudo apt-get install keepalived

# 配置keepalived
sudo vi /etc/keepalived/keepalived.conf

# 启动keepalived服务
sudo systemctl start keepalived

#### 3.3 备份服务器配置

对于备份服务器，同样需要安装keepalived软件并进行配置，但其状态需设置为BACKUP。

# 安装keepalived软件
sudo yum install keepalived

# 配置keepalived
sudo vi /etc/keepalived/keepalived.conf

# 启动keepalived服务
sudo systemctl start keepalived

以上是关于keepalived的配置方法，通过详细配置，保证了系统高可用性的实现。
四、keepalived服务管理

### 4.1 keepalived服务的启动与停止

在安装配置好keepalived之后，我们需要了解如何管理keepalived服务的启动与停止。

启动keepalived服务可以使用以下命令：

sudo systemctl start keepalived

停止keepalived服务可以使用以下命令：

sudo systemctl stop keepalived

如果需要设置开机自启动keepalived服务，可以使用以下命令：

sudo systemctl enable keepalived

如果需要取消开机自启动keepalived服务，可以使用以下命令：

sudo systemctl disable keepalived

### 4.2 keepalived状态监测与日志查看

在运行keepalived服务期间，我们需要监测keepalived的状态，以及查看相关日志进行故障排查。

要查看keepalived服务的状态，可以使用以下命令：

sudo systemctl status keepalived

这将显示keepalived服务的运行状态，包括服务是否正在运行以及其他相关信息。

要查看keepalived的日志，可以使用以下命令：

sudo tail -f /var/log/syslog|grep keepalived

这将实时显示keepalived的日志输出，可以根据需要进行故障排查和日志分析。

通过以上的操作，我们可以方便地管理keepalived服务的启动与停止，并通过监测状态和查看日志来了解服务的运行情况和进行故障排查。

在下一章节，我们将介绍keepalived的故障转移与恢复的原理和实例分析。
## 五、故障转移与恢复

在使用 keepalived 构建高可用架构时，故障转移与恢复是非常重要的环节。这一章节将介绍 keepalived 的故障转移原理、故障转移实例分析以及恢复与重试策略。

### 5.1 keepalived 故障转移原理

keepalived 实现故障转移的原理是基于 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议），它是一种网络协议，用于实现局域网内的设备冗余和高可用性。

keepalived 中的故障转移过程基本如下：

1. 主服务器（MASTER）通过 VRRP 协议发送心跳包，备份服务器（BACKUP）接收到心跳包后进行回应。
2. 当主服务器（MASTER）无法正常发送心跳包时，备份服务器（BACKUP）会检测到并假定主服务器（MASTER）故障。
3. 备份服务器（BACKUP）会开始发送 GRP（Garbage Collection Advertisement）消息，通知其它备份服务器（BACKUP）成为新的主服务器。
4. 其它备份服务器（BACKUP）接收到 GRP 消息后，会开始进行状态转换，成为新的主服务器（MASTER）。
5. 故障的原主服务器（MASTER）恢复后，成为备份服务器（BACKUP）。

### 5.2 故障转移实例分析

下面通过一个实例来说明 keepalived 故障转移的过程。

假设我们有两台服务器，服务器 A 和服务器 B，它们的 IP 地址分别为 192.168.1.100 和 192.168.1.101。

1. 首先，我们将 keepalived 配置在服务器 A 和服务器 B 上，其中服务器 A 设置为主服务器（MASTER），服务器 B 设置为备份服务器（BACKUP）。

2. 服务器 A 开始发送心跳包给服务器 B，服务器 B 接收到心跳包后进行回应，确认一切正常。

3. 此时，服务器 A 和服务器 B 都处于正常状态，其中服务器 A 为 MASTER，服务器 B 为 BACKUP。

4. 假设服务器 A 发生故障，无法继续发送心跳包给服务器 B。服务器 B 检测到服务器 A 的故障后，开始发送 GRP 消息。

5. 其它备份服务器（如果有的话）接收到 GRP 消息后，开始状态转换，成为新的主服务器。在这个例子中，服务器 B 成为新的主服务器。

6. 当服务器 A 恢复正常后，它会重新发送心跳包给服务器 B。服务器 B 接收到心跳包后不再回应，因为它已经成为新的主服务器。

### 5.3 恢复与重试策略

在故障转移后，当原主服务器恢复正常后，它会尝试重新加入 keepalived 集群。但是，重试的时间间隔和次数可以根据具体需求进行调整。

在 keepalived 配置文件中，可以通过配置 `vrrp_script` 和 `vrrp_instance` 来指定恢复与重试策略。例如，可以设置每隔 5 秒尝试一次，最多重试 3 次。

恢复与重试策略的合理配置可以提高系统的可用性和稳定性，确保故障发生后的快速恢复和自动切换。
## 六、实际应用与最佳实践

在前面的章节中，我们已经介绍了keepalived的基本原理、安装配置以及故障转移与恢复的相关内容。本章将重点讲解keepalived在实际应用中的一些技巧和最佳实践。

### 6.1 keepalived在高可用架构中的应用

在高可用架构中，keepalived可以用于提供主备服务的高可用性。我们可以将服务部署在两台服务器上，其中一台为主服务器，另一台为备份服务器。当主服务器出现故障时，keepalived会及时将服务切换到备份服务器上，保证服务的持续可用。

下面是一个示例的keepalived配置文件，用于实现一个简单的高可用web服务。

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass keepalived
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}

virtual_server 192.168.1.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind NAT
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
    real_server 192.168.1.101 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.1.102 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

在上述配置中，我们使用vrrp_instance来定义一个虚拟路由实例，通过设置state为MASTER来指定当前服务器为主服务器。接着，我们通过virtual_ipaddress来设置一个虚拟IP地址，客户端将通过该IP地址访问我们的web服务。

在virtual_server下，我们定义了一个虚拟服务器，通过real_server指定了两台真实服务器，实现了服务的负载均衡。同时，我们还配置了TCP_CHECK来定时检测真实服务器的可用性，保证主备切换的准确性。

通过以上配置，我们可以将两台服务器的web服务部署为高可用模式，确保在主服务器故障时，备份服务器可以接管服务，保证服务的不间断。

### 6.2 安全性与性能优化

在实际应用中，我们还需要考虑keepalived的安全性和性能优化。下面是一些常见的安全性和性能优化措施：

- 使用密钥认证：在keepalived配置中，可以使用auth_type和auth_pass来设置认证方式和密码。建议使用密钥认证，以提高安全性。
- 限制管理访问：可以通过iptables等工具，限制管理接口的访问，只允许特定的IP地址或者子网段访问。
- 配置高效的监测检测策略：通过调整TCP_CHECK中的参数，如connect_timeout、nb_get_retry等，可以提高监测的准确性和效率。
- 调整keepalived线程和资源：通过调整keepalived的配置文件，如global_defs中的对应参数，可以合理分配keepalived的线程和资源，提高性能。

综上所述，通过合理的配置和优化，可以提高keepalived在实际应用中的安全性和性能，达到更好的高可用效果。

### 6.3 总结与展望

在本文中，我们对keepalived进行了全面的介绍和详细的配置说明。通过学习keepalived的安装配置、故障转移与恢复、实际应用和最佳实践等内容，我们可以充分了解keepalived的原理和用法，为构建高可用架构提供了便捷的工具和解决方案。

然而，随着技术的不断发展，keepalived也在不断演化和更新。未来，我们可以期待keepalived在安全性、性能优化以及新的应用场景等方面的进一步改进和发展，为构建更可靠、更高效的高可用架构提供更多可能性。

希望本文能够对读者理解和使用keepalived有所帮助，同时也欢迎读者在实际应用中探索和分享更多keepalived的应用和最佳实践。