本期内容概要

• 高可用
• 多层负载均衡

内容详细

1、高可用

1.1、什么是高可用

"""
一般是指2台机器启动着完全相同的业务系统，当有一台机器down机了，另外一台服务器就能快速的接管，对于访问的用户是无感知的
"""

比如公司的网络是通过网关进行上网的，那么如果该路由器故障了，网关无法转发报文了，此时所有人都无法上网了，怎么办?
'''
通常做法是给路由器增加一台备节点，但是问题是，如果我们的主网关master故障了，用户是需要手动指向backup的，如果用户过多修改起来会非常麻烦
'''

问题一：假设用户将指向都修改为backup路由器，那么master路由器修好了怎么办?
问题二：假设Master网关故障，我们将backup网关配置为master网关的ip是否可以?
'''
其实是不行的，因为PC第一次通过ARP广播寻找到Master网关的MAC地址与IP地址后，会将信息写到ARP的缓存表中，那么PC之后连接都是通过那个缓存表的信息去连接，然后进行数据包的转发，即使我们修改了IP但是Mac地址是唯一的，pc的数据包依然会发送给master。（除非是PC的ARP缓存表过期，再次发起ARP广播的时候才能获取新的backup对应的Mac地址与IP地址）
'''

如何才能做到出现故障自动转移?
'''
此时VRRP就出现了
我们的VRRP其实是通过软件或者硬件的形式在Master和Backup外面增加一个虚拟的MAC地址（VMAC）与虚拟IP地址（VIP），那么在这种情况下，PC请求VIP的时候，无论是Master处理还是Backup处理，PC仅会在ARP缓存表中记录VMAC与VIP的信息
'''

1.2、常用的工具

1.硬件通常使用 F5

2.软件通常使用 keepalived
keepalived：它的诞生最初是为ipvs（一些服务，内核中的一些规则）提供高可用性的，最初最主要目的是能够自主调用ipvsadm来生成规则，并且能够自动实现将用户访问的地址转移到其他节点上进行实现的

'''keepalived：核心包含两个ckechers和VRRP协议'''

1.3、VRRP协议

VRRP是一种容错协议，它保证当主机的下一跳路由器出现故障时，由另一台路由器来代替出现故障的路由器进行工作，从而保持网络通信的连续性和可靠性， VRRP中每个节点之间都有优先级的，一般为0-255 （0,255有特殊用法）数字越大优先级越高

VRRP协议会在一个局域网中进行广播

1.4、部署keepalived

1.安装 keepalived
[root@lb01 ~]# yum install keepalived -y

[root@lb02 ~]# yum install keepalived -y

2.Keepalived配置
[root@lb01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
# 配置标题
! Configuration File for keepalived

# 全局配置
global_defs {
# 当前keepalived的唯一标识
router_id lb01
}

# 配置VRRP协议
vrrp_instance VI_1 {
# 状态，MASTER和BACKUP
state MASTER
# 绑定网卡
interface eth0
# 虚拟路由标示，可以理解为分组
virtual_router_id 50
# 优先级
priority 100
# 监测心跳间隔时间
advert_int 1
# 配置认证
authentication {
# 认证类型
auth_type PASS
# 认证的密码
auth_pass 1111
}
# 设置VIP
virtual_ipaddress {
# 虚拟的VIP地址
192.168.15.3
}
}

[root@lb02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
# 配置标题
! Configuration File for keepalived

# 全局配置
global_defs {
# 当前keepalived的唯一标识(***改动***)
router_id lb02
}

# 配置VRRP协议
vrrp_instance VI_1 {
# 状态，MASTER和BACKUP(***改动***)
state BACKUP
# 绑定网卡
interface eth0
# 虚拟路由标示，可以理解为分组
virtual_router_id 50
# 优先级(***改动***)
priority 90
# 监测心跳间隔时间
advert_int 1
# 配置认证
authentication {
# 认证类型
auth_type PASS
# 认证的密码
auth_pass 1111
}
# 设置VIP
virtual_ipaddress {
# 虚拟的VIP地址
192.168.15.3
}
}

# 启动
[root@lb01 ~]# systemctl enable --now keepalived
[root@lb02 ~]# systemctl enable --now keepalived

# 在 lb02 中部署 lb01 同等配置的nginx环境

[root@lb01 ~]# scp nginx-1.20.2.tar.gz root@192.168.15.6:/root/

[root@lb01 ~]# nginx -V
nginx version: nginx/1.20.2
built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44) (GCC)
built with OpenSSL 1.0.2k-fips  26 Jan 2017
TLS SNI support enabled
configure arguments: --with-http_gzip_static_module --with-stream --with-http_ssl_module --with-http_sub_module

[root@lb02 ~]# tar -xf nginx-1.20.2.tar.gz
[root@lb02 ~]# cd nginx-1.20.2
[root@lb02 nginx-1.20.2]# ll
total 788
drwxr-xr-x 6 1001 1001    326 Jan 10 18:13 auto
-rw-r--r-- 1 1001 1001 312251 Nov 16 22:44 CHANGES
-rw-r--r-- 1 1001 1001 476577 Nov 16 22:44 CHANGES.ru
drwxr-xr-x 2 1001 1001    168 Jan 10 18:13 conf
-rwxr-xr-x 1 1001 1001   2590 Nov 16 22:44 configure
drwxr-xr-x 4 1001 1001     72 Jan 10 18:13 contrib
drwxr-xr-x 2 1001 1001     40 Jan 10 18:13 html
-rw-r--r-- 1 1001 1001   1397 Nov 16 22:44 LICENSE
drwxr-xr-x 2 1001 1001     21 Jan 10 18:13 man
-rw-r--r-- 1 1001 1001     49 Nov 16 22:44 README
drwxr-xr-x 9 1001 1001     91 Jan 10 18:13 src

[root@lb02 nginx-1.20.2]# yum install openssl openssl-devel zlib zlib-devel -y
[root@lb02 nginx-1.20.2]# ./configure --with-http_gzip_static_module --with-stream --with-http_ssl_module --with-http_sub_module
[root@lb02 nginx-1.20.2]# make
[root@lb02 nginx-1.20.2]# make install

[root@lb02 nginx-1.20.2]# cd /usr/local/nginx
[root@lb02 nginx]# ll
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 333 Jan 10 18:19 conf
drwxr-xr-x 2 root root  40 Jan 10 18:19 html
drwxr-xr-x 2 root root   6 Jan 10 18:19 logs
drwxr-xr-x 2 root root  19 Jan 10 18:19 sbin

[root@lb02 nginx]# cd sbin
[root@lb02 sbin]# ll
total 6944
-rwxr-xr-x 1 root root 7110376 Jan 10 18:19 nginx
[root@lb02 sbin]# mv nginx /usr/sbin/
[root@lb02 sbin]# ll
total 0
[root@lb02 sbin]# nginx -v
nginx version: nginx/1.20.2
[root@lb02 sbin]# cd
[root@lb02 ~]# systemctl start nginx

[root@lb01 ~]# scp /usr/lib/systemd/system/nginx.service root@192.168.15.6:/usr/lib/systemd/system/

[root@lb02 ~]# systemctl daemon-reload
[root@lb02 ~]# systemctl start nginx

[root@lb01 ~]# scp -r /etc/nginx/ root@192.168.15.6:/etc/nginx/

[root@lb02 ~]# cd /etc/nginx/
# 查看与lb01中内容是否一致
[root@lb02 nginx]# ll
[root@lb02 nginx]# groupadd www -g 666
[root@lb02 nginx]# useradd www -u 666 -g 666 -M -r
[root@lb02 nginx]# mkdir /var/log/nginx
[root@lb02 nginx]# chown -R www.www /var/log/nginx
[root@lb02 nginx]# systemctl start nginx.service
[root@lb02 nginx]# systemctl status nginx.service -l

'''

测试：
浏览器访问 192.168.15.6/192.168.15.3
都正常访问则正常

1.5、怎么解决keepalived的脑裂问题

两台高可用服务器在指定时间内，无法互相检查到对方的心跳而各自启动故障转移功能

1.如果Nginx宕机怎么办?
想办法告诉keepalived，Nginx的情况
写入脚本
[root@lb01 ~]# vim checkNG.sh
#!/bin/bash

# 解决Nginx无法正常启动
ps -ef | grep -q 
ginx

if [ $? -ne 0 ];then
# 代表Nginx未正常启动
systemctl start nginx &>/dev/null
sleep 2
ps -ef | grep -q 
ginx
if [ $? -ne 0 ];then
systemctl stop keepalived
fi
fi

2.局域网之内，keepalived无法相互广播，怎么办?
判断VIP是否可以ping的通
写入脚本：
VIP=192.168.15.3

ping -c 1 $VIP &>/dev/null

if [ $? -eq 0 ];then
# 代表VIP还可以访问
...(后期再说)

fi

"""
$? : 上一条命令执行的结果
$? : 0	TURE
$? : 1	FALSE

& : 正确的标准输出和错误的标准输出

"""

1.6、怎么实现脚本自动启动(并且为非抢占式更改IP)

实现非抢占式
1、状态全部设置成backup(lb01 lb02)
2、增加 nopreempt

[root@lb01 ~]# mv checkNG.sh /etc/keepalived/

[root@lb01 ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/checkNG.sh 192.168.15.6:/etc/keepalived/

[root@lb02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
# 配置标题
! Configuration File for keepalived

# 全局配置
global_defs {
# 当前keepalived的唯一标识(***改动***)
router_id lb02
}

# 检测脚本
vrrp_script check_nginx {
# 指定脚本路径
script "/etc/keepalived/checkNG.sh"
# 执行间隔
interval 5
}

# 配置VRRP协议
vrrp_instance VI_1 {
# 状态，MASTER和BACKUP(***改动***)
state BACKUP
# 开启非抢占式(***改动***)
nopreempt
# 绑定网卡
interface eth0
# 虚拟路由标示，可以理解为分组
virtual_router_id 50
# 优先级
priority 90
# 监测心跳间隔时间
advert_int 1
# 配置认证
authentication {
# 认证类型
auth_type PASS
# 认证的密码
auth_pass 1111
}
# 设置VIP
virtual_ipaddress {
# 虚拟的VIP地址
192.168.15.3
}
# 调用检查
track_script {
check_nginx
}
}

[root@lb02 ~]# systemctl restart keepalived

[root@lb01 ~]# chmod +x  /etc/keepalived/checkNG.sh
[root@lb02 ~]# chmod +x  /etc/keepalived/checkNG.sh

测试：
lb01中
查看状态
[root@lb01 ~]# systemctl status nginx
关闭
[root@lb01 ~]# systemctl stop nginx
查看状态
[root@lb01 ~]# systemctl status nginx
会发现依旧是开启状态 因为脚本自动执行开启了nginx

在db中ping
[root@db01 ~]# while true;  do curl -I 192.168.15.3; done
在 lb01 执行
[root@lb01 ~]# systemctl stop keepalived
会在 db01 中发现卡顿 因为公共IP切换到 lb02了

[root@lb01 ~]# systemctl start keepalived
在 db01 中不会卡顿 查询IP发现 公共IP依旧在 lb02

2、四层负载均衡

假设有三台MySQL数据库，请问怎样负载均衡?

'''
在非HTTP协议的情况下，采用的四层负载均衡的方式负载服务
注意：四层负载均衡中不支持域名

在HTTP协议的情况下，采用的是七层负载均衡的方式
'''

[root@lb01 ~]# cd /etc/nginx/
[root@lb01 nginx]# vim nginx.conf
添加以下内容：
stream {
include /etc/nginx/stream/*.conf
}

[root@lb01 nginx]# mkdir stream
[root@lb01 nginx]# cd stream
[root@lb01 stream]# vim mysql.conf
server {
listen 3306;
proxy_pass 172.16.1.61:3306;
}

[root@lb01 stream]# nginx -t
[root@lb01 stream]# systemctl restart nginx
测试：（db01 ）
[root@  ~]# mysql -h172.16.1.5 -uroot -p123456
能连接成功 则代表正常

# 案例：使用四层负载均衡实现SSH的代理，端口为1122
[root@lb01 stream]# vim ssh.conf
写入以下内容：
server {
listen 1122;
proxy_pass 172.16.1.5:22;
}

测试：
通过任一台已经连接的客户端 ssh root@192.168.15.5 -p1122
连接成功 即代表正常

"""

tail -f /var/log/nginx/error.log  查看日志

"""