青蛙学Linux—高可用集群软件Keepalived

Keepalived是Linux下一个轻量级的高可用解决方案，它与HACMP、RoseHA实现的功能相似，均可以实现服务或网络的高可用，可是又有差异：HACMP是一个专业的、功能完善的高可用软件，它提供了HA软件所需的基本功能，好比心跳检测和资源接管、监测集群中的系统服务、在集群节点间转移共享IP地址的全部者等，HACMP功能强大，可是部署和使用相对比较麻烦，同时也是商业化软件；与HACMP相比，Keepalived主要是经过虚拟路由冗余来实现高可用功能，虽然它没有HACMP功能强大，但Keepalived部署和使用很是简单，全部配置只须要一个配置文件便可。

一、Keepalived的用途

Keepalived起初是为LVS设计的，专门用来监控LVS负载均衡集群中各个后端节点的状态。它根据layer3,4 & 5交换机制检测每一个服务节点的状态，若是某个后端节点出现异常，Keepalived将检测到，并将故障节点从集群中剔除，而在故障节点恢复正常以后，Keepalived又可自动将节点从新加入集群。

Keepalived后来加入了VRRP功能（Virtual Route Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议，用于解决路由器出现的单点故障），使其也具备了HA功能。这样，Keepalived不只能够用于LVS负载均衡集群的节点监控，也能够用于实现高可用。

二、VRRP协议与工做原理

在现实的网络环境中，主机之间的通讯都是经过配置静态路由（默认网关）完成的，而主机之间的路由器一旦出现故障，通讯就会失败。所以，在这种通讯模式中，路由器就成了一个单点瓶颈。为了解决这个问题，引入了VRRP协议。

VRRP将两台或多台物理路由器虚拟成一个虚拟路由器，这个虚拟路由器经过虚拟IP对外提供服务。而在虚拟路由器内部，多个物理路由器协同工做，同一时间只有一台物理路由器对外提供服务，这台路由器被称为主路由器（Master角色）。通常状况下Master由选举算法产生，拥有对外服务的虚拟IP，提供各类服务。而其余物理路由器不拥有虚拟IP，不提供网络服务，仅仅接收Master的VRRP状态通告信息，这些路由器被称为备份路由器（Backup角色）。当主路由失效时，处于Backup角色的备份路由将从新选举出一台新的主路由进入Master角色对外提供服务。

三、Keepalived体系结构

Keepalived是一个高度模块化的软件，结构简单，但扩展性很强，下图是官方给出的体系结构拓扑图：

Keepalived从总体上分为两层，分别是用户空间（User Space）和内核空间（Kernel Space）。

内核空间处于最底层，包括IPVS和NETLINK两个模块。IPVS包含在LVS集群软件中，能够实现基于IP的负载均衡，而Keepalived最初就是用于为LVS提供节点状态检测功能的，IPVS模块可经过编译时的参数来打开和关闭；NETLINK模块主要用于实现一些高级路由框架和一些相关的网络功能，完成用户空间Netlink Reflector模块发来的各类网络请求。

用户空间位于内核空间之上，Keepalived的全部具体功能都在这里实现。

四、安装Keepalived

Keepalived能够经过YUM安装，也可使用源码进行安装。

从Keepalived官网http://www.keepalived.org/上能够下载到Keepalived的源码包。

4.1YUM安装Keepalived

使用如下命令经过YUM安装Keepalived：

yum install keepalived

4.二、源码安装Keepalived

这里以Keepalived最新版本2.0.12为例介绍源码安装Keepalived。

经过YUM安装依赖环境：

[root@localhost keepalived-2.0.12]# yum install gcc gcc-c++ wget popt-devel openssl openssl-devel libnl libnl-devel libnl3 libnl3-devel libnfnetlink-devel

解压源码包后，进入源码目录，执行configure，这里不指定Keepalived的安装路径，仅指定Keepalived配置文件路径：

[root@localhost keepalived-2.0.12]# ./configure --sysconf=/etc

• --sysconf：指定Keepalived配置文件目录，此时会在/etc下生成keepalived目录，配置文件就位于该目录内

configure运行完毕无报错后执行：

[root@localhost keepalived-2.0.12]# make && make install

命令运行完成无报错，Keepalived就安装成功了。

可使用service（init）或systemclt（systemd）管理Keepalived服务。