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本文将介绍如何在腾讯云 VPC 内通过 keepalived 软件 + 高可用虚拟 IP (HAVIP) 搭建高可用主备集群。

说明：

目前 HAVIP 产品处于灰度优化中，切换的时延在10s左右，如有需要，请提交内测申请。

基本原理

通常高可用主备集群包含2台服务器，一台主服务器处于某种业务的激活状态（即 Active 状态），另一台备服务器处于该业务的备用状态（即 Standby 状态），它们共享同一个 VIP（Virtual IP）。同一时刻，VIP 只在一台主设备上生效，当主服务器出现问题时，备用服务器接管 VIP 继续提供服务。高可用主备模式有着广泛的应用，例如，MySQL 主备切换、Nginx Web 接入。

在 VPC 的云服务器间可以通过部署 Keepalived 来实现高可用主备集群。Keepalived 是基于 vrrp 协议的一款高可用软件，Keepalived 配置通过 keepalived.conf 文件完成。

• 在传统的物理网络中，可以通过 keepalived 的 VRRP 协议协商主备状态，其原理是：主设备周期性发送免费 ARP 报文刷新上联交换机的 MAC 表或终端 ARP 表，触发 VIP 迁移到主设备上。
• 在腾讯云 VPC 中，支持部署 keepalived 来搭建主备高可用集群。与物理网络相比，主要区别是：
  • 使用的 VIP 必须是从腾讯云申请的 高可用虚拟 IP (HAVIP) 。
  • VIP 有子网属性，只能在同一个子网下的机器间宣告绑定。

注意事项

• 推荐使用单播方式进行 VRRP 通信。

• 推荐使用 Keepalived（1.2.24版本及以上）。

• 确保已经配置以下 garp 相关参数。因为 keepalived 依赖 ARP 报文更新 IP 信息，如果缺少以下参数，会导致某些场景下，主设备不发送 ARP 导致通信异常。

  garp_master_delay 1
  garp_master_refresh 5
  

• 确保同一 VPC 下的每个主备集群需要配置不同的 vrrp router id。

• 确定没有采用 strict 模式，即需要删除“vrrp_strict” 配置。

• 控制单个网卡上配置的 VIP 数量，建议目前在单个网卡绑定的高可用虚拟 IP 数量不超过5个。如果需要使用多个虚拟 IP，建议在 keepalived 配置文件的 global_defs 段落添加或修改配置 “vrrp_garp_master_repeat 1”。

• 通过调节 adver_int 参数的大小，在抗网络抖动及灾害恢复速度进行平衡取舍。当 advert_int 参数过小，容易受网络抖动影响发生频繁倒换和暂时 双主（脑裂） 直到网络恢复。当 advert_int 参数过大，会导致主机器故障后，主备倒换慢（即服务暂停时间长）。请充分评估双主（脑裂）对业务的影响！

• track_script 脚本的具体执行项（如 checkhaproxy ）中的 interval 参数请适当提高，避免脚本执行超时导致 FAULT 状态的发生。

• 可选：注意日志打印导致的磁盘使用量上涨，可以通过 logrotate 等工具解决。

操作步骤

注意：

本文操作步骤均以如下环境条件为例，实际操作时，请您务必使用实际环境参数进行替换。

• 主节点云服务器：HAVIP-01，172.16.16.5
• 备节点云服务器：HAVIP-02，172.16.16.6
• 高可用HAVIP：172.16.16.12
• 弹性公网IP：81.71.14.118
• 镜像版本：CentOS 7.6 64位

步骤1：申请 VIP

1. 登录 私有网络控制台。
2. 在左侧导航栏中，选择【IP 与网卡】>【高可用虚拟 IP】。
3. 在 HAVIP 管理页面，选择所在地域，单击【申请】。
4. 在弹出的【申请高可用虚拟 IP】对话框中输入名称，选择 HAVIP 所在的私有网络和子网等信息，单击【确定】即可。

   说明：

   HAVIP 的 IP 地址可以自动分配，也可以手动填写。如果您选择手动填写，请确认填写内网 IP 在所属子网网段内，且不属于系统保留 IP。例如，所属子网网段为：10.0.0.0/24，则可填的内网 IP 范围 为：10.0.0.2 - 10.0.0.254。

   
   申请成功的 HAVIP 如下图所示。
   

步骤2：在主服务器和备服务器上安装 keepalived 软件（推荐1.2.24版本及以上）

本文以 CentOS 7.6镜像类型服务器为例提供 keepalived 的安装方法。

1. 查看 keepalived 软件包版本号是否符合要求。

   yum list keepalived
   

   • 是 = 执行2
   • 否 = 执行3

2. 使用 yum 方式安装软件包。

   yum install -y keepalived
   

3. 使用源码方式安装软件包。

   tar zxvf keepalived-1.2.24.tar.gz
   cd keepalived-1.2.24
   ./configure --prefix=/
   make; make install
   chmod +x /etc/init.d/keepalived   //防止出现 env: /etc/init.d/keepalived: Permission denied
   

步骤3：配置 keepalived，绑定高可用 VIP 到主备云服务器

1. 登录主节点云服务器 HAVIP-01，执行 vim /etc/keepalived/keepalived.conf，修改相关配置。

   说明

   HAVIP-01 和 HAVIP-02 在本例中将被配置成“等权重节点”，即 state 均为 BACKUP，priority 均为 100。优点是可以减少抖动造成的倒换次数。

    ! Configuration File for keepalived
   global_defs {
    notification_email {
      acassen@firewall.loc
      failover@firewall.loc
      sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
    smtp_server 192.168.200.1   
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL
    vrrp_skip_check_adv_addr
    vrrp_garp_interval 0
    vrrp_gna_interval 0
   }
   vrrp_script checkhaproxy
   {
      script "/etc/keepalived/do_sth.sh"   # 检测业务进程是否运行正常。其中“do_sth.sh”文件为用户自定义的业务进程检测脚本，请根据业务需要来执行，执行时“do_sth.sh”更换为实际的脚本名称。
      interval 5
   }
   vrrp_instance VI_1 {
   # 注意主备参数选择
   state BACKUP              # 设置初始状态均为“备“
     interface eth0          # 设置绑定 VIP 的网卡 例如 eth0  
     virtual_router_id 51    # 配置集群 virtual_router_id 值
     nopreempt               # 设置非抢占模式，
     # preempt_delay 10      # 仅 state MASTER 时生效    
     priority 100            # 两设备是相同值的等权重节点
     advert_int 5        
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     unicast_src_ip 172.16.16.5  # 设置本机内网IP地址
     unicast_peer {
         172.16.16.6             # 对端设备的 IP 地址
     }
     virtual_ipaddress {
         172.16.16.12           # 设置高可用虚拟 VIP 
     }
     notify_master "/etc/keepalived/notify_action.sh MASTER"
     notify_backup "/etc/keepalived/notify_action.sh BACKUP"
     notify_fault "/etc/keepalived/notify_action.sh FAULT"
     notify_stop "/etc/keepalived/notify_action.sh STOP"
     garp_master_delay 1    # 设置当切为主状态后多久更新 ARP 缓存
     garp_master_refresh 5   # 设置主节点发送 ARP 报文的时间间隔
      track_interface {
                 eth0               # 使用绑定 VIP 的网卡 例如 eth0
         }
     track_script {
        checkhaproxy 
     }
   }
   

2. 按“esc”退出编辑状态，输入:wq!保存并退出。

3. 登录备节点云服务器 HAVIP-02，执行 vim /etc/keepalived/keepalived.conf，修改相关配置。

   ! Configuration File for keepalived
   global_defs {
   notification_email {
    acassen@firewall.loc
    failover@firewall.loc
    sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
   }
   vrrp_script checkhaproxy
   {
   script "/etc/keepalived/do_sth.sh"
    interval 5
   }
   vrrp_instance VI_1 {
   # 注意主备参数选择
   state BACKUP            # 设置初始状态均为“备“
   interface eth0          # 设置绑定 VIP 的网卡 例如 eth0  
   virtual_router_id 51    # 配置集群 virtual_router_id 值
   nopreempt               # 设置非抢占模式
   # preempt_delay 10      # 仅 state MASTER 时生效   
   priority 100            # 两设备是相同值的等权重节点
   advert_int 5       
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }
   unicast_src_ip 172.16.16.6  # 设置本机内网 IP 地址
   unicast_peer {
       172.16.16.5             # 对端设备的 IP 地址
   }
   virtual_ipaddress {
       172.16.16.12           # 设置高可用虚拟 VIP 
   }
   notify_master "/etc/keepalived/notify_action.sh MASTER"
   notify_backup "/etc/keepalived/notify_action.sh BACKUP"
   notify_fault "/etc/keepalived/notify_action.sh FAULT"
   notify_stop "/etc/keepalived/notify_action.sh STOP"
   garp_master_delay 1    # 设置当切为主状态后多久更新 ARP 缓存
   garp_master_refresh 5   # 设置主节点发送ARP报文的时间间隔
   track_interface {
               eth0               # 使用绑定 VIP 的网卡 例如 eth0
       }
   track_script {
      checkhaproxy 
   }
   }
   

4. 按“esc”退出编辑状态，输入:wq!保存并退出。

5. 重启 keepalived 进程使配置生效。

   systemctl start keepalived
   

6. 检查两台云服务器的主备状态，并确认 HAVIP 已经正确的绑定到主备服务器。

   说明：

   此示例中 HAVIP-01 先启动 keepalived 服务，所以正常情况下，HAVIP-01 将被选择为主节点。

   登录 高可用虚拟 IP 控制台，可以看到 HAVIP 绑定的云服务器为主节点云 HAVIP-01，如下图所示。
   

步骤4：VIP 绑定弹性公网 IP（可选）

1. 在 高可用虚拟 IP 控制台，单击 步骤一 中申请的 HAVIP 所在行的【绑定】。
   
2. 在弹出的【绑定弹性公网 IP 】对话框中选择待绑定的 EIP，并单击【确定】。如果没有可用的 EIP，请先在 弹性公网 IP控制台申请。
   

步骤5：使用 notify_action.sh 进行简单的日志记录（可选）

keepalived 主要日志仍然记录在“/var/log/message”中，可以通过添加 notify 的脚本来进行简单的日志记录。

1. 登录云服务器，执行 vim /etc/keepalived/notify_action.sh 命令添加脚本“notify_action.sh”，脚本内容如下：

   #!/bin/bash
   #/etc/keepalived/notify_action.sh
   log_file=/var/log/keepalived.log
   log_write()
   {
   echo "[`date '+%Y-%m-%d %T'`] $1" >> $log_file
   }
   [ ! -d /var/keepalived/ ] && mkdir -p /var/keepalived/
   case "$1" in
   "MASTER" )
       echo -n "$1" > /var/keepalived/state
       log_write " notify_master"
       echo -n "0" /var/keepalived/vip_check_failed_count
       ;;
   "BACKUP" )
       echo -n "$1" > /var/keepalived/state
       log_write " notify_backup"
       ;;
   "FAULT" )
       echo -n "$1" > /var/keepalived/state
       log_write " notify_fault"
       ;;
   "STOP" )
       echo -n "$1" > /var/keepalived/state
       log_write " notify_stop"
       ;;
   *)
       log_write "notify_action.sh: STATE ERROR!!!"
       ;;
   esac
   

2. 执行 chmod a+x /etc/keepalived/notify_action.sh 修改脚本权限。

步骤6：验证主备倒换时 VIP 及外网 IP 是否正常切换

通过重启 keepalived 进程、重启子机等方式模拟主机故障，检测 VIP 是否能正常迁移。

• 如果完成了主备切换，则可以看到控制台的绑定主机已经切换为 backup 云服务器。
• 另外，也可以从 VPC 内 ping VIP 的方式，查看网络中断到恢复的时间间隔，每切换一次，ping 中断的时间大约为4秒。从公网侧 ping HAVIP 绑定的 EIP，可以查看网络中断到恢复的时间间隔，每切换一次，ping 中断的时间大致为4秒。
• 使用 ip addr show 检查 havip 是否出现主设备网卡上。