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一、高可用集群基础
核心概念与指标
集群类型：
- LB（负载均衡）：如 LVS、HAProxy、Nginx，提升吞吐量；
- HA（高可用）：保障核心服务（数据库、Redis）连续性；
- SPoF（单点故障）：需通过冗余设计消除的风险点。
可用性指标：
- 计算公式：
A = MTBF / (MTBF + MTTR)（MTBF 为平均无故障时间，MTTR 为平均修复时间）； - 常见标准：99.9%（年停机≤8.76 小时）、99.99%（≤52.56 分钟）、99.999%（≤5.26 分钟）。
- 计算公式：
故障应对思路：
- 缩短 MTTR（故障恢复时间）；
- 冗余机制：主备（active/passive）或双主（active/active）模式。
二、VRRP 协议与 Keepalived
VRRP 核心机制
- 作用：将多节点虚拟为单一 "虚拟路由器"，解决网关单点故障；
- 关键术语：
- VRID（0-255）：虚拟路由器唯一标识；
- VIP（虚拟 IP）：对外服务的 IP；
- 角色：master（主节点，提供服务）、backup（备节点，待机接管）；
- 优先级：决定主备切换的权重（0-255）。
- 工作方式：主节点广播心跳，备节点监听，故障时自动切换。
Keepalived 功能
- VRRP 协议的软件实现，核心功能包括：
- VIP 地址漂移管理；
- 后端服务器健康检查；
- 自动生成 IPVS 负载均衡规则；
- 支持 Nginx、HAProxy 等高可用切换。
三、实战部署
环境与基础配置
节点信息：
主机名 IP 地址 角色 KA1 172.25.254.50 Keepalived 主节点 KA2 172.25.254.60 Keepalived 备节点 rs11/22 172.25.254.10/20 后端 Web 服务器 部署步骤：
- 后端服务器安装 httpd 并启动；
- KA1/KA2 安装 Keepalived：
dnf install keepalived -y； - 配置主节点（KA1）：设置 MASTER 角色、VRID、优先级及 VIP；
- 配置备节点（KA2）：角色设为 BACKUP，优先级低于主节点；
- 启动服务：
systemctl enable --now keepalived。
四、Keepalived 实战部署：从单主到双主
4.1 环境准备
本次实战涉及 4 台主机，网络配置如下：
| 主机名 | IP 地址 | 角色 |
|---|---|---|
| KA1 | 172.25.254.50 | Keepalived 主节点 |
| KA2 | 172.25.254.60 | Keepalived 备节点 |
| rs11 | 172.25.254.10 | 后端 Web 服务器（httpd） |
| rs22 | 172.25.254.20 | 后端 Web 服务器（httpd） |
4.2 基础部署步骤
部署后端服务：在 rs11 和 rs22 安装 httpd 并启动：
bash
dnf install httpd -y systemctl enable --now httpd安装 Keepalived：在 KA1 和 KA2 执行：
bash
dnf install keepalived -y配置主节点（KA1）：编辑
/etc/keepalived/keepalived.conf：conf
global_defs {notification_email { 3036573531@qq.com } # 通知邮箱notification_email_from 3036573431@qq.comsmtp_server 127.0.0.1router_id LVS_DEVEL # 节点标识 }# 健康检查脚本（以HAProxy为例） vrrp_script CHECK_HAPROXY {script "/etc/keepalived/scripts/haproxy.sh" # 检查脚本路径interval 1 # 检查间隔（秒）weight -30 # 检查失败时优先级降低值fall 2 # 连续失败次数阈值rise 2 # 恢复成功次数阈值 }vrrp_instance WEB_VIP {state MASTER # 角色：主节点interface eth0 # 绑定网卡virtual_router_id 51 # VRID（需与备节点一致）priority 100 # 优先级（高于备节点）advert_int 1 # 心跳间隔（秒）authentication {auth_type PASS # 认证方式auth_pass 1111 # 认证密码}track_script { CHECK_HAPROXY } # 关联健康检查virtual_ipaddress {172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:0 # VIP配置} }配置备节点（KA2）：与主节点类似，仅需修改
state BACKUP和priority 80。启动服务：
bash
systemctl enable --now keepalived.service
4.3 核心功能配置
日志分离：通过修改启动参数将日志独立存储：
bash
# 在/etc/sysconfig/keepalived中添加 KEEPALIVED_OPTIONS="-D -S 6" # 日志设备号6 # 在/etc/rsyslog.conf中添加 local6.* /var/log/keepalived.log # 日志路径 systemctl restart rsyslog keepalived非抢占模式：避免主节点恢复后频繁切换，在配置中添加：
conf
vrrp_instance WEB_VIP {...nopreempt # 开启非抢占 }单播模式：适用于跨网段部署，指定通信节点：
conf
vrrp_instance WEB_VIP {...unicast_src_ip 172.25.254.50 # 本地IPunicast_peer { 172.25.254.60 } # 对端IP }邮件通知：故障时发送告警，配置脚本与触发机制：
bash
# 编辑通知脚本/etc/keepalived/mail.sh #!/bin/bash mail_dest='3036573431@qq.com' mail_subj="$HOSTNAME 状态切换为 $1" echo "时间: $(date) 节点 $HOSTNAME 状态变为 $1" | mail -s "$mail_subj" $mail_dest# 在vrrp_instance中关联脚本 notify_master "/etc/keepalived/mail.sh master" notify_backup "/etc/keepalived/mail.sh backup"
4.4 双主架构实现
单主架构中备节点长期闲置，双主架构通过两个 VRID 实现资源利用率最大化：
KA1 配置：
conf
# 虚拟路由器1（主节点） vrrp_instance WEB_VIP {state MASTERvirtual_router_id 51priority 100virtual_ipaddress { 172.25.254.100/24 } }# 虚拟路由器2（备节点） vrrp_instance DB_VIP {state BACKUPvirtual_router_id 52priority 80virtual_ipaddress { 172.25.254.200/24 } }KA2 配置：
conf
# 虚拟路由器1（备节点） vrrp_instance WEB_VIP {state BACKUPvirtual_router_id 51priority 80virtual_ipaddress { 172.25.254.100/24 } }# 虚拟路由器2（主节点） vrrp_instance DB_VIP {state MASTERvirtual_router_id 52priority 100virtual_ipaddress { 172.25.254.200/24 } }测试验证：
- 正常状态：KA1 持有 172.25.254.100，KA2 持有 172.25.254.200；
- 故障模拟：关闭 KA2 的 keepalived，KA1 会自动接管 172.25.254.200；
- 恢复验证：重启 KA2 的 keepalived，VIP 会自动回切。