一、高可用集群简介
什么事高可用集群
高可用集群（High Availability Cluster，简称HA Cluster），是指以减少服务中断时间为目的的服务器集群技术。它通过保护用户的业务程序对外不间断提供的服务，把因软件、硬件、人为造成的故障对业务的影响降低到最小程度。
高可用集群的衡量标准
要保证集群服务100%时间永远完全可用，几乎可以说是一件不可能完成的任务。比如，淘宝在这几年双十一刚开始的时候，一下子进来买东西的人很多，访问量大，都出现一些问题，如下单后却支付不了。所以说只能保证服务尽可能的可用，当然有些场景相信还是可能做到100%可用的。
通常用平均无故障时间(MTTF：mean time to failure)来度量系统的可靠性,用平均故障维修时间（MTTR：mean time to restoration）来度量系统的可维护性。于是可用性被定义为：HA=MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。
自动切换/故障转移(FailOver)
自动切换阶段某一主机如果确认对方故障，则正常主机除继续进行原来的任务，还将依据各种容错备援模式接管预先设定的备援作业程序，并进行后续的程序及服务。
通俗地说，即当A无法为客户服务时，系统能够自动地切换，使B能够及时地顶上继续为客户提供服务，且客户感觉不到这个为他提供服务的对象已经更换。
通过上面判断节点故障后，将高可用集群资源（如VIP、httpd等）从该不具备法定票数的集群节点转移到故障转移域（Failover Domain，可以接收故障资源转移的节点）。
自动侦测
自动侦测阶段由主机上的软件通过冗余侦测线，经由复杂的监听程序，逻辑判断，来相互侦测对方运行的情况。
常用的方法是：集群各节点间通过心跳信息判断节点是否出现故障。
脑裂
脑裂简介
在高可用（HA）系统中，当联系2个节点的“心跳线”断开时，本来为一整体、动作协调的HA系统，就分裂成为2个独立的个体。由于相互失去了联系，都以为是对方出了故障。两个节点上的HA软件像“裂脑人”一样，争抢“共享资源”、争起“应用服务”，就会发生严重后果——或者共享资源被瓜分、2边“服务”都起不来了；或者2边“服务”都起来了，但同时读写“共享存储”，导致数据损坏（常见如数据库轮询着的联机日志出错）。
脑裂产生的原因
因心跳线坏了（包括断了，老化）。
因网卡及相关驱动坏了，ip配置及冲突问题（网卡直连）。
因心跳线间连接的设备故障（网卡及交换机）。
因仲裁的机器出问题（采用仲裁的方案）。
高可用服务器上开启了 iptables防火墙阻挡了心跳消息传输。
高可用服务器上心跳网卡地址等信息配置不正确，导致发送心跳失败。
其他服务配置不当等原因，如心跳方式不同，心跳广插冲突、软件Bug等。
二、keepalived
2.1 keepalived简介
keepalived是什么
keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。
keepalive 工作原理
keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。
将N台提供相同功能的服务器组成一个服务器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该服务器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master
组播
IPV4总共三种通信方式：单播，组播，广播。
组播是指以224.0.0.0地址作为通信地址的一种方式。
keepalived主要的三个模块
分别是core、check和vrrp。
core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。
check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。
vrrp模块是来实现VRRP协议的。
2.2 keepalived实战案例
准备环境
SERVER1:192.168.238.129
SERVER2:192.168.238.130
VIP:192.168.238.131 随意设置，必须处于同一网段
WEB1: 192.168.238.132
部署
SERVER1:
配置keepalived.conf文件；与SERVER2相同配置
yum -y install keepalived
systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id 1 #设备在组中的标识，设置不一样即可
}
#vrrp_script chk_nginx { #健康检查
# script "/etc/keepalived/ck_ng.sh" #检查脚本
# interval 2 #检查频率.秒
# weight -5 #priority减5
# fall 3 #失败三次
# }
vrrp_instance VI_1 { #VI_1。实例名两台路由器相同。同学们要注意区分。
state MASTER #主或者从状态
interface ens33 #监控网卡
mcast_src_ip 192.168.238.129 #心跳源IP
virtual_router_id 55 #虚拟路由编号，主备要一致。同学们注意区分
priority 100 #优先级
advert_int 1 #心跳间隔
authentication { #秘钥认证(1-8位)
auth_type PASS
auth_pass 123456
}
virtual_ipaddress { #VIP
192.168.238.131/24
}
# track_script { #引用脚本
# chk_nginx
# }
}
SERVER1:复制server1上的keepalived.conf到server2
`server2 提前安装keepalived`
scp -r /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.238.130:/etc/keepalived
SERVER2:修改server2上的keeplived.conf文件
router_id 2
state BACKUP
mcast_src_ip 192.168.238.130 ####SERVER1是129
priority 99 ###优先级 一个宕机根据优先级使用这个
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SERVER1/SERVER2 安装nginx
rpm -ivh http://nginx.org/packages/centos/7/noarch/RPMS/nginx-release-centos-7-0.el7.ngx.noarch.rpm
yum -y install nginx
systemctl start nginx
systemctl enable nginx
vim /usr/share/nginx/html/index.html #随意修改，起到与server2差异化状态。
Client：访问 VIP
elinks --dump http://192.168.238.131 ##持续ping
ipvsadm -Lnc 查看访问页面是交替的
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拔掉master的网线
再访问192.168.238.131
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再停掉 master上的nginx
访问238.131
#不能访问
因为keepalive监控的是IP 端口号，无法监控nginx
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解决方法：
在server1/server2上添加监控脚本：
vi /etc/keepalived/ck_ng.sh
#!/bin/bash
#检查nginx进程是否存在
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
if [ "${counter}" = "0" ]; then
#尝试启动一次nginx，停止5秒后再次检测
service nginx start
sleep 5
counter=$(ps -C nginx --no-heading|wc -l)
if [ "${counter}" = "0" ]; then
#如果启动没成功，就杀掉keepalive触发主备切换
service keepalived stop
fi
fi
授权chmod +x /etc/keepalived/ck_ng.sh
`server1和server2相同配置操作`
清除掉/etc/keepalived/keepalived.conf中的注释
重启keepalived
再尝试关闭nginx 关不掉
因为脚本中有拉起nginx的语句，测试时可以将脚本文件位置进行改变。观察脚本的效果