keepalived实现Java服务的高可用（主备切换）

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

编程

前言

本文要说的是基于 keepalived 实现两台服务器之间的主备切换，从而实现 Java 服务的高可用。keepalived 的原理不多做介绍，自行搜索了解，keepalived 的安装部署请参考 keepalived 的安装及使用 。

个人建议

不要沉迷于 死扣 和 理解 原理，网上关于原理的文章大同小异，关键词就是 虚拟ip，了解个大概，动手实践下，结合 keepalived 的配置文件会更好。

项目描述

我所做的项目是不是一个 web 程序，主要功能是定时从文件服务器下载文件，然后做一些处理，放到本地。

需求

当一台服务器部署的系统出现故障时，能够有备用机器继续提供服务，尽量避免人工介入去恢复系统。注意跟负载均衡的区别！初步方案只提供一台备用机。

方案

1. 实现原理

keepalived 的配置文件中有 权重 和 STATE 两个配置项，两台机器上的 keepalived 通过 虚拟IP 绑定之后，它们之间就可以通过上述的配置项来进行 ”选举“ ，区分 MASTER 和 BACKUP 。

然后配合 keepalived 中另外的两个功能，检测脚本 和 通知脚本 实现我们的主备切换的需求。

到底如何决定 MASTER 和 BACKUP ？

STATE 的值可以是 MASTER 和 BACKUP，当 两台机器配置的 STATE 的值相同，并且权重相同时，谁先启动谁是 MASTER，当两台机器的配置的 权重 相同时，state 为 MASTER 的那台机器最终会成为 MASTER（哪怕这台机器启动的时间比另一台晚）

检测脚本的作用

对我们的使用场景来说，检测脚本的作用有两个，一是检测我们的 java 进程是否存在，二是对 keepalived 的权重进行加减。比如： 检测到我们的 java 进程关闭了，我们就可以降低这台机器的权重。

权重改变是永久生效的吗？

否， 权重的增加或者降低只对当前一轮的检测有效！下次检测开始还会恢复到配置的默认值。

通知脚本的作用

通知脚本有两种，分别根据 keepalived 的状态去触发。对我们的使用场景来说，这两种分别是： **一个是当这台机器是 MASTER 时需要触发的脚本，二是当这台机器是 BACKUP 的时候需要触发的脚本。**比如： 当我们的机器变成 MASTER 时，去启动我们的 java 进程。

2. 具体配置

keepalived 的配置文件

! Configuration File for keepalived
# 全局配置
global_defs {
   router_id LVS_MS
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}
# 配置检测脚本，脚本名称随意
vrrp_script chk {
   script "/etc/keepalived/chk.sh" # 检测脚本的位置
   interval 3 # 每隔 3 秒执行一次
   weight -20 # 权重 -20 ，根据检测脚本的返回值去判断是否要减掉
}
# vrrp 实例
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP # 主备配置一样，并且权重也一样，这样谁先启动谁就是 MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 90
    priority 100 # 默认权重
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass keepalived_ms
    }
    virtual_ipaddress {
        172.16.10.90 # 虚拟 ip
    }
    # 引用检测脚本，因为可以配置多个 vrrp 实例，每个实例都可以使用同一个检测脚本
    track_script {
        chk
    }
    # 配置通知脚本的路径，脚本名称随意
    # 1. 当 keepalived 的状态为 MASTER 时，会触发这个通知脚本
    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
    # 2. 与 1 相反
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
}

检测脚本

#!/bin/bash
# 查找java服务进程个数
count=`ps aux | grep -v grep | grep 进程名称 | wc -l`
# master.flag 就是一个标记文件，如果文件存在，表示为 master 
# 如果 MASTER 上的服务down 掉，降低权重
# 如果 MASTER 上的服务没有问题，权重不变
# 如果是BACKUP ，权重保持不变
if [ -f master.flag ] && [ $count -eq 0 ]; then
    exit 1 # 结合 keepalived.conf 配置文件，这里返回 1 表示当前机器权重 -20
else 
    exit 0 # 返回 0 ，什么也不做
fi

检测脚本什么时候执行？

检测脚本时定时执行的，时间可以配置，而且主备两台机器都会同时执行。

通知脚本

#!/bin/bash
# 接收参数， master 或者 backup 或者 ""
function=$1
# 如果触发的是 master 的通知脚本
if [ "x"$function = "xmaster" ] ; then
    # 1. 新建标记文件，标志本机为 MASTER
    touch master.flag
    # 2. 启动 java 进程
    # TODO 
    # 3. 启动文件同步服务
    # TODO 这里是因为我的项目需要，所以要开启这样一个服务
else
    # 1. 删除 MASTER 标记，标记为 BACKUP
    rm -f master.flag
    # 2. 关闭 java 进程
    # TODO 为了保险一点，再关闭一次
    # 3. 关闭文件同步服务
    # TODO
fi

通知脚本什么时候执行?

只有当状态发生切换时（包括 keepalived 启动时），才会触发对应的通知脚本。

执行流程

  1. 首先是准备两台机器比如 Server A 和 Server B，分别部署我们的 java 应用 和 keepalived，甚至其他可能用到的服务，比如我们项目中用的文件同步。

  2. 分别启动两台机器的 keepalived 进程，顺序无所谓，配置文件都一样，谁先启动谁就是 master。

  3. 比如 Server A 是 MASTER，keepalived 就会去触发我们的通知脚本（notify_master），通知脚本就会创建一个文件标记这台机器是 master，同时启动我们的 java 进程。Server B 的 keepalived 启动后，触发 notify_slave, 结合脚本所做的事情，我们发现，第一次触发并不会造成什么影响，甚至后续我们可以优化一下，减少这些无用功。

  4. 当我们关闭 Server A 的 java进程，检测脚本检测到 java 进程关闭了，并且当前主机是 MASTER （因为检测到 master.flag 文件存在），检测脚本就会返回 1，致使 Server A 的权重降低 20，也就是比 Server B 低20，此时会在此进行 “选举”，Server A 就变成了 backup，同时去触发notify_slave脚本，Server B 就变成了 master， 同时触发 notify_master脚本。

  5. 根据两个脚本做的事情，我们最终发现，两台机器不仅发生了身份切换，并且做的事情也对换了一下。

几个问题

  • keepalived 的日志存放位置 ： /var/log/messages

  • 如果发现两边都能检测到虚拟ip，请检查下 防火墙是否没有关闭！

  • 检测脚本和通知脚本的执行顺序： 同时执行！ 这也是我为什么加了 master.flag 的原因。 请仔细体会！

总结

上述仅仅是一个 demo 方案，并未经过生产环境的考验，需要打磨的地方很多。另外就是网上做此类方案的案例很少，可能是应用不到吧，其他大多方案都是，kill 掉 keepalived 从而完成主备切换。写这篇文章的主要原因是自己在做的过程中，有很多疑惑，网上没直接给出答案，其实正常操作的话不会有我这些疑惑，我是因为脚本写错了，在我坚定脚本没问题的时候，去怀疑一些问题，比如权重改变后就永久生效了，通知脚本是根据你的状态一直在执行的！

​ --- 有点儿` 菜！

最后欢迎大家指出其中的问题，或者做一些补充！！ 谢谢

以上是 keepalived实现Java服务的高可用（主备切换） 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/511476.html

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