Настройка отказоустойчивого кластера с помощью виртуального IP и Keepalived

Перед началом работы

1. Создайте VPC и подсети

1. Создайте VPC-сеть с названием VPC-1.

   Убедитесь, что на странице сервиса Evolution VPC отображается VPC-сеть VPC-1 в статусе «Создана».

2. Создайте подсеть со следующими параметрами:

   • Название — subnet-1.

   • VPC — VPC-1.

   • Зона доступности — ru.AZ-1.

   • Адрес — 10.0.0.0/24.

   • DNS-серверы — 8.8.8.8.

3. Создайте подсеть со следующими параметрами:

   • Название — subnet-2.

   • VPC — VPC-1.

   • Зона доступности — ru.AZ-1.

   • Адрес — 10.1.1.0/24.

   Убедитесь, что на странице сервиса «Подсети» отображаются подсети subnet-1, subnet-2 в статусе «Создана».

2. Создайте виртуальные машины

• две для Master и Backup-узлов;

• одну для клиента, с которого будут отправляться запросы на виртуальный IP.

1. Создайте виртуальную машину со следующими параметрами:

   • Название — vrrp_master.

   • Зона доступности — ru.AZ-1.

   • Образ — Публичные → Ubuntu 22.04.

   • Гарантированная доля vCPU — 10%.

   • vCPU — 1.

   • RAM — 1.

   • Сетевой интерфейс — выберите тип Подсеть с публичным IP.

   • VPC — VPC-1.

   • Подсеть — 10.0.0.0/24 (subnet-1).

   • Внутренний IP — Автоматически.

   • Публичный IP — оставьте Арендовать новый или выберите IP-адрес из списка арендованных.

   • Группы безопасности — SSH-access_ru.AZ-1.

   • Метод аутентификации — Пароль.

   • Пароль — задайте пароль пользователя.

   • Имя хоста — vrrp_master.

2. Создайте виртуальную машину со следующими параметрами:

   • Название — vrrp_backup.

   • Зона доступности — ru.AZ-1.

   • Образ — Публичные → Ubuntu 22.04.

   • Гарантированная доля vCPU — 10%.

   • vCPU — 1.

   • RAM — 1.

   • Сетевой интерфейс — выберите тип Подсеть с публичным IP.

   • VPC — VPC-1.

   • Подсеть — 10.0.0.0/24 (subnet-1).

   • Внутренний IP — Автоматически.

   • Публичный IP — оставьте Арендовать новый или выберите IP-адрес из списка арендованных.

   • Группы безопасности — SSH-access_ru.AZ-1.

   • Метод аутентификации — Пароль.

   • Пароль — задайте пароль пользователя.

   • Имя хоста — vrrp_backup.

3. Создайте виртуальную машину со следующими параметрами:

   • Название — client.

   • Зона доступности — ru.AZ-1.

   • Образ — Публичные → Ubuntu 22.04.

   • Гарантированная доля vCPU — 10%.

   • vCPU — 1.

   • RAM — 1.

   • Сетевой интерфейс — выберите тип Подсеть.

   • VPC — VPC-1.

   • Подсеть — 10.1.1.0/24 (subnet-2).

   • Внутренний IP — Автоматически.

   • Группы безопасности — SSH-access_ru.AZ-1.

   • Метод аутентификации — Пароль.

   • Пароль — задайте пароль пользователя.

   • Имя хоста — client.

   Убедитесь, что в личном кабинете на странице сервиса «Виртуальные машины» отображаются виртуальные машины vrrp_master, vrrp_backup, client в статусе «Запущена».

4. Проверьте, что в сервисе «Подсети» в параметрах сетевых интерфейсов виртуальных машин vrrp_master и vrrp_backup включена опция Проверка адреса источника/назначения.

3. Настройте правила групп безопасности

1. Перейдите в сервис сервис «Группы безопасности».

2. Откройте группу безопасности SSH-access_ru.AZ-1.

3. Создайте правила для входящего трафика с параметрами:

4. Создайте виртуальный IP

• Название — vip-1.

• Тип подсети — Virtualization.

• Опция — Маршрутизируемая подсеть.

• VPC — VPC-1.

• Подсеть — 10.0.0.0/24 (subnet-1).

• Виртуальный IP-адрес — 10.0.0.100.

• Интерфейсы виртуальных машин — интерфейсы vrrp_master и vrrp_backup.

5. Настройте Keepalived

1. Подключитесь через серийную консоль к виртуальной машине.

2. Установите сервис Keepalived, выполнив команду:

   sudo apt update && sudo apt install keepalived -y
   
   

3. Перезагрузите виртуальную машину.

4. Узнайте название сетевого интерфейса:

   1. Выполните команду:

      ip address
      
      

      Результат:

      ...
      2: enp3s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 9000 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
         link/ether fa:16:3e:98:c2:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
         inet 10.0.0.4/24 metric 100 brd 10.0.0.255 scope global dynamic enp3s0
            valid_lft 42159sec preferred_lft 42159sec
         inet6 fe80::f816:3eff:fe98:c275/64 scope link
            valid_lft forever preferred_lft forever
      
      

   2. Найдите интерфейс из диапазона 10.0.0.0/24, принадлежащего подсети subnet-1. В примере выше название сетевого интерфейса enp3s0, оно понадобится далее.

5. Создайте конфигурационный файл:

   sudo nano /etc/keepalived/keepalived.conf
   
   

6. В конфигурационном файле укажите параметры:

   ---

   vrrp_master

   vrrp_backup

   vrrp_instance VRRP1 {
      state MASTER
      interface <interface_name>
      virtual_router_id 1
      priority 100
      advert_int 1
      virtual_ipaddress {
         10.0.0.100
      }
      preempt
   }
   
   

   Где:

   • vrrp_instance — определяет название виртуального маршрутизатора.

   • state — устанавливает состояние виртуальной машины: MASTER или BACKUP.

   • interface — определяет сетевой интерфейс, на котором будет работать виртуальный IP-адрес.

   • <interface_name> — название сетевого интерфейса виртуальной машины из шага 4.

   • virtual_router_id — идентификатор VRRP для группы виртуальных маршрутизаторов. Должен совпадать для всех виртуальных машин в группе.

   • priority — приоритет, по которому определяется Master и Backup-узел.

   • advert_int — интервал обновления в секундах.

   • virtual_ipaddress — виртуальный IP-адрес.

   Примечание

   Конфигурационный файл содержит минимальный набор параметров, необходимых для работы сервиса. Вы можете указать дополнительные параметры. Подробнее — в документации Keepalived.

7. Перезапустите сервис Keepalived:

   sudo systemctl restart keepalived.service
   
   

8. Проверьте статус сервиса Keepalived:

   sudo systemctl status keepalived.service
   
   

   Результат:

   ---

   vrrp_master

   vrrp_backup

   keepalived.service - Keepalive Daemon (LVS and VRRP)
      Loaded: loaded (/lib/systemd/system/keepalived.service; enabled; vendor preset: enabled)
      Active: active (running) since Wed 2026-01-21 15:20:40 MSK; 1min 36s ago
      Main PID: 647 (keepalived)
         Tasks: 2 (limit: 1009)
         Memory: 5.2M
            CPU: 19ms
         CGroup: /system.slice/keepalived.service
               ├─647 /usr/sbin/keepalived --dont-fork
               └─704 /usr/sbin/keepalived --dont-fork
   
   Jan 21 15:20:40 vrrp-master Keepalived[647]: Starting VRRP child process, pid=704
   Jan 21 15:20:40 vrrp-master systemd[1]: keepalived.service: Got notification message from from PID 703, but reception only permitted for main PID 649
   Jan 21 15:20:40 vrrp-master Keepalived[647]: Startup complete
   Jan 21 15:20:40 vrrp-master systemd[1]: Started Keepalive Daemon (LVS and VRRP).
   Jan 21 15:20:40 vrrp-master Keepalived_vrrp[704]: (VRRP1) Entering BACKUP STATE (init)
   Jan 21 15:20:40 vrrp-master Keepalived_vrrp[704]: (VRRP1) received lower priority (90) advert from 10.0.0.5 - discarding
   Jan 21 15:20:41 vrrp-master Keepalived_vrrp[704]: (VRRP1) received lower priority (90) advert from 10.0.0.5 - discarding
   Jan 21 15:20:42 vrrp-master Keepalived_vrrp[704]: (VRRP1) received lower priority (90) advert from 10.0.0.5 - discarding
   Jan 21 15:20:43 vrrp-master Keepalived_vrrp[704]: (VRRP1) received lower priority (90) advert from 10.0.0.5 - discarding
   Jan 21 15:20:44 vrrp-master Keepalived_vrrp[704]: (VRRP1) Entering MASTER STATE
   
   

6. Проверьте работу виртуального IP

1. В разных окнах браузера подключитесь через серийную консоль к виртуальным машинам vrrp_master, vrrp_backup и client.

2. На виртуальных машинах vrrp_master и vrrp_backup запустите утилиту tcpdump командой:

   sudo tcpdump -i <interface_name> icmp -n
   
   

   Где <interface_name> — название сетевого интерфейса виртуальной машины.

3. На виртуальной машине client выполните команду:

   ping 10.0.0.100
   
   

   Убедитесь, что на виртуальную машину client приходят ответы от виртуального IP:

   PING 10.0.0.100 (10.0.0.100) 56(84) bytes of data.
   64 bytes from 10.0.0.100: icmp_seq=83 ttl=63 time=4052 ms
   64 bytes from 10.0.0.100: icmp_seq=84 ttl=63 time=3028 ms
   
   

4. Проверьте результат tcpdump на виртуальных машинах vrrp_master и vrrp_backup — пакеты будут приходить только на vrrp_master:

   tcpdump: verbose output suppressed, use -v[v]... for full protocol decode
   listening on enp3s0, link-type EN10MB (Ethernet), snapshot length 262144 bytes
   15:55:42.635419 IP 10.1.1.4 > 10.0.0.100: ICMP echo request, id 1, seq 170, length 64
   15:55:42.635445 IP 10.0.0.100 > 10.1.1.4: ICMP echo reply, id 1, seq 170, length 64
   15:55:43.636478 IP 10.1.1.4 > 10.0.0.100: ICMP echo request, id 1, seq 171, length 64
   15:55:43.636513 IP 10.0.0.100 > 10.1.1.4: ICMP echo reply, id 1, seq 171, length 64
   
   

5. Смоделируйте отказ vrrp_master, перезагрузив ее. Во время перезагрузки пакеты должны приходить на vrrp_backup:

   tcpdump: verbose output suppressed, use -v[v]... for full protocol decode
   listening on enp3s0, link-type EN10MB (Ethernet), snapshot length 262144 bytes
   15:56:32.901976 IP 10.0.0.100 > 10.1.1.4: ICMP echo reply, id 1, seq 220, length 64
   15:56:33.903862 IP 10.1.1.4 > 10.0.0.100: ICMP echo request, id 1, seq 221, length 64
   15:56:33.903893 IP 10.0.0.100 > 10.1.1.4: ICMP echo reply, id 1, seq 221, length 64
   15:56:34.905772 IP 10.1.1.4 > 10.0.0.100: ICMP echo request, id 1, seq 222, length 64
   
   

   Примечание

   Несколько пакетов может быть потеряно из-за таймера, по которому выбирается новый Master-узел, и передачи виртуального IP узлу.

6. Дождитесь перезагрузки vrrp_master.

7. На виртуальной машине vrrp_backup выполните команду:

   sudo systemctl status keepalived.service
   
   

   В результате вы увидите, что на некоторое время vrrp_backup стал Master-узлом, а потом сменил статус обратно на Backup:

   ...
   Jan 21 15:28:03 vrrp-backup Keepalived_vrrp[706]: (VRRP1) Entering BACKUP STATE
   Jan 21 15:56:23 vrrp-backup Keepalived_vrrp[706]: (VRRP1) Entering MASTER STATE
   Jan 21 15:56:44 vrrp-backup Keepalived_vrrp[706]: (VRRP1) Master received advert from 10.0.0.4 with higher priority 100, ours 90
   Jan 21 15:56:44 vrrp-backup Keepalived_vrrp[706]: (VRRP1) Entering BACKUP STATE
   
   

7. Удалите неиспользуемые ресурсы

Результат