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使用LVS(Linux Virtual Server)在Linux上搭建负载均衡的集群服务(DR模式

2011-02-22 09:50 1076 查看
使用LVS(Linux Virtual Server)在Linux上搭建负载均衡的集群服务(DR模式)
一、基于于NAT的LVS的安装与配置。 1. 硬件需求和网络拓扑                         ________                        |        |                        | 客户端 | (互连网)                        |________|                            |                         (router)                         202.99.59.1(director GW)                            |                            |                        (202.99.59.110)Virtual IP                        ____|_____                       |          | (控制器有两块网卡)                       | director |                       |__________|                     (192.168.10.254)DIP                            |           -----------------+----------------           |                |               |          RIP1             RIP2            RIPx     ____________     ____________     ____________    |192.168.10.1|   |192.168.10.2|   |192.168.10.x|    |realserver1 |   |realserver2 |   |realserverx |    |____________|   |____________|   |____________|
2.下载软件:

(1)、内核源代码:需要下载2.4.23以后版本的内核源代码。下载地址为http://www.kerner.org。本文中下载的内核源代为:linux-2.4.30.tar.bz2。

(2)、用户配置工具ipvsadm,下载地址:http://www.linuxvirtualserver.org/software/ipvs.html。本文下载的是:http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.4/ipvsadm-1.21-11.tar.gz

3.安装软件:

在director(控制器,202.99.59.110)上安装支持LVS的内核和配置工具ipvsadm。

(1)、在内核配置时以下选项必须选:

Networking options  ---> 	<*> Packet socket  	<*> Netlink device emulation  	[*] TCP/IP networking 	[*]   IP: advanced router 	[*] Network packet filtering (replaces ipchains) 	IP: Netfilter Configuration  ---> 		<*> Connection tracking (required for masq/NAT) 		<*> IP tables support (required for filtering/masq/NAT) 		<*>   Full NAT 		<*>     MASQUERADE target support 	IP: Virtual Server Configuration  ---> 		<*> virtual server support (EXPERIMENTAL)  		(12)   IPVS connection table size (the Nth power of 2) 		--- IPVS scheduler 		<M>   round-robin scheduling 		<M>   weighted round-robin scheduling  		<M>   least-connection scheduling 		<M>   weighted least-connection scheduling 		<M>   locality-based least-connection scheduling 		<M>   locality-based least-connection with replication scheduling 		<M>   destination hashing scheduling 		<M>   shortest expected delay scheduling  		<M>   never queue scheduling
(2)、编译和安装内核

分别执行: make bzImage;make modules;make modules_install;然后编辑启动配置文件,重新启动系统,在启动时选择新的内核。

系统启动后要确认内核是否支持ipvs,只需要执行下面的命令即可:grep ip_vs_init /boot/System.map

(3)、编译和安装ipvsadm
ln -s /usr/src/linux-2.4.30 /usr/src/linux tar -zxvf ipvsadm-1.21-11.tar.gz
cd ipvsadm-1.21-11
make all
make install

然后运行:ipvsadm --version命令,应该有下面的内容输出:
ipvsadm v1.21 2004/02/23 (compiled with popt and IPVS v1.0.12)

4. 配置LVS

(1)、在202.99.59.110上:
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects

清除ipvsadm表:
/sbin/ipvsadm -C

使用ipvsadm安装LVS服务
#add http to VIP with rr sheduling
/sbin/ipvsadm -A -t 202.99.59.110:80 -s rr

增加第一台realserver:
#forward http to realserver 192.168.10.1 using LVS-NAT (-m), with weight=1
/sbin/ipvsadm -a -t 202.99.59.110:80 -r 192.168.10.1:80 -m -w 1

增加第二台realserver:
#forward http to realserver 192.168.10.2 using LVS-NAT (-m), with weight=1
/sbin/ipvsadm -a -t 202.99.59.110:80 -r 192.168.10.2:80 -m -w 1

(2)、realserver配置
在192.168.10.1(realserver1)和192.168.10.2(realserver2)上分别将其网关设置为192.168.10.254,并分别启动apache服务。

在客户端使用浏览器多次访问:http://202.99.59.110/,然后再202.99.59.110上运行ipvsadm命令,应该有类似下面的输出:

IP Virtual Server version 1.0.12 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  202.99.59.110:http rr   -> 192.168.10.1:http           Masq    1      0          33           -> 192.168.10.2:http           Masq    1      0          33
从上面的结果可以看出,我们的LVS服务器已经成功运行。

二、基于直接路由(DR)的LVS的配置

1.硬件需求和网络拓扑:                         ________                        |        |                        | 客户端 | (互连网)                        |________|                            |                         (router)                         202.99.59.1(director GW)                            |              __________    |             |          |   |   (VIP=202.99.59.110, eth0:110)             | director |---|  (控制器有一块网卡,且与realserver1和realserver2在同一网段)             |__________|   |   DIP=202.99.59.109 (eth0)                            |           -----------------------------------           |                                 |  RIP=202.99.59.108(eth0)             RIP=202.99.59.107(eth0) (VIP=202.99.59.110, lo:0)          (VIP=202.99.59.110, lo:0)     ____________                       ____________    |            |                     |            |    |realserver1 |                     |realserver2 |    |____________|                     |____________|
2.安装软件:

在director(202.99.59.109)上安装上面的方法安装内核和管理软件。

3. 配置LVS

(1)、在202.99.59.109上:

修改内核运行参数,即修改/etc/sysctl.conf文件的内容如下: net.ipv4.ip_forward = 0  net.ipv4.conf.all.send_redirects = 1 net.ipv4.conf.default.send_redirects = 1 net.ipv4.conf.eth0.send_redirects = 1  然后执行下面的命令是对内核修改的参数立即生效: sysctl -p  配置VIP地址: /sbin/ifconfig eth0:0 202.99.59.110 broadcast 202.99.59.110 netmask 255.255.255.255 up /sbin/route add -host 202.99.59.110 dev eth0:0  清除ipvsadm表: /sbin/ipvsadm -C  使用ipvsadm安装LVS服务: /sbin/ipvsadm -A -t 192.168.1.110:http -s rr  增加realserver: #forward http to realserver using direct routing with weight 1 /sbin/ipvsadm -a -t 192.168.1.110:http -r 192.168.1.12 -g -w 1 /sbin/ipvsadm -a -t 192.168.1.110:http -r 192.168.1.12 -g -w 1
(2)在realserver1(202.99.59.108)和realserver2(202.99.59.107)上做下面的设置。

修改内核运行参数,即修改/etc/sysctl.conf文件的内容如下: net.ipv4.ip_forward = 0 net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2  然后执行下面的命令是对内核修改的参数立即生效: sysctl -p  配置VIP地址: /sbin/ifconfig lo:0 202.99.59.110 broadcast 202.99.59.110 netmask 255.255.255.255 up /sbin/route add -host 202.99.59.110 dev lo:0
p>在客户端使用浏览器多次访问:http://202.99.59.110/,然后再202.99.59.110上运行ipvsadm命令,应该有类似下面的输出:
IP Virtual Server version 1.0.12 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn TCP  192.168.100.254:http rr   -> 192.168.100.3:http           Route   1      0          28           -> 192.168.100.2:http           Route   1      0          29
从上面的结果可以看出,我们的LVS服务器已经成功运行。

在面的实例中ipvsadm用到的几个参数含义如下:

-A 增加一个虚拟服务,该服务由协议、IP地址和端口号组成,例如:
-A -t 202.99.59.110:80 (增加一格虚拟服务,其协议(-t表示tcp,-u表示udp)为TCP、IP为202.99.59.110、端口号为80。

-s 指定服务采用的算法,常用的算法参数如下:

rr 轮叫(Round Robin)
调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上,它均等地对待每一台服务 器,而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

wrr 加权轮叫(Weighted Round Robin)
调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值。

lc 最少链接(Least Connections)
调度器通过"最少连接"调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能,采用"最小连接"调度算法可以较好地均衡负载。

wlc 加权最少链接(Weighted Least Connections)
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下,调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能,具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况,并动态地调整其权值。

lblc 基于局部性的最少链接(Locality-Based Least Connections)
"基于局部性的最少链接" 调度算法是针对目标IP地址的负载均衡,目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器,若该服务器是可用的且没有超载,将请求发送到该服务器;若服务器不存在,或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载,则用"最少链接"的原则选出一个可用的服务器,将请求发送到该服务器。

lblcr 带复制的基于局部性最少链接(Locality-Based Least Connections with Replication)
"带复制的基于局部性最少链接"调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡,目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目标IP地址到一组服务器的映射,而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器组,按"最小连接"原则从服务器组中选出一台服务器,若服务器没有超载,将请求发送到该服务器,若服务器超载;则按"最小连接"原则从这个集群中选出一台服务器,将该服务器加入到服务器组中,将请求发送到该服务器。同时,当该服务器组有一段时间没有被修改,将最忙的服务器从服务器组中删除,以降低复制的程度。

dh 目标地址散列(Destination Hashing)
"目标地址散列"调度算法根据请求的目标IP地址,作为散列键(Hash Key)从静态分配的散列表找出对应的服务器,若该服务器是可用的且未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。

sh 源地址散列(Source Hashing)
"源地址散列"调度算法根据请求的源IP地址,作为散列键(Hash Key)从静态分配的散列表找出对应的服务器,若该服务器是可用的且未超载,将请求发送到该服务器,否则返回空。
/sbin/ipvsadm -a -t 192.168.1.110:http -r 192.168.1.12 -g -w 1

-a 表示往一个服务内增加一个real server

-r 指定real server的IP地址

-w 表示权重

-g 表示使用DR方式,-m表示NAT方式,-i表示tunneling方式。

对于relserver是windows的情况,做如下操作:对于Windows系统的服务器,只要添加一个Loopback的网卡,IP地址设置成虚拟IP(192.168.34.41),子网掩码设置成255.255.255.255,网关地址留空。

操作:

l从控制面板选择添加硬件;

l选择“是,硬件已连好”;

l选择“添加新的硬件设备”;

l选择“安装我手动从列表选择的硬件”;

l选择“网络适配器”;

l从厂商列表选择“Microsoft”,从网卡列表选择“MicrosoftLoopbackAdapter”;

点下一步开始安装硬件,安装完毕后出现一个新的网卡,配置好IP和子网掩码。Windows子网掩码无法配置成255.255.255.255,我们可以先按默认的保存配置,然后从注册表修改子网掩码。

注册表修改子网掩码:

从注册表

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters\Interfaces]下找到对应的网卡,将SubnetMask修改成255.255.255.255。然后禁用再启用该网卡即可。

Linux Virtual Server负载均衡 ipvsadm(DR模式+LDirectord )使用方法(二)1. 安装ipvsadm

  下载ipvsadm,下载时需注意对应自己的内核版本。

  ipvsadm下载网址:http://www.linuxvirtualserver.org/software/

  本文使用的是FC8系统,内核版本2.6.23.1,对应ipvsadm版本1.24。

  安装时需要Linux内核源码,如果安装系统时没有安装源码,需要再下载内核源码。本文使用的内核是linux-2.6.23.1.tar.bz2。把内核解压到/usr/src/linux-2.6.23.1。下面开始编译安装:

  建立内核快捷方式:ln -s /usr/src/linux-2.6.23.1 /usr/src/linux

  解压ipvsadm:

  tar zxvf ipvsadm-1.24.tar.gz

  安装ipvsadm:

  cd ipvsadm-1.24

  make

  make install

  安装完成后,下一步我们开始配置IPVS,本文主要介绍Direct Routing方式的配置。

  2. 配置IPVS(Direct Routing)

  2.1.网络结构

  三台计算机,一台Director安装Linux作负载均衡器,另两台Real Server提供服务。

  Director:eth0=192.168.34.40,eth0:0(Virtual IP) =192.168.34.41

  RealServer1:IP=192.168.34.26

  RealServer2:IP=192.168.34.27

  服务端口:443

  客户通过Virtual IP 192.168.34.41访问服务器。Load Balancer将来自客户的访问按一定的负载均衡机制分发到192.168.34.26和192.168.34.27这两台实际提供服务的服务器。

  2.2.Load Balancer配置

  步骤1:配置Director IP

  在Director上配置好eth0的IP(192.168.34.40),然后在eth0上新增一个IP(192.168.34.41),命名为eth0:0,作为Virtual IP。

  步骤2:配置IPVS Table脚本

  编写sh脚本如下:

  VIP=192.168.34.41 #Vritual IP地址
  RIP1=192.168.34.27 #Real Server 1 IP
  RIP2=192.168.34.26 #Real Server 2 IP
  GW=192.168.34.1 #Real Server 网关IP

  #清除IPVS Table
  ipvsadm -C

  #设置IPVS Table
  ipvsadm -A -t $VIP:443 -s wlc
  ipvsadm -a -t $VIP:443 -r $RIP1:443 -g -w 1
  ipvsadm -a -t $VIP:443 -r $RIP2:443 -g -w 1

  #将IPVS Table保存到/etc/sysconfig/ipvsadm
  /etc/rc.d/init.d/ipvsadm save

  #启动IPVS
  service ipvsadm start #或者/etc/rc.d/init.d/ipvsadm start也可以

  #显示IPVS状态
  ipvsadm -l

  #脚本结束----------------------------

  该脚本配置IPVS Table,并将配置保存到/etc/sysconfig/ipvsadm文件中。以后修改IPVS TABLE可直接修改该脚本。当然,您也可以直接编辑该文件来实现IPVS Table的配置。

  配置完毕后执行/etc/rc.d/init.d/ipvsadm start(或service ipvsadm start)启动IPVS。

  通过以上两个步骤,就完成了负载均衡器IPVS的配置。

  2.3.Real Server配置

  Real Server主要做两个配置,一是添加一个虚拟IP,二是关闭该IP的ARP响应。

  2.3.1.Windows系统

  对于Windows系统的服务器,只要添加一个Loopback的网卡,IP地址设置成虚拟IP(192.168.34.41),子网掩码设置成255.255.255.255,网关地址留空。

  操作:

  l 从控制面板选择添加硬件;

  l 选择“是,硬件已连好”;

  l 选择“添加新的硬件设备”;
  l 选择“安装我手动从列表选择的硬件”;

  l 选择“网络适配器”;

  l 从厂商列表选择“Microsoft”,从网卡列表选择“Microsoft Loopback Adapter”;

  点下一步开始安装硬件,安装完毕后出现一个新的网卡,配置好IP和子网掩码。Windows子网掩码无法配置成255.255.255.255,我们可以先按默认的保存配置,然后从注册表修改子网掩码。

  注册表修改子网掩码:

  从注册表

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters\Interfaces]下找到对应的网卡,将SubnetMask修改成255.255.255.255。然后禁用再启用该网卡即可。

  2.3.2.Linux系统

  3.配置LDirectord RealServer故障检测及管理

  LDirectord进程定时检测各Real Server运行状态,当检测到某台Real Server故障时,则将该Server从负载均衡调度列表删除,当恢复正常时再加入。

  3.1.安装LDirectord

  LDirectord软件包含在HeartBeat软件包中。安装HeartBeat时就同时安装了LDirectord。

  HeartBeat下载网址:http://www.linuxvirtualserver.org/software/。

  安装HeartBeat还需要安装libnet等软件包。可以到网上下载这些软件包来安装。

  Libnet下载网址:http://www.packetfactory.net/libnet/dist/libnet.tar.gz

  安装libnet:

  tar zxf libnet.tar.gz

  cd libnet

  ./configure

  make

  make install

  安装HeartBeat:

  ./ConfigureMe configure

  make

  make install

  安装完后执行以下命令加入自启动项:

  chkconfig –add ldirectord

  3.2.配置LDirectord

  heartbeat/ldirectord目录下有个ldirectord.cf文件。该文件是ldirectord的配置范例。
  在/etc/ha.d/目录下新建一个ldirectord.cf文件,按配置范例格式进行配置,主要配置项如下:

  checktimeout=3 #检测超时3s

  checkinterval=1 #检测间隔1s

  fallback=127.0.0.1:443 #所有服务器都故障时访问该服务器

  autoreload=yes #配置文件改变时自动加载

  logfile="/var/log/ldirectord.log" #日志文件

  quiescent=yes

  virtual=192.168.34.41:443 #虚拟IP

  real=192.168.34.26:443 gate

  real=192.168.34.27:443 gate

  fallback=127.0.0.1:443 #所有服务器都故障时访问该服务器

  service=none

  scheduler=wlc

  persistent=600

  protocol=tcp

  checktype=on

  3.3.启动ldirectord

  /etc/rc.d/init.d ldirectord start

  注意,启动时如果提示ldirectord某行出错,一般是有些运行需要的软件没安装,大部分是perl开头的软件包。

  net-snmp-5.3-4.2.i386.rpm
  net-snmp-libs-5.3-4.2.i386.rpm
  perl-Compress-Zlib-1.41-1.2.2.i386.rpm
  perl-HTML-Parser-3.50-1.i386.rpm
  perl-HTML-Tagset-3.10-2.1.noarch.rpm
  perl-libwww-perl-5.805-1.1.noarch.rpm
  perl-MailTools-1.74-1.fc5.noarch.rpm
  perl-TimeDate-1.16-3.2.noarch.rpm
  perl-URI-1.35-2.2.noarch.rpm

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