LVS+Keepalived实现负载均衡

       

             Lvs是由国防大学章文嵩博士发起的一个开源项目，用来实现服务器之间的负载均衡。全名为linux virtual server

             软件包围ipvsadm.tar.gz  随着企业的规模扩大，服务器的访问越来越大。这时候只有两个方案解决服务器的负载能力。

            1: 向上扩展服务器的硬件配置。购买昂贵的机器来承担日益繁重的性能要求。

            2: 增加服务器的数量，以集群的方式来提高服务器的性能。

            第二种方式最好的办法就是使用lvs来进行负载均衡。

           lvs负载均衡的三种模式： NAT(network add translation),  DR(Direct Route) 和TUN模式

             第一种模式NAT：这种模式使用地址转换来进行负载均衡，工作在网络层。所有的请求都经过lvs来进行地址转换，realserver的网关指向lvs服务器，所有的应答由lvs来回送。这样导致lvs的压力非常大，在realserver达到十台时会出现网络瓶颈。 所有的realserver和lvs在一个内网中。

             第二种模式DR:  这种模式工作在数据链路层，在进行ARP时，只有lvs服务器对其响应。网关将请求送达至lvs服务器，lvs服务器再通过调度算法发送至realserver，在响应请求时，不需要经过Lvs服务器直接响应客户端，这样大大提高了速率和减轻了Lvs服务器的压力。

              keepalived是工作在lvs之上的，所谓的工作在之上，是keepalived通过自身的模块通过配置文件调用ipvsadm命令对LVS进行配置，实现负载均衡。keepalived和LVS是完全不是同一个概念，它们是独立互不影响的完成自己的工作的，lvs通过负载均衡实现对服务器的高扩展性，keepalived通过自身的子进程对lvs进行健康检查实现LVS的高可用性(即防止LVS崩溃和，发送主从服务器的健康状态和通知切换主从lvs)。

              keepalived有三个进程，VRRP协议子进程，healthcheck子进程和WatchDog父进程。

             VRRP协议子进程负责实现VRRP协议及主从之间的通信，healthcheck负责检查LVS和HTTP的健康状态，

             WatchDog进程管理两个子进程。Keepalived的模块都相对独立，可以实现不同复杂的功能，其中就有对LVS

             进行配置的模块。

            keepalived.conf配置文件详解：

                  global_defs{

                 router_id   50   用来标示主从的区域

           }               进行全局配置。           

         vrrp_instance   vrrp_name {

                     state  MASTER   表示主服务器

                     interface  eth0  在eth0监控

                    virtual_router_id     50  区域标示号

                    priority     50       主从优先级 ，主大于从

                    advert_int   2    主从互相探测是否工作时间的间隔

                     authentication{}  主从互相验证配置

                   virtual_server{

                               10.0.0.113  配置lvs的VIP(虚拟IP)

                                }

            }用来对lvs主从服务器进行配置的区域，使用vrrp组播方式   

      virtual_server 10.0.0.114 3 80 {

                          lb_algo rr  使用的调度算法是rr

                          lb_kind DR  使用的负载均衡模式为DR模式

                         persistence_timeout  3  测试realserver存活超时时间间隔为3秒

                         protocol  TCP  lvs与realserver之间的通信使用的协议为TCP协议

                   real_server  10.0.0.2  80{

                                      weight 1   真实服务器调度所占权重

                                     TCP_CHECK{

                                                    connect_timeout  3  连接超时时间

                                                    connect_port 80

                                                    nb_get_retry 3

                                        }

                                 }  配置realserver

                     } 配置对应的虚拟IP服务器

    

                查看Linux系统的服务和端口对应的配置文件为  /etc/servers文件

                设定系统的umask 使用命令umask 或者在配置文件 /etc/profile中设定。

                

        DR模式详解：

                    要求： realserver lvs_server 在同一个广播域，并且在同一网段。realserver在回环接口上配置VIP,子网

                    掩码为255.255.255.255 , LVS_server上配置VIP。客户端访问VIP,网关将请求发送给lvs_server,lvs将目的

                    mac地址换成某一个real_server的MAC地址，通过调度算法确定realserver.源mac为自己的。此时接受到

                    请求的realserver由于配置了VIP,不会丢弃该请求，将其接收。然后realserver将回应包直接发送给网关

                    请求网关的mac，最后将回应包发送给客户端。

                    注意：要使网关只将请求发送到 lvs_server上而不发送给realserver,解决办法就是 网关发送的对VIP的

                               MAC地址的请求包只有lvs服务器接收。只有在每台realserver上设定内核参数

                               sysctl -w net.ipv4.conf.all.arp_ignore=2 

                               取值为0： 表示对于进入接口的arp请求包，不管请求的目的IP与自己系统上的ip是否相同，一律

                                                 进行回应，这样就会导致网关上的VIP的mac不是lvs_server的mac，会产生混乱。

                                取值为1：表示对于进入接口的arp请求包，若请求的目的IP地址和从该网络接口进入的IP地址

                                                 相同时才回应，否则不回应。

                                取值为2：除了满足取值为1的条件，还要arp请求的源IP和该arp进入接口的IP在一个网段！。

                    
注意：当real_server自身发送arp请求时，即对网关请求网关mac时，如何选择自己的源IP地址，这个

                                值会影响网关的VIP与mac表的对应.如果realserver选择VIP作为arp请求的源IP,则当网关接收到

                                这个请求，会将原来VIP与lvs的MAC地址改变为realserver的MAC,而导致lvs架构失败，

                                解决方案： sysctl -w net.ipv4.conf.all.arp_announce=2

                                取值为  0 :表示用回应包的源IP即VIP作为arp请求的源地址，显然是不行的

                                取值为  1：表示不是回应包的源IP,若回应包的源IP和该网络端口IP为同一网段，则使用，

                                 否则，使用值为 2的规则

                                取值为  2： 表示不是用回应包的IP，而由系统来决定。