LVS(DR)+keepalived实现高性能高可用负载均衡

LVS(DR)+keepalived实现高性能高可用负载均衡

名词解释
LVS 是Linux Virtual Server的简写，是一个虚拟的服务器集群系统
Keepalived 主要用作RealServer的健康状态检查以及LoadBalance主机和BackUP主机之间failover的实现
RealServer 以下指WEB SERVER
VIP 由RealServer虚拟出来的虚拟IP，不是一个单独的设备，由ipvsadm 指定哪一台RealServer接收VIP请求 。

这里有网上找的张拓扑图，不一定准确，但是对理解系统还是有帮助的




安装与配置
1、对LVS机器的Linux内核版本有要求，需要ip_vs模块,现在用的机器基本都满足要求。
[root@LVS ~]# lsmod | grep ip_vs
[root@LVS ~]# modprobe ip_vs
2、在LVS机器上安装ipvsadm 和 keepalived ,使用yum 可源码安装均可。
创建keepalived 配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf 以下为主服务器配置

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
xxx@xxx.com                     #设置报警邮件地址，可以设置多个，每行一个。
xxx@xxx.com                     #需开启本机的sendmail服务
}
notification_email_from lvs@local #设置邮件的发送地址
smtp_server 127.0.0.1             #设置smtp server地址
smtp_connect_timeout 30           #设置连接smtp server的超时时间
router_id LVS_DEVEL               #表示运行keepalived服务器的一个标识。发邮件时显示在邮件主题的信息
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER                    #指定keepalived的角色，MASTER表示此主机是主服务器，BACKUP表示此主机是备用服务器
interface eth0                  #指定HA监测网络的接口
virtual_router_id 51            #虚拟路由标识，这个标识是一个数字，同一个vrrp实例使用唯一的标识。即同一vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须是一致的
priority 100                    #定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级
advert_int 1                    #设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
authentication {                #设置验证类型和密码
auth_type PASS              #设置验证类型，主要有PASS和AH两种
auth_pass 1111              #设置验证密码，在同一个vrrp_instance下，MASTER与BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
}
virtual_ipaddress {             #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个
10.0.0.148
}
}
virtual_server 10.0.0.148 80 {      #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开
delay_loop 6                    #设置运行情况检查时间，单位是秒
lb_algo rr                      #设置负载调度算法，这里设置为rr，即轮询算法
lb_kind DR                      #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT、TUN、DR三个模式可选
persistence_timeout 50          #会话保持时间，单位是秒。这个选项对动态网页是非常有用的，为集群系统中的session共享提供了一个很好的解决方案。
#有了这个会话保持功能，用户的请求会被一直分发到某个服务节点，直到超过这个会话的保持时间。
#需要注意的是，这个会话保持时间是最大无响应超时时间，也就是说，用户在操作动态页面时，如果50秒内没有执行任何操作，
#那么接下来的操作会被分发到另外的节点，但是如果用户一直在操作动态页面，则不受50秒的时间限制
protocol TCP                    #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种
real_server 10.0.0.137 80 {     #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口，IP与端口之间用空格隔开
weight 3                    #配置服务节点的权值，权值大小用数字表示，数字越大，权值越高，设置权值大小可以为不同性能的服务器
#分配不同的负载，可以为性能高的服务器设置较高的权值，而为性能较低的服务器设置相对较低的权值，这样才能合理地利用和分配系统资源
TCP_CHECK {                 #realserver的状态检测设置部分，单位是秒
connect_timeout 10      #表示3秒无响应超时
nb_get_retry 3          #表示重试次数
delay_before_retry 3    #表示重试间隔
connect_port 80
}
}
real_server 10.0.0.139 80 {
weight 3
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}

从服务器与主服务器基本相同，只要改二个地方就行了，priority的权重调小一点，state改成BACKUP
分别在LVS-MASTER、LVS-BACKUP上执行 /etc/init.d/keepalived start 启动服务
3、在RealServer上配置VIP
创建lvs.sh

#!/bin/bash
#description: Config lvs.sh
VIP=10.0.0.148

/etc/rc.d/init.d/functions

case "$1" in
start)
/sbin/ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP
/sbin/route add -host $VIP dev lo:0
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p >/dev/null 2>&1
echo "RealServer Start OK"
;;
stop)
/sbin/ifconfig lo:0 down
/sbin/route del $VIP >/dev/null 2>&1
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo "RealServer Stoped"
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac

exit 0

执行 ./lvs.sh start 为lo:0绑定VIP地址10.0.0.148、抑制ARP广播

验证
1.查看lvs状态在LVS机器上执行 ipvsadm -L
[root@LVS ~]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.0.0.148:http rr persistent 50
-> 10.0.0.139:http Route 3 0 0
-> 10.0.0.137:http Route 3 0 0
2.查看VIP是否生效在RealServer机器上执行 ifconfig
[root@WEB-1 ~]# ifconfig
lo:0 Link encap:Local Loopback
inet addr:10.0.0.148 Mask:255.255.255.255
UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
3.查看lvs日志在LVS机器上执行 tail -f /var/log/messages
[root@LVS-MASTER keepalived]# tail -f /var/log/messages
4.查看LVS MASTER VIP绑定情况
ip add list

注意：
在debian中lvs.sh与redhat不同需要修改
. /etc/rc.d/init.d/functions 为. /lib/lsb/init-functions

扩展：常见的网站负载均衡技术1、DNS轮循
DNS轮循是指将相同的域名解释到不同的IP，随机使用其中某台主机的技术。
2、F5 BIG-IP
F5 Networks 公司的著名硬件负载均衡交换机。支持硬件四层、七层交换
3、LVS
在Linux内核中作四层交换。
4、HAProxy
软件七层交换，反向代理服务器。
5、Nginx
软件七层交换，反向代理服务器。