架构设计：负载均衡层设计方案（7）——LVS + Keepalived + Nginx安装及配置

1、概述

上篇文章《架构设计：负载均衡层设计方案（6）——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47130609) 我们解说了Nginx的故障切换。而且承诺各位读者会尽快解说 LVS + Keepalived + Nginx的安装和配置。在中间由于工作的原因。我又插写了三篇关于zookeeper的原理使用的文章。今天这边文章我们回归主题。为各位读者解说LVS + Keepalived + Nginx的安装及配置。

2、安装计划和准备工作

下图，我们表示了本篇文章要搭建的整个集成架构的抽象结构：



我们採用两个LVS节点（141和142），可是一个时间工作的仅仅有一个LVS节点，还有一个始终处于热备standby状态。由keepalived监控这两个节点的工作状态并完毕切换。

在LVS节点下。我们採用LVS-DR工作模式挂载了两个Nginx节点（131、132）。并终于将外网请求交由这两个节点进行处理。注意：在实际工作中。Nginx以下一般就是訪问静态资源、动态资源的配置了。

2-1、准备两个keepalived节点

首先我们在将要安装LVS的两个节点上，先安装keepalived，并保证这两个keepalived节点能够正常工作（监控批次的状态）。当然。您也能够先准备LVS。在准备keepalived。

我想准备keepalived节点。大家应该轻车熟路了吧，在《架构设计：负载均衡层设计方案（6）——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》这篇文章中具体介绍了keepalived的最简配置方式。为了大家阅读方便，我们在这里再进行依次简要说明。准备keepalived的整个过程包含：

安装必要的支撑组件。源代码安装keepalived

将keepalived注冊成节点的服务，以便保证keepalived在节点启动时就開始工作

更改keepalived的配置文件，让其能够正常工作

验证准备工作

=============安装keepalived

[root@lvs1 ~]# yum install -y zlib zlib-devel gcc gcc-c++ openssl openssl-devel openssh
[root@lvs1 ~]# tar -zxvf keepalived-1.2.17.tar.gz
[root@lvs1 ~]# cd keepalived-1.2.17
[root@lvs1 ~]# ./configure --perfix=/usr/keepalived-1.2.17
[root@lvs1 ~]# make & make install

=============将keepalived注冊成服务（假设您使用的默认路径安装，就不须要cp命令了）

[root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/sysconfig/keepalived  /etc/sysconfig/keepalived
[root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/sbin/keepalived /usr/sbin/keepalived
[root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/rc.d/init.d/keepalived  /etc/rc.d/init.d/keepalived
[root@lvs1 ~]# mkdir /etc/keepalived
[root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
[root@lvs1 ~]# 能够做成服务了（不要拷贝。无用的）
[root@lvs1 ~]# chkconfig keepalived on

做成服务后，先不要急着启动，由于配置文件还没有改好。

========配置keepalived（配置文件在：/etc/keepalived/keepalived.conf）

! Configuration File for keepalived

global_defs {
#notification_email {
#  acassen@firewall.loc
#  failover@firewall.loc
#  sysadmin@firewall.loc
#}
#notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
#smtp_server 192.168.200.1
#smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
#141节点设置为MASTER。142或者还有其它的节点设置为BACKUP
#还记得我们前面文章讲到的无抢占设置吗？这里也能够用哦。
state MASTER
#网络适配器名称
interface eth0
virtual_router_id 51
#全部的SLAVE节点的优先级都要比这个设置值低
priority 120
advert_int 1
#真实ip，142要改成相应的lvs节点真实ip
mcast_src_ip=192.168.220.141
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
#虚拟/浮动IP
virtual_ipaddress {
192.168.220.140
}
}

以上配置还是最简单的keepalived配置，由于我们还没有加上配合LVS使用的虚拟ip监測设置和下层真实ip监測的设置。最简配置主要是为了保证keepalived节点是工作正常的。

将以上的配置分别相应到LVS的两个节点（注意要修改的地方哦）

==========进行keepalived工作状态的检查：

[root@lvs1 ~]# /etc/init.d/keepalived start

如今设置为MASTER的keepalived节点（或者在非抢占模式下。优先级最高的那个节点）。已经绑定了140这个虚拟ip了：

[root@lvs2 ~]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:39:75:9f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.220.141/24 brd 192.168.220.255 scope global eth0
inet 192.168.220.140/32 scope global eth0
inet6 fe80::20c:29ff:fe39:759f/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

当然您也能够通过 /var/log/message的日志进行keepalived是否正常工作的验证。

2-2、继续两个keepalived节点上准备LVS

准备lvs的工作就太简单了，由于centos6.4、6.5、6.6都已经集成了LVS的核心，我们仅仅须要安装LVS的管理工具即可了：

两个LVS节点都运行：

yum -y install ipvsadm

还记得lvs管理工具怎么使用吗？请參见我介绍LVS单节点安装的博文：《架构设计：负载均衡层设计方案（5）——LVS单节点安装》。

这里为了方便阅读。给出主要參数的含义列表：

-A –add-service 在内核的虚拟server表中加入一条新的虚拟server记录。也就是添加一台新的虚拟server。
-E –edit-service 编辑内核虚拟server表中的一条虚拟server记录。

-D –delete-service 删除内核虚拟server表中的一条虚拟server记录。

-C –clear 清除内核虚拟server表中的全部记录。
-R –restore 恢复虚拟server规则
-S –save 保存虚拟server规则，输出为-R 选项可读的格式
-a –add-server 在内核虚拟server表的一条记录里加入一条新的真实server记录。也就是在一个虚拟server中添加一台新的真实server
-e –edit-server 编辑一条虚拟server记录中的某条真实server记录
-d –delete-server 删除一条虚拟server记录中的某条真实server记录
-L –list 显示内核虚拟server表
-Z –zero 虚拟服务表计数器清零（清空当前的连接数量等）
–set tcp tcpfin udp 设置连接超时值
–start-daemon 启动同步守护进程。他后面能够是master 或backup。用来说明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也能够採用keepalived 的VRRP 功能。
–stop-daemon 停止同步守护进程
-t –tcp-service service-address 说明虚拟server提供的是tcp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port]
-u –udp-service service-address 说明虚拟server提供的是udp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port]
-f –fwmark-service fwmark 说明是经过iptables 标记过的服务类型。
-s –scheduler scheduler 使用的调度算法。选项：rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq, 默认的调度算法是： wlc.
-p –persistent [timeout] 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求，将被同一台真实的server处理。timeout 的默认值为300 秒。

-M –netmask netmask persistent granularity mask
-r –real-server server-address 真实的server[Real-Server:port]
-g –gatewaying 指定LVS 的工作模式为直接路由模式DR模式（也是LVS默认的模式）
-i –ipip 指定LVS 的工作模式为隧道模式
-m –masquerading 指定LVS 的工作模式为NAT 模式
-w –weight weight 真实server的权值
–mcast-interface interface 指定组播的同步接口
–connection 显示LVS 眼下的连接 如：ipvsadm -L -c
–timeout 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如：ipvsadm -L –timeout
–daemon 显示同步守护进程状态
–stats 显示统计信息
–rate 显示速率信息
–sort 对虚拟server和真实server排序输出
–numeric -n 输出IP 地址和端口的数字形式

到后面正式启动LVS的时候，就不要问我參数含义咯。^_^

2-3、准备两个Nginx节点并保证可用

在《架构设计：负载均衡层设计方案（5）——LVS单节点安装》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47010569) 这篇文章中，我们具体解说了Nginx节点的准备工作。可是为了方便各位读者阅读，这里我们大致再讲一下。

Nginx节点的准备工作主要由以下步骤构成（这个不是本文的重点。点到即可）：

安装Nginx（当然，正式系统中，还涉及到Nginx的參数调优，能够參见《架构设计：负载均衡层设计方案（2）——Nginx安装》这篇文章）

打开Nginx所在server的“路由”功能、关闭“ARP查询”功能

将VIP：192.168.220.140 设置成Nginx所在节点的回环IP

=============安装Nginx

[root@vm1 ~]# yum -y install make zlib zlib-devel gcc gcc-c++ ssh libtool
[root@vm1 ~]# 下载nginx（别拷贝，不能运行的）
[root@vm1 ~]# 解压nginx（别拷贝。不能运行的）
[root@vm1 ~]# ./configure –prefix=/usr/nginx-1.8.0
[root@vm1 ~]# make && make install
[root@vm1 ~]# 环境变量设置（别拷贝。不能运行的）
[root@vm1 ~]# 启动nginx

=============打开Nginx所在server的“路由”功能、关闭“ARP查询”功能

[root@vm1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
[root@vm1 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
[root@vm1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@vm1 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

=============设置回环IP

[root@vm1 ~]# ifconfig lo:0 192.168.220.140 broadcast 192.168.220.140 netmask 255.255.255.255 up
[root@vm1 ~]# route add -host 192.168.220.140 dev lo:0

两台Nginx的节点都依照这个方案去设置。然后使用浏览器，看看这两个节点的Nginx是否工作正常：



=====

2-4、其它说明

keepalived和LVS是天生配合完美的一对，LVS负责进行请求转发不负责不论什么节点的健康监測；keepalived负责监控整个环境中，包含虚拟ip，真实ip相应的下层节点的健康状态监測。

3、開始配置：LVS-DR工作模式

3-1、keepalived的更改——健康监測

首先我们要更改之前配置的“最简keepalived”配置。让keepalived能够对结构中全部节点和虚拟ip的健康状态进行监測。更改配置和含义例如以下：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
#notification_email {
#  acassen@firewall.loc
#  failover@firewall.loc
#  sysadmin@firewall.loc
#}
#notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
#smtp_server 192.168.200.1
#smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
#141节点设置为MASTER，142或者还有其它的节点设置为BACKUP
#还记得我们前面文章讲到的无抢占设置吗？这里也能够用哦。
state MASTER
#网络适配器名称
interface eth0
virtual_router_id 51
#全部的SLAVE节点的优先级都要比这个设置值低
priority 120
advert_int 1
#真实ip，142要改成相应的lvs节点真实ip
mcast_src_ip=192.168.220.141
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
#虚拟/浮动IP
virtual_ipaddress {
192.168.220.140
}
}

virtual_server 192.168.220.140 80 {
#健康时间检查，单位秒
delay_loop 6
#负载均衡调度算法wlc|rr。和您将使用的LVS的调度算法保持原则一致
lb_algo rr
#负载均衡转发规则 DR NAT TUN。和您将启动的LVS的工作模式设置一致
lb_kind DR
#虚拟地址的子网掩码
nat_mask 255.255.255.0
#会话保持时间，由于我们常常使用的是无状态的集群架构。所以这个设置可有可无
#persistence_timeout 50
#转发协议。当然是TCP
protocol TCP

#真实的下层Nginx节点的健康监測
real_server 192.168.220.131 80 {
#节点权重，
weight 10
#设置检查方式，能够设置HTTP_GET | SSL_GET
HTTP_GET {
url {
path /
digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
}
#超时时间，秒。假设在这个时间内没有返回，则说明一次监測失败
connect_timeout 3
#设置多少次监測失败，就觉得这个真实节点死掉了
nb_get_retry 3
#重试间隔
delay_before_retry 3
}
}

real_server 192.168.220.132 80 {
weight 10
HTTP_GET {
url {
path /
digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

这样一来，keepalived就能够检查整个架构中的全部节点状态了。

另外要说明的是，这个检查过程并非必须的，您使用keepalived的最简配置也是能够的，只是您就须要自己写监測脚本了（道理是一样的）。

3-2、启动两个LVS节点

启动LVS的过程就太简单了（两个节点都是一样的启动方式）：

[root@lvs2 ~]# ipvsadm -C
[root@lvs2 ~]# ipvsadm -At 192.168.220.140:80 -s rr
[root@lvs2 ~]# ipvsadm -at 192.168.220.140:80 -r 192.168.220.131 -g
[root@lvs2 ~]# ipvsadm -at 192.168.220.140:80 -r 192.168.220.132 -g
[root@lvs2 ~]# 然后我们能够使用ipvsadm 监控眼下LVS的状态
[root@lvs2 ~]# ipvsadm

注意：处于standby的lvs1节点也要这样进行设置。



还有。以上的LVS的设置，和real server上的设置。在重新启动后都会消失，所以一定要做成脚本哦。

4、验证工作

这样LVS + Keepalived + Nginx方式的配置就做完了。

如今我们进行搭建效果的监測：

4-1、验证Master-LVS节点的工作

我们使用两个不同的浏览器，验证Master-LVS节点的工作：

=========浏览器1：



=========浏览器2：



看来140这个VIP下的LVS工作是正常的。

4-2、验证Master-LVS节点停止后的效果

以下我们停止Master-LVS1：

[root@lvs2 ~]# service keepalived stop

在经历了一些訪问停顿后，浏览器1显示的效果例如以下（这就是为什么keepalived最好设置为非抢占模式）：

5、后文介绍

好了，到这里负载均衡层所使用的几个标准工具就介绍完了。下一篇文章我们将进行总结。然后进入架构设计：业务层设计方案 的系列文章。在下一个系列文章中，我们将介绍至少两套SOA的实现、至少两套系统间通信使用的消息队列。哦。应我朋友的要求，我会专门写几篇文章，介绍java中线程的基础知识和进阶知识。