linux搭建LVS+keepalive+nginx实现集群高性能负载均衡配置详解

关于nginx配置tomcat实现负载均衡可参考http://blog.csdn.net/liqi_q/article/details/78063603

安装jdk可参考：http://blog.csdn.net/liqi_q/article/details/72963947

关于IP直接访问nginx可参考http://blog.csdn.net/liqi_q/article/details/78476787

关于lvs长时间轮询real-server原因可阅读http://www.capjsj.cn/keepalived_lvs_nginx_tomcat.html

在LVS+Keepalived环境里面，lvs主要的工作是提供调度算法，把客户端请求按照需求调度在real服务器，keepalived主要的工作是提供lvs控制器的一个冗余，并且对real服务器做健康检查，发现不健康的real服务器，就把它从lvs集群中剔除，real服务器只负责提供服务。

二、lvs和keepalived的安装

      环境规划

      2*(lvs+keepalived服务器)+n*real-server，一般lvs+keepalived是这样的架构。

      开始安装

1、  下载软件包

在http://www.linuxvirtualserver.org/ 下载lvs的软件包

在http://www.keepalived.org/ 下载keepalived软件包

2、先编译安装lvs，再安装keepalived，安装lvs需要内核源码

下载lvs源码的时候，一定要选择你内核版本对应的源码包。

# uname  -r
2.6.18-164.el5PAE
#yum install kernel-devel -y  //安装内核源码包
#ln -s /usr/src/kernels/2.6.18-164.el5PAE-i686/ /usr/src/linux
#wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.tar.gz  //ipvsadm包就是lvs软件包，别觉得名字不一样
# tar -zxvf ipvsadm-1.24.tar.gz
# cd ipvsadm-1.24
#make && make install

检查lvs是否安装成功：

#ipvsadm //查看是否有输出

#lsmod | grep ip_vs  //如果ipvsadm有输出，那么使用这个命令查看是否加载ip_vs模块，如果加载，那么lvs算安装成功。

2、  编译安装keepalived，一定在安装完lvs以后在安装keepalive

Keeplive的下载地址：http://www.keepalived.org/download.html

wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.1.15.tar.gz //不建议选择最新的版本

1.tar -zxvf keepalived-1.2.2.tar.gz

2.cd keepalived-1.2.2

3。

./configure --prefix=/ 

Keepalived version       : 1.1.15
Compiler                 : gcc
Compiler flags           : -g -O2
Extra Lib                : -lpopt -lssl -lcrypto
Use IPVS Framework       : Yes
IPVS sync daemon support : Yes
Use VRRP Framework       : Yes
Use LinkWatch            : No
Use Debug flags          : Nod

 

看见如上输入，注意yes和no的值，如果一样，证明配置成功，如果lvs为no，那么证明你的lvs没有安装成功，需要从新安装lvs再安装keepalived。
yum -y install openssl-devel   

4.make && make install

5.cd /etc/keepalived/

三、LVS VS/DR模式搭建

环境介绍

主机IP	角色	安装软件
10.10.10.168	Lvs+keepalived MASTER	Ipvsadm keepalived
10.10.10.169	Lvs+keepalived BACKUP	Ipvsadm keepalived
10.10.10.170	Real server	Lvs_real脚本
10.10.10.171	Real server	Lvs_real脚本
10.10.10.11	VIP

注意：所有机器都在一个交换机，并且在一个网段。

1、在168和169上安装ipvsadm和keepalived软件。

2、修改keepalived的配置文件

7.vi keepalived.conf

Keepalive安装默认目录会在less /etc/keepalived/keepalived.conf

[root@test01 nginx]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf 

#ConfigurationFile for keepalived  

global_defs {  

        #notification_email {                        ######定义接受邮件的邮箱  

        #       wangjj@hrloo.com  

   #}  

 #notification_email_from jiankong@staff.tuge.com    ######定义发送邮件的邮箱  

 #smtp_server mail.tuge.com  

 #smtp_connect_timeout 10  

}  

vrrp_script check_lvs {                   ######定义监控nginx的脚本  

    script "/root/check_lvs.sh"  

    interval 1                            ######监控时间间隔  

    weight 2                              ######负载参数  

  }  

vrrp_instance vrrptest {                 ######定义vrrptest实例  

   state MASTER                                 ######服务器状态  

   nopreempt                                    #非抢占模式

   interface eth0                     ######使用的接口  

   virtual_router_id 51               ######虚拟路由的标志，一组lvs的虚拟路由标识必须相同，这样才能切换  

   priority 150                       ######服务启动优先级，值越大，优先级越高，BACKUP 不能大于MASTER  

   advert_int 1                        ######服务器之间的存活检查时间  

   track_script {                              ######执行监控nginx进程的脚本  

      check_lvs  

    }  

   virtual_ipaddress {                         ######虚拟IP地址  

        10.10.10.11

    }  

}

virtual_server 10.10.10.11 80 {

    delay_loop 6

    lb_algo rr

    lb_kind DR

    nat_mask 255.255.255.0

    persistence_timeout 0             //此值为0，主要是为了方便测试，每次刷新页面结果会不一样

    protocol TCP

    real_server 10.10.10.170 80{

        weight 1

        TCP_CHECK {

            connect_port    80

            connect_timeout 3

            nb_get_retry 3

            delay_before_retry 3

        }

    }

    real_server 10.10.10.171 80{

        weight 1

        TCP_CHECK {

            connect_port    80

            connect_timeout 3

            nb_get_retry 3

            delay_before_retry 3

        }

    }

}  

10.10.10.169：

和10.10.10.168相比，值需要删除state MASTER 和 修改priority的值小于master的。

real server：

在所有real server上添加下面脚本，名执行# cat  /sbin/lvs_real

#!/bin/bash
#description:start realserver
vip=10.10.10.11   #虚拟IP
source /etc/rc.d/init.d/functions
case $1 in
start)
        echo "Start Realserver"
        /sbin/ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
        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
;;
stop)
        echo "Stop Realserver"
        /sbin/ifconfig lo:0 down
        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 "Usage: $0 (start | stop)"
exit 1
esac

sh /sbin/lvs_real start启动脚本为Real
server设置回环共享虚拟IP

执行脚本以后，使用ip
add命令查看lo接口是否添加了虚拟ip地址。

3、配置完成以后，开始测试：

在10.10.10.168和10.10.10.169上使用ip add检查，虚拟IP应该配置在168上面。

测试1{主要测试lvs}：访问虚拟IP是否可以访问真实服务器，是否轮询real server

在master上使用 ipvsadm命令查看lvs状态。

[root@test01 nginx]# ipvsadm

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  10.10.10.11:http rr

  -> 10.10.10.171:http            Route   1      0          0         

  -> 10.10.10.172:http            Route   1      0          0         

[root@test01 nginx]# 

在客户端访问虚拟IP 10.10.10.11，看是否可以访问。每次刷新，应该会换一个real server。访问数次后，通过ipvsadm观察lvs状态。

测试2{主要测试keepalived}：lvs服务器的HA，当keepalived master挂掉后，keepalived backup会不会接管虚拟IP。

关闭master主机上的keepalived进程。

在backup上ip add查看是否添加虚拟IP，通过/var/log/message查看相关转换日志。

 

测试3{测试backup的lvs}：使用客户端访问现在虚拟ip，查看是否一切正常

      测试完成后，开启master的keepalived进程，等虚拟ip转移到master以后，在从客户端访问，查看是否存在问题

service keepalived stop停止主服务  使用ip addr查看共享IP是否已经漂移到备机上

接下来查看ipvsadm默认超时时间

[root@DR1 keepalived]# ipvsadm -L --timeout

Timeout (tcp tcpfin udp): 900 120 300

900 120 300这三个数值分别是TCP TCPFINUDP的时间.也就是说一条tcp的连接经过lvs后,lvs会把这台记录保存15分钟，就是因为这个时间过长，所以大部分人都会发现做好LVS DR之后轮询现象并没有发生，而且我也看到大部分的教程是没有说明这一点的，因为是实验性质，所以将此数值调整为非常小，使用以下命令调整：

[root@DR1 ~]# ipvsadm --set 1 2 1

解决同一个用户session访问同一台服务器

这样LVS基本就配置完成了，BBS存在用户session的问题，虽然有很多种解决方法，这里如果只用lvs来解决的话，就要用到LVS的持久连接了，配置如下：

ipvsadm -E -t 192.168.8.230:80 -s wlc -p 3600

这样用户访问后端一台RS在3600s内都只会访问这一台RS，可以发现这样做会破坏LB的效果，不过可以解决用户session的问题。

LVS调度算法

(2)负载调度算法

静态方法：仅根据算法本身进行调度

rr：Round Robin # 即轮询

wrr：Weighted RR # 即加权轮询

sh：Source Hashing # 即来源IP地址hash

dh：Destination Hashing # 即目标地址hash（不常用，仅用于前端多防火墙的场景，保证防火墙的连接追踪功能有效）

动态方法：根据算法及RS当前的负载情况

lc：Least Connection

# 评判标准：Overhead=Active*256+Inactive

# Overhead最小者胜出

wlc：Weighted LC

# 评判标准：Overhead=(Active*256+Inactive)/weight

# Overhead最小者胜出

sed：Shortest Expect Delay

# 评判标准：Overhead=(Active+1)*256/weight

# Overhead最小者胜出

nq：Never Queue # 集群开始时工作时，每台服务器都至少分配一个连接请求，然后再根据sed算法调度；

lblc：Locality-based Least Connection # 类似于dh+lc

lblcr：Relicated and Locality-based Least Connection # 主要用于后端服务器是缓存服务器时