高并发的解决方案—负载均衡—LVS搭建

首先这是一个简单的架构图：



一、如图，高并发可能发生的地方有两处
1、用户请求应用时的负载均衡处，本文仅针对此处进行分析
2、应用请求数据库时，分析待续
二、负载均衡处可能出现的问题，session共享问题
解决方案：
1、session可放在cookie中，但将seesion放浏览器处不安全
2、session可存放数据库中，但大量用户请求时，数据库压力会过大
3、seesion放到缓存服务器集群中。

三、负载均衡架构：
1、链路负载均衡 通过DNS解析成不同的ip指向不同的服务器，一旦有服务器故障，仍会请求到该服务器，直到从DNS解析中移走2、集群负载均衡 硬件：使用一台专门的硬件设备转发请求，昂贵。如F5 性能好，但不能进行动态扩容软件：成本低、一次访问请求要经过多次代理服务器，但会增加网络延时。3、操作系统负载均衡 操作系统级别的软中断或者硬件中断，多队列网卡等。
四、负载均衡软件
1、Nginx，可选，优势此处不赘述。
2、Apache，追求稳定可选，性能不如Nginx。
3、LVS（Linux Virtual Server）：负载均衡设备，它不提供任何服务，用户请求到这里的时候，它是将客户需求转发至后端真正提供服务的服务，所以说后端的服务称作realserver。
优势：稳定，兼容，抗负载均衡能力强，因为只分发请求，不走流量。
五、配置LVS，用vm演示
1、首先安装四台服务器



其中，1为负载均衡主机；2为负载均衡备机；3、4均为HTTP服务器。

2、ip配置
（1）VIP（virtual ip）：用来提供virtual server服务的ip地址。分别绑定在Director一个物理网卡上（对外接收请求包）和RS的回环设备上（回环设备需要绑定两个ip，一个是127.0.0.1，另一个就是vip）。
（2）DIP（director ip）：与vip绑定在一个物理网卡上，用来转发请求包到RS的RIP对应的mac上，此设备可以通过arp请求获取RIP对应的mac地址。
（3）RIP（real serverip）：绑定在RS上的一个物理网卡上，用来接收从Directory转发过来的请求包。
3、在3、4上开启http服务

[root@dragon ~]#service httpd start              #开启Http服务器
[root@dragon ~]#cd /var/www/html/             #进入Http服务器默认的目录
[root@dragon ~]#touch index.html               #创建Http服务器默认访问页面
[root@dragon ~]#vim index.html                #编辑Http服务器默认访问页面
成功后添加网页如下:


 



4、在1、2服务器网络配置上添加LO:0接口,并设置虚拟IP在此接口上

[root@dragon ~]#cd /etc/init.d/
[root@dragon ~]#touch realserver
[root@dragon ~]#vim realserverSNS_VIP=192.168.80.150 #定义VIP变量

./etc/rc.d/init.d/functions #导脚本库

case "$1" in #case语句 $1传递给该shell脚本的第一个参数

start)

ifconfig lo:0 $SNS_VIPnetmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP #设置Lo：0 VIP netmask 及广播

/sbin/route add -host$SNS_VIP dev lo:0 ##route del 增加本地路由

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/null2>&1 # -p<file> (default /etc/sysctl.conf)将标准信息输入设备空文件

echo "RealServer StartOK"

;;

stop)

ifconfig lo:0 down

route del $SNS_VIP>/dev/null 2>&1 #route del 删除本地路由

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 "RealServerStoped"

;;

*)

echo "Usage: $0{start|stop}" #$0 是脚本本身的名字

exit 1 #表示进程正常退出

esac #case结束

exit 0 #表示进程非正常退出[root@dragon ~]#chmod 750 realserver               #给此脚本赋予权限
[root@dragon ~]#chkconfig realserver on         #设置开机自启动此脚本
[root@dragon ~]#service realserver start          #开启此脚本
RealServer Start OK                                            #表示启动成功!
[root@dragon ~]#ifconfig                                   #查看是否真的成功添加了lo:0接口

5、配置负载均衡服务器
（1）安装 ipvsadm  keepalived
[root@dragon ~]#yum –y install ipvsadm keepalived
（2）配置 keepalived 
[root@dragon ~]#vim /etc/keepalived/keepalived.confglobal_defs { ##全局配置部分
# notification_email { ##下面几行均为全局通知配置，可以实现出现问题后报警，但功能有限，因此注释掉，并采用Nagios监视lvs运行情况
# admin@toxingwang.com
# }
# notification_email_
a0fc
from master@toxingwang.com
# smtp_server smtp.exmail.qq.com
# smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL ##设置lvs的id，在一个网络内应该是唯一的
}
vrrp_instance VI_1 { ##设置vrrp组，唯一且同一LVS服务器组要相同
state MASTER ##备份LVS服务器设置为BACKUP
interface eth0 # #设置对外服务的接口
virtual_router_id 51 ##设置虚拟路由标识
priority 100 #设置优先级，数值越大，优先级越高，backup设置为99，这样就能实现当master宕机后自动将backup变为master，而当原master恢复正常时，则现在的master再次变为backup。
advert_int 1 ##设置同步时间间隔
authentication { ##设置验证类型和密码，master和buckup一定要设置一样
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { ##设置VIP，可以多个，每个占一行
192.168.80.150
}
}
virtual_server 192.168.80.150 80 {
delay_loop 6 ##健康检查时间间隔，单位s
lb_algo wrr ##负载均衡调度算法设置为加权轮叫
lb_kind DR ##负载均衡转发规则
nat_mask 255.255.255.0 ##网络掩码，DR模式要保障真实服务器和lvs在同一网段
persistence_timeout 50 ##会话保持时间，单位s
protocol TCP ##协议
real_server 192.168.80.139 80 { ##真实服务器配置，80表示端口
weight 3 ##权重
TCP_CHECK { ##服务器检测方式设置 keepalived的健康检查方式 有：HTTP_GET|SSL_GET|TCP_CHECK|SMTP_CHECK|MISC_CHECK
connect_timeout 0 ##连接超时时间
nb_get_retry 3 ##失败重试次数
delay_before_retry 3 ##失败重试的间隔时间
connect_port 80 ##连接的后端端口
}
}

real_server 192.168.80.140 80 {
weight 3
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}启动keepalived服务
[root@dragon ~]# service keepalived start
注：由于keepalived配置文件有语法错误也能启动，因此看到启动了lvs服务，不代表配置文件没有错误，如果遇到lvs不能正常转发，及时跟踪日志进行处理。
日志跟踪方法
(1) 开两个ssh窗口连接到lvs服务器，第一个窗口运行如下命令：
[root@dragon ~]# tail -f /var/log/message
(2)第二个窗口重新启动keepalived服务，同时观察窗口1中日志的变化，然后根据日志提示解决即可。
6、测试
（1）浏览器访问虚拟IP查看结果





可以自己配置权重。
其他：
1、关闭服务器3，请求将一直分发至服务器4，无错误



2、重新开启服务器3，请求按权重分发至服务器3和4，无错误
3、关闭服务器1，服务器2接管，请求正常
4、恢复服务器1，服务器2重新待机，请求正常

下期写数据库处的高并发解决方案。
到此，本文结束，有问题可以留言指正，谢谢观看。