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
lvs.png

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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。
 

 

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