lvs+keepalived群集配置

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LVS是一个开源的软件,由毕业于国防科技大学的章文嵩博士于1998年5月创立(中国人的项目),可以实现LINUX平台下的简单负载均衡。LVS是Linux Virtual Server的缩写,意思是Linux虚拟服务器。本文主要记录利用lvs结合keepalived实现一个高可用的Linux群集系统。
lvs有三种工作模式:NAT(地址转换)、IP Tunneling(IP隧道)、Direct Routing(直接路由)。 工作效率最低的是NAT模式,但NAT模式可以用于各种系统,各种环境的负载均衡,只需要一个公网ip即可实现 IP Tunneling模式,调度器将连接分发到不同的后端real server,然后由real server处理请求直接相应给用户,大大提高了调度器的调度效率,后端real server没有物理位置和逻辑关系的限制,后端real server可以在Lan/Wlan,但是后端real server必须支持IP隧道协议。DR(Direct Routing)是效率最高的,与IP Tunneling类似,都是处理一般连接,将请求给后端real server,然后由real server处理请求直接相应给用户,Direct Routing与IP Tunneling相比,没有IP封装的开销,但由于采用物理层,所以DR模式的调度器和后端real server必须在一个物理网段里,中间不能过路由器(也就是一个交换机相连)。
lvs支持8种不同的调度算法:轮叫(rr)、加权轮叫(wrr)、最小连接(lc)、加权最小连接(wlc)、基于局部性最小连接(lblc)、带复制的基于局部性最少链接(lblcr)、目标地址散列(dh)和源地址散列(sh)。

下面就介绍如何来安装和配置lvs+keepalived,本文使用环境:操作系统:CentOS 7 64bit
主调度器:192.168.131.40/24
备调度器:192.168.131.41/24
后端real server: 192.168.131.42/24
后端real server: 192.168.131.43/24
Virtual IP:192.168.131.44/24
lvs在2.6的内核中是默认支持的,所以我们就不需要在来安装,但是我们需要

安装用户配置工具ipvsadm

yum -y install ipvsadm # 分别在主从lvs上执行安装ipvsadm

1、查看内核模块是否支持
  lsmod | grep ip_vs #发现没有
2、加载ip_vs模块 
  ipvsadm #执行ipvsadm命令加载
3、再次查看内核模块是否支持


Paste_Image.png

安装keepalived

yum install keepalived
lvs服务器主,备配置keepalived,编辑配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf

 ! Configuration File for keepalived
 
 global_defs {
# notification_email {
#    coldnight@linuxzen.com                                   # 发生故障时发送的邮箱
#   }
#   notification_email_from linuxzen@linuxzen.com             # 使用哪个邮箱发送
#   smtp_server linuxzen.com                                  # 发件服务器
#  smtp_connect_timeout 30
  router_id LVS_DEVEL
 }
 
 vrrp_instance VI_1 {
   state MASTER             # 标示为主lvs
    interface eth0           # HA检测端口,根据实际网卡名称,也可能是eth1,或ens3
   virtual_router_id 51     # 主备的virtual_router_id 必须相同
    priority 100             # 优先级,备lvs要比主lvs稍小
    advert_int 1             # VRRP Multicast 广播周期秒数
   authentication {         # 定义认证
        auth_type PASS       # 认证方式为口令认证
        auth_pass 1111       # 定义口令
   }
    virtual_ipaddress {      # 定义vip
       192.168.131.44        # 多个vip可换行添加
    }
 }

   virtual_server 192.168.131.44 80 {
   delay_loop 6       # 每隔6秒查看realserver状态
    lb_algo rr        # 调度算法为轮叫
    lb_kind DR         # lvs工作模式为DR(直接路由)模式
   nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 50  # 同一IP 的连接50秒内被分配到同一台realserver(测试时建议改为0)
    protocol TCP            # 用TCP监测realserver的状态

   real_server 192.168.131.42 80 {       # 定义realserver
        weight 1                       # 定义权重
       TCP_CHECK {  # 注意TCP_CHECK和{之间的空格,如果没有的话只会添加第一个realserver
            connect_timeout 3          # 三秒无响应超时
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
   }
    real_server 192.168.131.43 80 {
       weight 1
        TCP_CHECK {
           connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
           delay_before_retry 3
           connect_port 80
      }
   }
}

配置备用lvs的keepalived,只需要将state MASTER 改为state BACKUP,降低priority 100 的值,如priority 90。

两台后端real server

为了测试方便,都安装好nginx,并修改主页为各自的ip地址,方便对比,然后编写脚本lvsrs
在/etc/init.d目录下创建lvsrs文件,编辑添加如下内容:

#!/bin/bash

VIP=192.168.131.44

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

case "$1" in
start)
 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)
 ifconfig lo:0 down
 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

编辑完毕保存退出,然后给这个脚本执行权限:
chmod +x /etc/init.d/lvsrs
最后分别启动LVS主备上的keepalived.service
systemctl start keepalived.service
和realserver上的脚本
/etc/init.d/lvsrs start

负载和可用性测试

开启每个服务器的相关服务,关闭防火墙(systemctl stop firewalld.service),开始进行测试测试LVS层。
执行ip a命令,主服务器会存在一个虚拟IP,从服务器不会存在这个虚拟IP。现在浏览网页显示正常。虚拟IP如图所示:


Paste_Image.png

当停止主lvs上的keepalived服务时,同样在备lvs上执行ip a命令,也会看到上图所示虚拟IP,这样证明主备之间的切换正常。

显示集群中服务器ip信息:ipvsadm -ln
查看日志:tail -f /var/log/messages

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