LVS+Keepalived实现高可用负载均衡
概述随着近年来互联网的快速发展；而众多需要提供给用户访问的WEB服务器，必须保证每天24小时不间断的提供服务，随着访问量的增加，又有哪些好的WEB构架能实现高可用负载均衡,而且又是免费的呢？答案是肯定是有了，而这种架构就是LVS+Keepalived
Keepalived简介
什么是Keepalived：keepalived可以实现服务的高可用或热备，用来防止单点故障的问题；而Keepalived的核心VRRP协议，VRRP协议主要实现了在路由器或三层交换机处的冗余；Keepalived就是使用VRRP协议来实现高可用的；下面一起来看一下Keepalived的原理图：
Keepalived启动后会有三个进程：
父进程：内存管理，子进程管理
子进程：VRRP子进程
子进程：healthchecker子进程
由上图可知：两个子进程都被系统WatchDog看管，两个子进程各自复杂自己的事，healthchecker子进程复杂检查各自服务器的健康程度，例如HTTP，LVS等，如果healthchecker子进程检查到MASTER上服务不可用了，就会通知本机上的VRRP子进程，让他删除通告，并且去掉虚拟IP，转换为BACKUP状态
环境介绍：
系统版本：CentOS 6_x86_64
LVS_DR模式：WEB1与WEB2服务器的网关不能设置为LVS调度器
一、安装配置LVS+Keepalived
1、在Master与Backup服务器上分别安装Ipvsadm、Keepalived软件包、这里使用的是rpm包安装方式
# yum -y install ipvsadm keepalived
# yum -y install ipvsadm keepalived
注释：这里安装Ipvsadm工具主要是为了查看lvs规则使用，不安装ipvsadm工具也能成功配置规则，但不方式查看
2、修改Master的主配置文件
global_defs {# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
notification_email { #设置报警通知邮件地址，可以设置多个
root@localhost
}
notification_email_from admin@allen.com#设置邮件的发送地址
smtp_server 127.0.0.1 #设置smtp server的地址,该地址必须是存在的
smtp_connect_timeout 30 #设置连接smtp server的超时时间
router_id LVS_ALLEN #运行Keepalived服务器的标识，发邮件时显示在邮件标题中的信息
}
vrrp_instance lvs_allen { #定义VRRP实例,实例名自定义
state MASTER #指定Keepalived的角色，MASTER为主服务器，BACKUP为备用服务器
interface eth0 #指定HA监测的接口
virtual_router_id 68 #虚拟路由标识，这个标识是一个数字(1-255)，在一个VRRP实例中主备服务器ID必须一样
priority 100 #优先级，数字越大优先级越高，在一个实例中主服务器优先级要高于备服务器
advert_int 1 #设置主备之间同步检查的时间间隔单位秒
authentication { #设置验证类型和密码
auth_type PASS #验证类型有两种{PASS|HA}
auth_pass 1689 #设置验证密码，在一个实例中主备密码保持一样
}
virtual_ipaddress { #定义虚拟IP地址,可以有多个，每行一个
172.16.14.10
}
}
virtual_server 172.16.14.10 80 { #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP与服务端口,用空格分隔
delay_loop 6 #设置健康状态检查时间，单位为秒
lb_algo rr #设置负载高度算法，rr为轮询
lb_kind DR #设置LVS实现负载均衡的机制，可以为{NAT|TUN|DR}三种
nat_mask 255.255.0.0 #设置掩码
persistence_timeout 50 #会话保持时间，单位为秒;这个选项对于动态网页是非常有用的，为集群系统中session共享提供了一个很好的解决方案
protocol TCP #指定转发协议类型可以设置{TCP|UDP}两种
real_server 172.16.14.3 80 { #服务服务节点,需要指定Real_server的IP与端口,用空格分隔
weight 1 #配置服务节点的权重,数字越大，权重越高
HTTP_GET { #设置检测Realserver的方式为Http协议
url {
path /
status_code 200 #设定返回状态码为200表示Realserver是存活的
}
connect_timeout 3 #设置响应超时时间
nb_get_retry 3 #设置超时重试次数
delay_before_retry 3 #设置超时后重试间隔
}
}
real_server 172.16.14.4 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
3、将Master服务器上的主配置文件拷贝到Backup服务器稍作修改
# vim /etc/keepalived/keepalived.conf# scp 172.16.14.1:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
######修改如下两项
state BACKUP
priority 98
4、启动两台服务器上的Keepalived服务并设置为开机自启动
Starting keepalived: ######MASER服务器
# service keepalived start
# chkconfig keepalived on
# chkconfig --list keepalived
keepalived 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off
######BACKUP服务器
# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
# service keepalived start
Starting keepalived:
# chkconfig keepalived on
# chkconfig --list keepalived
keepalived 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off
5、开启Master与Backup服务器的路由转发功能
######执行如下命令使其生效# sed -i 's/net.ipv4.ip_forward = 0/net.ipv4.ip_forward = 1/g' /etc/sysctl.conf
# sed -i 's/net.ipv4.ip_forward = 0/net.ipv4.ip_forward = 1/g' /etc/sysctl.conf
sysctl -p
二、安装Httpd并设置好Realserver
1、为后端服务器WEB1安装Httpd服务并启动服务，这里使用的rpm包安装
# echo 'WEB1 http://502245466.blog.' > /var/www/html/index.html# yum -y install httpd
######为web1提供测试页
# service httpd start
# chkconfig httpd on
# chkconfig --list httpd
httpd 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off
2、访问测试WEB1服务器3、为后端服务器WEB2安装Httpd服务并启动服务，这里使用的rpm包安装
# yum -y install httpd######为web2提供测试页# echo 'WEB2 http://502245466.blog.' > /var/www/html/index.html# service httpd start# chkconfig httpd on# chkconfig --list httpdhttpd 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off4、访问测试WEB2服务器5、为两台Realserver提供Sysv格式的脚本来自动修改内核参数与虚拟IP并运行脚本# vim /etc/init.d/lvs
#!/bin/bash
#ALLEN http://502245466.blog.
# chkconfig: - 88 66
# Script to start LVS DR real server.
# description: LVS DR real server
#
./etc/rc.d/init.d/functions
VIP=172.16.14.10
host=`/bin/hostname`
case "$1" in
start)
# Start LVS-DR real server on this machine.
/sbin/ifconfig lo down
/sbin/ifconfig lo 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
/sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
/sbin/route add -host $VIP dev lo:0
;;
stop)
# Stop LVS-DR real server loopback device(s).
/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
;;
status)
# Status of LVS-DR real server.
islothere=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep $VIP`
isrothere=`netstat -rn | grep "lo:0" | grep $VIP`
if [ ! "$islothere" -o ! "isrothere" ];then
# Either the route or the lo:0 device
# not found.
echo "LVS-DR real server Stopped."
else
echo "LVS-DR real server Running."
fi
;;
*)
# Invalid entry.
echo "$0: Usage: $0 {start|status|stop}"
exit 1
;;
esac
注释：脚本中的VIP定义的是虚拟IP地址
====================================================================
# chmod +x /etc/init.d/lvs
# chkconfig --add lvs
# chkconfig lvs on
# chkconfig --list lvs
lvs 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off
# service lvs start
# service lvs status
LVS-DR real server Running.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
######为WEB2提供脚本
# scp -p 172.16.14.3:/etc/init.d/lvs /etc/init.d/
# chkconfig --add lvs
# chkconfig lvs on
# chkconfig --list lvs
lvs 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off
# service lvs start
# service lvs status
LVS-DR real server Running.
三、验证服务
1、查看当前Master服务器的IP地址及LVS规则
link/ether 00:0c:29:2c:1a:24 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff# ip addr show eth0
2: eth0:
mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
inet 172.16.14.1/16 brd 172.16.255.255 scope global eth0
inet 172.16.14.10/32 scope global eth0
inet6 fe80::20c:29ff:fe2c:1a24/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
######由上可见虚拟IP地址已经在Master主机上启动
========================================================================
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP172.16.14.10:80 rr persistent 50
-> 172.16.14.3:80 Route 1 0 0
-> 172.16.14.4:80 Route 1 0 0
######从规则中可以看出虚拟IP与Port及调度算法为rr；其中有两个Realserver
2、访问测试服务器是否正常提供服务
由上可知，使用的是rr调度算法，在访问测试时可能需要多访问几次或换个浏览器来测试访问3、模拟Master服务器出现故障，将Master主机上的Keepalived服务停止，查看Backup服务器是否接管所有服务
# service keepalived stopStopping keepalived: ----------------------------------------------------------------------# ip addr show eth02: eth0:
mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:2c:1a:24 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 172.16.14.1/16 brd 172.16.255.255 scope global eth0 inet6 fe80::20c:29ff:fe2c:1a24/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever----------------------------------------------------------------------# ipvsadm -L -nIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn######由上可见Master服务器上已删除虚拟IP与LVS规则======================================================================# ip addr show eth02: eth0:
mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:ec:f6:3f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 172.16.14.2/16 brd 172.16.255.255 scope global eth0 inet 172.16.14.10/32 scope global eth0 inet6 fe80::20c:29ff:feec:f63f/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever######由上可见，虚拟IP地址已成功在Backup服务器启动----------------------------------------------------------------------# ipvsadm -L -nIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConnTCP172.16.14.10:80 rr persistent 50-> 172.16.14.3:80 Route 1 0 0 -> 172.16.14.4:80 Route 1 0 0######LVS的规则也已成功配置在Backup服务器上面4、再次访问测试服务器是否正常提供服务
5、假如Master服务器修复好已重新上线，则虚拟IP地址与LVS规则会重新配置到Master服务器上而在Backup服务器上删除######查看Master服务器
# service keepalived start
Starting keepalived:
----------------------------------------------------------------------
# ip addr show eth0
2: eth0:
mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:2c:1a:24 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.16.14.1/16 brd 172.16.255.255 scope global eth0
inet 172.16.14.10/32 scope global eth0
inet6 fe80::20c:29ff:fe2c:1a24/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
----------------------------------------------------------------------
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP172.16.14.10:80 rr persistent 50
-> 172.16.14.3:80 Route 1 0 0
-> 172.16.14.4:80 Route 1 0 0
######由上可见，虚拟IP地址与LVS规则又重新配置到Master服务器上面
======================================================================
######查看Backup服务器
# ip addr show eth0
2: eth0:
mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:ec:f6:3f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.16.14.2/16 brd 172.16.255.255 scope global eth0
inet6 fe80::20c:29ff:feec:f63f/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
----------------------------------------------------------------------
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP172.16.14.10:80 rr persistent 50
-> 172.16.14.3:80 Route 1 0 0
-> 172.16.14.4:80 Route 1 0 0
######由上可见，虚拟IP地址已经删除，但是LVS规则还存在，这对我们是没有影响的，没有了IP地址只有规则也是不生效的
6、如果后端Realserver出现故障，则LVS规则会清除相应Realserver的规则
------------------------------------------------------------------------# service httpd stop
Stopping httpd:
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP172.16.14.10:80 rr persistent 50
-> 172.16.14.4:80 Route 1 0 0
######由上可见，停止了WEB1服务器的Httpd服务；查看LVS规则中已经清除了WEB1服务器的规则；如果将WEB1重新上线，则LVS会自动将规则添加上这里就不再测试
温馨提示：如果在是实际环境中使用Keepalived做高可用集群解决方案时，为了解决脑裂的问题，我们需要把MASTER与BACKUP服务器的Keepalived的主配置文件(keepalived.conf)中的 "state" 状态都改为 "BACKUP" 优先级 "priority" 选项的值不要设置为相同，可以设置一个数值大另一个数值小；如优先级分别为：priority 100 priority 98
到此Keepalived+LVS实现高可用负载均衡集群已全部完成，感谢各位博友的关注与支持，后面会持续更新其他内容；敬请期待！！！
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