手把手教程： CentOS 6.5 LVS + KeepAlived 搭建 负载均衡 高可用 集群

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手把手教程： CentOS 6.5  LVS + KeepAlived  搭建 负载均衡 高可用 集群
　　


　　为了实现服务的高可用和可扩展，在网上找了几天的资料，现在终于配置完毕，现将心得公布处理，希望对和我一样刚入门的菜鸟能有一些帮助。

一、理论知识（原理）
　　我们不仅要知其然，而且要知其所以然，所以先给大家准备一些理论知识课，这样对以后的应用将会事半功倍。

1、什么是LVS？
　　请阅读作者章文嵩博士自己的研究报告，共计4部分，看完后对集群和LVS就有了初步的了解，不懂时可以翻翻。
　　LVS项目介绍http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs1.html


　　LVS集群的体系结构http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs2.html


　　LVS集群中的IP负载均衡技术http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs3.html


　　LVS集群的负载调度 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs4.html



2、什么是KeepAlived?
　　Keepalived原理与实战精讲 http://zhumeng8337797.blog.163.com/blog/static/100768914201191762253640/



3、什么是CentOS?
　　百度百科给出的 http://baike.baidu.com/link?url=X3SzN3bJWjW_PkWC6GB2MTs5KhVmxBAxnCRjs9W7-IARDiHloZ_oRWj17BEz0kY3

4、小结
　　相信读了以上的理论知识后，已经对集群的实现原理有了大概的了解，那接下来我们就开始动手吧。

二、服务器的安装
　　我们会用到4个服务器，横向分2层：
　　第1层是LVS服务器（1个主，1个从；从可以多个）用来转发请求，需要安装ipvsadm和keepAlived；第2层是提供具体服务的服务器（表中用了2个；当然也可以是多个，现实的应用会上百台。），安装的是具体的服务，这里我们安装的是TOMCAT。
　　主机环境如下：
　　192.168.10.100　 LVS_VIP（VIP：Virtual IP）

192.168.10.140　 LVS_Master　　  

192.168.10.141　 LVS_Backup

192.168.10.142　 WEB1_RealServer

192.168.10.143　 WEB2_RealServer
　　克隆：我们先安装配置好一层的一个服务器，其他服务器使用克隆方式。

1、安装虚拟机VMvare
　　版本是10.0.1，具体的下载和安装教程请浏览百度经验：http://jingyan.baidu.com/article/c843ea0b754a7977931e4aa7.html

2、安装CentOS
　　1）版本是CentOS 6.5官方正式版64位，下载地址：http://www.iyunv.com/CentosSoft/iso/2013/1205/2196.html
　　2）在虚拟机中安装CentOS的教程请参考：http://www.iyunv/os/78318.html，说的已经很清楚了；注意一个分区环节：
　　教程中的第13步，因为没有分过区，所以不知道怎么增加分区了，后来才弄明白，如图：



　　点edit进去后，然后在里面点击ADD增加/home分区即可；
　　3）安装完毕后，改虚拟机名为LVS_Master，然后再克隆2个虚拟机服务器，一个虚拟机做原始备份，一个做WEB1_RealServer。
　　如何克隆？请参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_9ba89b9901019bn9.html；

3、LVS层安装LVS和KeepAlived

打开LVS_Master服务器；
先安装lvs_master的服务，lvs_backup使用克隆虚拟机的方式，然后在配置文件修改三个参数即可，下面会讲到。　　只要按照如下步骤一步一步来，我敢肯定一次成功！
　　1）开启刚刚建好的虚拟机，此时应该已经设置好系统的登录账号和密码了。好的，登录系统，打开终端：
　　



　　


　　

ifconfig
　　
　　在终端中输入ifconfig，然后回车，会看到本服务器的IP地址信息，如图：（如果想了解其他的CentOS命令，请参考http://www.iyunv/os/RedHat/60044.html）
　　





　　


　　2）由于我们的操作全部是用命令行执行的，在虚拟机与本机中切换确实不太方便，给大家准备了一个简单好用的连接虚拟机中CentOS系统的工具putty，下载地址：
　　http://download.iyunv.com/detail/tengyuantuohai/1276306


　　打开下载的putty.exe，如图填写好服务器的IP地址后点击OPEN，选择“是”，打开putty的应用页面：



　　





　　


　　

root
　　
　　在putty的终端输入root回车（root为超级管理员账号），输入密码（注意输入密码时页面是不会显示的），回车登录
　　





　　


　　3）安装IPVSADM
　　知识点：IPVSADM理解为IPVS管理工具；LVS（Linux Virtual Server）的核心为IPVS（IP Virtual Server），从Linux内核版本2.6起，IPVS模块已经编译进了Linux内核。


　　使用yum命令进行安装，系统会选择最适合内核版本的ipvsadm


　　

yum -y install ipvsadm
　　4）防火墙
　　为了测试方便，我们直接关闭防火墙，在实际使用中开启需要的端口即可（具体配置可参考：http://www.cnblogs.com/rockee/archive/2012/05/17/2506671.html）
　　

service iptables stop

5）KeepAlived 的安装　　
　　知识点：KeepAlived是一个路由软件，它主要的目的是让我们通过简单的配置，实现高可用负载均衡，当然负载均衡依赖于Linux虚拟服务器（IPVS）的内核模块，其高可用性使用VRRP协议来实现，KeepAlived不仅会检测负载均衡服务器池中每台机器的健康状况并通知IPVS将非健康的机器从池中移除掉；同时它还能对负载均衡调度器本身实现健康状态检查，当主负载均衡调度器出现问题时，备用负载均衡调度器顶替主进行工作。


　　逐条执行如下命令，执行的原因暂不解释，实际就是需要这些组件，安装即可。
　　

cd /usr/src
yum -y install openssl-devel
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.7.tar.gz
wget http://mirror.centos.org/centos/6/os/x86_64/Packages/popt-static-1.13-7.el6.x86_64.rpm
yum -y install popt-static-1.13-7.el6.x86_64.rpm
yum -y install kernel-devel make gcc openssl-devel libnl* popt*
ln -s /usr/src/kernels/2.6.32-220.13.1.el6.x86_64/ /usr/src/linux
tar zxvf keepalived-1.2.7.tar.gz
cd keepalived-1.2.7
./configure --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.32-358.2.1.el6.x86_64/
　　
　　

　　
　　执行完最后一条时，终端应该显示为下图这样，如果不是请不要继续，自己返回来看下有没有哪里执行有误；

　　
如果是上图这样，恭喜你已经成功了一大半，剩下的就简单了！　　继续执行
　　
make && make install
cp /usr/local/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/
cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
mkdir /etc/keepalived
cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/
　　
　　OK，KeepAlived安装完毕，然后进行配置。
　　6）KeepAlivde的配置
　　The First：打开IP Forward 功能（LVS现有三种负载均衡规则都需要打开此功能，如果不打开此功能，下面的配置配得再好都无济于事。）
　　

yum -y install vim
vim /etc/sysctl.conf
　　
　　打开后修改里面“net.ipv4.ip_forward = 1”，结果如下图：
　　（修改常用命令：i键表示要插入修改，修改好后摁ESC，然后输入":wq"，保存退出，其他命令参考：http://www.cnblogs.com/zhanglong0426/archive/2010/10/07/1845268.html）



　　



修改好后保存退出，执行如下命令使设置立即生效　　

sysctl -p

第二步：KeepAlivde的配置　　
　　配置文件在这个位置： /etc/keepalived/keepalived.conf
　　启动KeepAlived时，它默认会去/etc/keepalived下面找它的配置文件，所以上面命令中我们已经将这个配置文件复制过来了。现在进行修改：


　　

vim  /etc/keepalived/keepalived.conf
　　
　　具体的参数详情请参考：http://zhumeng8337797.blog.163.com/blog/static/100768914201191762253640/
　　下面是我配置好的文件内容
　　

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
test@sina.com
}
notification_email_from admin@test.com
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_MASTER
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth1
virtual_router_id 60
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.100
}
}
virtual_server 192.168.10.100 8080 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.10.142 8080 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.143 8080 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}


　　
　　以上就完成了keepAlived的配置，下面进行启动
　　

chkconfig keepalived on
service keepalived start
　　
　　查看进程
　　

ps aux | grep keepalived

结果如图　　
　　Keepalived正常运行时，共启动3个进程，其中一个进程是父进程，负责监控其子进程；一个是vrrp子进程；另外一个是checkers子进程。
　　如果此时只看到2个进程，请从安装keepalived的步骤重新执行。


　　


　　查看下虚拟IP是否已经加上（重要）
　　

ip a

如图：　　



　　说明虚拟IP已经自动配置上了。
　　


　　还有3个命令在先列示下，并不用执行
　　显示集群中服务器ip信息：ipvsadm -ln
　　查看日志：tail -f /var/log/messages
　　查看请求转发情况：ipvsadm -lcn | grep 虚拟IP


　　7）至此，LVS_MASTER服务器已经配置好并启动了，接下来我们配置web服务器。

4、WEB服务器WEB1_RealServer的配置
　　1）打开虚拟机WEB1_RealServer；
　　2）配置虚拟IP启动脚本
　　

yum -y install vim
vim /etc/init.d/realserver.sh

在文件中输入如下脚本：　　
　　

#!/bin/bash
SNS_VIP=192.168.10.100
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP
/sbin/route add -host $SNS_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 $SNS_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

3）安装配置TOMCAT　　
　　我测试用的是TOMCAT6
　　

yum -y install tomcat6 tomcat6-webapps tomcat6-admin-webapps
chkconfig tomcat6 on
service tomcat6 start
　　
　　启动后如图：



　　


　　关闭防火墙：
　　

service iptables stop
　　
　　打开浏览器：http://192.168.10.142:8080
　　会看到TOMCAT的熟悉页面了。



　　


　　为了测试负载均衡，我们将这个页面改下，以更好的标识这个网页是本服务器的
　　Tomcat6安装目录位于/usr/share/tomcat6，所以我们要编辑tomcat下的webapps/ROOT/index.html这个文件。

cd /usr/share/tomcat6/webapps/ROOT/
cat /dev/null > index.html
vim index.html
　　
　　将如下文本写入index.html，然后打开浏览器：http://192.168.10.142:8080，已经改变：
　　

web1 192.168.10.142
　　
　　


　　


　　4）启动虚拟IP的脚本
　　

sh /etc/init.d/realserver.sh start
ifconfig运行后会看到网络有了一个虚拟IP，如图：　　



　　


　　5）去LVS_MASTER服务器的终端查看下ipvsadm，查看已经连接上了WEB1服务器，运行命令
　　

ipvsadm -ln结果如图：　　



　　


　　已经可以看到有服务器加入进来了。
　　此时我们访问网页http://192.168.10.100，出现界面显示web1 192.168.10.142；或者使用命令行测试转发情况，如下：
　　

ipvsadm -lcn | grep 192.168.10.100运行结果：　　





　　OK，至此已经能实现负载均衡了，接下来我们通过克隆实现多个主机的试验。

5、服务器克隆
　　1）从LVS_MASTER克隆一个LVS_BACKUP服务器，然后修改其中的参数，MASTER与BACKUP配置仅三处不同：global_defs中的router_id、vrrp_instance中的state、priority
　　（注意keepAlived的配置文件中有一个网卡设备，虚拟机的网卡设备可能是不一样的，有的是eth0，有的是eth1，所以也是要改动的，否则从服务器的服务器很有可能服务不正常）


　　配置好的如下文：
　　

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
test@sina.com
}
notification_email_from admin@test.com
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_BACKUP
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth2
virtual_router_id 60
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.100
}
}
virtual_server 192.168.10.100 8080 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.10.142 8080 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.143 8080 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

2）从WEB1_RealServer克隆一个WEB2_RealServer，将tomcat的index.html文件改为web2 192.168.10.143。（这里的IP是我测试的，您的可以自定义）　　
　　启动realserver.sh脚本。
　　


　　3）OK，至此我们已经虚拟出2个LVS服务器，一对主从；2个WEB服务器，web1和web2。接下来我们进行测试，看能否满足我们的初始需求。

三、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，我们开始进行测试。

1、测试LVS层

1）首先执行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：　　
　　显示集群中服务器ip信息：ipvsadm -ln
　　查看日志：tail -f /var/log/messages
　　查看请求转发情况：ipvsadm -lcn | grep 虚拟IP
　　


　　LVS_MASTER中的IP信息



　　


　　LVS_BACKUP服务器的IP信息



　　


　　2）现在停掉LVS_MASTER的keepAlived服务，看LVS_BACKUP是否可以自动加上虚拟IP地址，并且开始转发请求。
　　（注意keepAlived的配置文件中有一个网卡设备，虚拟机的网卡设备可能是不一样的，有的是eth0，有的是eth1，所以也是要改动的，否则从服务器的服务器很有可能服务不正常）
　　LVS_MASTER如图：



　　


　　LVS_BACKUP服务器截图：



　　


　　切换很快，访问网页：http://192.168.10.100:8080也能正常显示。
　　3）、恢复主服务器的keepAlived服务后，主服务器立刻接替了从服务器的工作，就不做截图了。和第1）个正常效果是一样的。
　　4）、测试WEB服务器，看能否正常提供服务。先断掉WEB1，看下效果。
　　ipvsadm中的服务器列表，已经去掉了WEB1服务器，访问网页也只能访问到WEB2服务器了。



　　


　　5）开启WEB1，关掉WEB2。测试正常。

四、总结
　　经过不断的测试，终于完成了这篇稿子，望大家能够指正。还有一点就是很多时候都是配置文件中的一些小毛病造成的，比如：
　　1、keepAlived中的通知邮箱好像必须要写，否则不正确；
　　2、keepAlived中的网卡设备要注意，按照服务器的实际情况填写；
　　3、使用时，必要的端口要打开，或者关掉防火墙。否则有事不提供服务；
　　4、一些命令行的执行，少一些参数执行就可能会有一些问题。
　　5、LINUX系统的目录结构也头疼，要不断的熟悉，否则也让你故意弄混了。
　　


　　好了，大家如果有什么建议或者问题，欢迎留言。