Ubuntu构建LVS+Keepalived高可用负载均衡集群【生产环境】

kinr

1、环境说明：系统版本：Ubuntu 14.04

LVS1物理IP：14.17.64.2   初始接管VIP：14.17.64.13
LVS2物理IP：14.17.64.3   初始接管VIP：14.17.64.14
真实web服务器IP：14.17.64.4-12
实现效果：去往14.17.64.13或14的报文，转发给14.17.64.4-12中的一台服务器处理，实现负载均衡。

要求1：当一台真实web服务器故障后，自动把该IP从负载均衡中踢除，恢复后自动加入集群。

要求2：当一台LVS服务器故障后，正常的LVS服务器会接管故障LVS服务器上的VIP，故障恢复后自动抢占回VIP，继续负载分担。

2、安装LVS与Keepalived#aptitude install ipvsadm          #安装lvs
#ipvsadm                             #加载lvs，ipvsadm的规则由keepalived来配置，所以安装即可，如果要对lvs手动配置详细了解，可参考我的另一篇文章：http://yangrong.blog./6945369/1574991
#aptitude install keepalived      #安装keepalived
#配置文件目录/etc/keepalived/keepalived.conf，默认并没有配置文件，需要手动创建。
#Keepalived配置文件详解参考地址：http://www.360doc.com/content/11/1228/16/834950_175607432.shtml

3、keepalived配置此处是单台LVS上keepalived.conf的配置，另一台LVS上的keepalived.conf的配置文件，只需把下列红色与蓝色字体参数对换一下即可。
配置文件如下：
! Configuration File for keepalived
vrrp_instance VI_1 {            #定义一个实例，keepalived间的高可用只能接管相同实例名称
    stateMASTER                 #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，所以设置priority时要注意MASTER比BACKUP高。
    interface p1p1              #指定监测网络的接口，当LVS接管时，将会把IP地址添加到该网卡上。
    virtual_router_id 51        #虚拟路由标识，同一个vrrp实例使用唯一的标识，同一个vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须一致。
    priority120                 #指定这个实例优先级

advert_int 1                 #心跳报文发送间隔

#notify_master/path/xx.sh    #这个实例切换为master时执行的脚本

#notify_backup /path/xx.sh   #这个实例切换为backup时执行的脚本

#track_interface{            #设置额外的监控，里面某个网卡故障也会进行切换，这个一般用来监控上行链路

#eth1

#}

    authentication {
        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，同一个vrrp_instance下，MASTER和BACKUP的密码必须一致才能正常通信
    }
    virtual_ipaddress {         #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个
     14.17.64.13
    }
}

vrrp_instance VI_2 {            #定义另一个实例
    state BACKUP
    interface p1p1
    virtual_router_id 52
   priority 80
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
          14.17.64.14
    }
}

virtual_server 14.17.64.13 0 {     #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 wrr                    #设置负载调试算法，这里设置为wrr即加权论询算法
    lb_kind DR                     #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT，TUN和DR三个模式可选
    persistence_timeout 50         #设置会话保持时间，单位是秒
    protocol TCP                   #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种

    real_server 14.17.64.4 0 {     #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口
        weight 1                   #配置服务节点的权值，
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8          #表示8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            #使用80端口进行保活
        }
         }

    real_server 14.17.64.5 0 {
        weight 1            
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8   
        nb_get_retry 3      
        delay_before_retry 3
        #connect_port 80        
        }
         }      
#更多real_server略掉。
}


virtual_server 14.17.64.14 0 {    #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 wrr                   #设置负载调试算法，这里设置为wrr即加权论询算法
    lb_kind DR                    #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT，TUN和DR三个模式可选
    persistence_timeout 50        #设置会话保持时间，单位是秒
    protocol TCP                  #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种

    real_server 14.17.64.4 0 {    #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口
        weight 1                  #配置服务节点的权值，
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8         #表示8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 14.17.64.5 0 {
        weight 1            
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 8     
        nb_get_retry 3      
        delay_before_retry 3
        connect_port 80        
        }
         }      
#更多real_server略掉
}

4、真实服务器健康检查测试    由于是线上环境，我不能通过关闭机器或网卡进行测试，但是他保活是通过tcp 80端口来保活的，所以只需关闭真实服务器上的http服务就OK。
如下所示，关掉nginx服务后，果真从lvs负载里踢出了。
root@ubuntu:/etc/keepalived# ipvsadm-L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  14.17.64.13:0 wrr persistent50
  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     3          0         
  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.10:0                Route   1     2          1         
  -> 14.17.64.11:0                Route   1     1          1        
  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0        
TCP  14.17.64.14:0 wrr persistent50
  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.5:0                 Route   1      0         0        
  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.10:0                Route   1     0          0         
  -> 14.17.64.11:0                Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.12:0                Route   1      0         0        
root@ubuntu:/etc/keepalived# /etc/init.d/nginxstop
root@ubuntu:/etc/keepalived# ipvsadm-L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  14.17.64.13:0 wrr persistent50
  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     3          0        
  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.11:0                Route   1     1          1        
  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0        
TCP  14.17.64.14:0 wrr persistent50
  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0         
  -> 14.17.64.11:0                Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0  

启动真实服务器上nginx后，该真实服务器又加入ipvsadm转发规则中。
root@ubuntu:/etc/keepalived# /etc/init.d/nginxstart
root@ubuntu:/etc/keepalived# ipvsadm-L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  14.17.64.13:0 wrr persistent50
  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     3          0        
  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.10:0                Route   1     1          1         
  -> 14.17.64.11:0                Route   1      0         0        
  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0        
TCP  14.17.64.14:0 wrr persistent50
  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.9:0                 Route  1      0          0        
  -> 14.17.64.10:0                Route   1     0          0         
  -> 14.17.64.11:0                Route   1     0          0        
  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0  

从测试结果得知，keepalived真实服务器保活测试成功。

5、LVS高可用自动切换测试由于都是在IDC机房服务器上操作，不可能断掉网卡，所以重启一台LVS服务器。

VIP接管查看：
其中一台LVS接管了14.17.64.14：
root@ubuntu:~# ip add |grep14.17.64
    inet 14.17.64.2/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1
    inet 14.17.64.14/32 scopeglobal p1p1

另一台LVS接管了14.17.64.13：
root@ubuntu:/etc/keepalived# ipadd |grep 14.17.64
    inet 14.17.64.3/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1
    inet 14.17.64.13/32 scopeglobal p1p1

把ipvsadm和keepalived加入开机自启动：
#cat  /etc/rc.local
ipvsadm
/etc/init.d/keepalived start

重启14.17.64.3服务器查看VIP切换情况：
经过测试，重启几秒钟后，14.17.64.2服务器就把VIP 14.17.64.13接管了过来。同时使用ssh登录14.17.64.13测试，能够正常的转发。
root@ubuntu:~# ip add|grep 14.17.64
    inet 14.17.64.2/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1
    inet 14.17.64.14/32 scopeglobal p1p1
    inet 14.17.64.13/32 scopeglobal p1p1

root@ubuntu:~# ipvsadm -L -c      #从这儿可以看出，14.17.64.13转发到10真实服务器上。
IPVS connection entries
pro expire state      source             virtual            destination
TCP 14:58  ESTABLISHED242.103.143.219.broad.bj.bj.dynamic.163data.com.cn:54106 14.17.64.13:62222  14.17.64.10:62222

在lvs服务器重新启动之后，还会把VIP抢占回来
root@ubuntu:~# ip add|grep 14.17.64
    inet 14.17.64.2/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1
    inet 14.17.64.14/32 scopeglobal p1p1

到此，LVS+Keepalived高可用搭建完成，并能实现多端口的转发（即转发所有TCP端口）。


思考：
此处只部署了两台LVS，如果要部署更多LVS，也是同样的配置，因为keepalived的心跳报文是广播的，所以只要在同一个局域网内，无论多少个keepalived程序都能够进行选举与VIP接管。