CentOS6.2下选择LVS+Keepalived构建高看复用性负载均衡架构

艾辉

　　在互连网应用技术里，使用负载均衡技术主要的目的包括如下几点：
     ◆ 系统高可用性。组成系统的某些设备或部件失效，并不会影响正常的服务。
     ◆ 系统可扩展性。用户的增加，引起访问数乃至流量的增加，这种情形下，需要对系统进行扩容，以应对这种快速增长。对于提供高可用服务的互联网网站，其对可扩展的基本要求就是在保持系统服务不终止的情况下，透明的扩充容量，即用户不知道扩容的存在，或者说是扩容不对现有的服务产生任何负面作用。这些扩展主要包括：带宽扩展、服务器扩展、存储容量扩展、数据库扩展等，当然也包括主机增加内存等方面的扩展。
     ◆ 负载均衡能力。一个应用或服务由数个物理服务器提供,并且每个物理服务器运行的应用或服务是相同的,我们可以让用户的访问通过某种控制策略,把负载分摊到不同的物理服务器,从而保持每个物理服务器有比较合理的负载。当整个系统的负载趋于饱和时，通过增加物理服务器和扩充物理带宽来解决这个麻烦。增加物理服务器以后，系统的负载情况将重新在所有集群的物理服务器之间按照指定的算法重新达到新的均衡。   
　　一个完整的负载均衡项目，一般由虚拟服务器、故障隔离及失败切换 3 个功能框架所组成。虚拟服务器是负载均衡体系的基本架构，它分两层结构：转发器（Director）和真实服务器。
图 1-1 为虚拟服务器的结构示意。

图1-1

       为什么称虚拟服务器？因为从用户的角度看来，似乎只是一个服务器在提供服务。虚拟服务器最主要的功能是提供包转发和负载均衡，这个功能可以通过撰写 ipvsadm 脚本具体实现。虚拟服务器是通过在IPVS服务器上增加一条转发路由实现的虚拟IP访问来控制用户的访问IP地址为虚拟IP地址。

 

故障隔离指虚拟服务器中的某个真实服务器（或某几个真实服务器）失效或发生故障，系统将自动把失效的服务器从转发队列中清理出去，从而保证用户访问的正确性；另一方面，当实效的服务器被修复以后，系统再自动地把它加入转发队列。
失败切换，这是针对负载均衡器 Director 采取的措施，在有两个负载均衡器 Director 的应用场景，当主负载均衡器（MASTER）失效或出现故障，备份负载均衡器（BACKUP）将自动接管主负载均衡器的工作；一旦主负载均衡器故障修复，两者将恢复到最初的角色。

       要从技术上实现虚拟服务器、故障隔离及失败切换 3 个功能，需要两个工具：ipvsadm 和
keepalived。当然也有 heartbeat 这样的工具可以实现同样的功能，但相对于 keepalived，
heartbeat 的实现要复杂得多（如撰写 ipvsadm 脚本，部署 ldirectord，编写资源文件等）。在
采用 keepalived 的方案里，只要 ipvsadm 被正确的安装，简单的配置唯一的文件 keepalived
就行了。

 

       本文以实际应用场景为例，实际用了2台服务器来实现了IPVS+KeepAlived的高可用性负载均衡组件技术。

 

     1、安装IPVS

     在CentOS最小安装中，可采用Yum的方式简化安装步骤，目前网络上很多的文章提供的是编译安装，实际上yum已经提供了安装源，已经不需要那么麻烦了，需要做的只是： 

#yum install ipvsadm*
　　安装完毕后，ipvsadm会自动加入到系统启动应用中，可用chkcongfig --list检查下是否自启动
　　下面是修改ipvsadm的配置文件，配置文件位于/etc/sysconfig/ipvsadm，打开这个文件插入如下代码

-A -t 192.168.1.225:80 -s wrr
-a -t 192.168.1.225:80 -r 192.168.1.222:80 -g -w 1
-a -t 192.168.1.225:80 -r 192.168.1.223:80 -g -w 1
　　保存后退出，修改ipvsadm的启动脚本

GW=192.168.1.1
# website director vip.
SNS_VIP=192.168.1.225 #这个是要虚拟的IP地址
.....
start() {
/sbin/ifconfig em1:0 $SNS_VIP braodcast $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 up #添加虚拟IP
/sbin/route add -host $SNS_VIP dev em1:0 #添加到虚拟IP的静态路由
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
......
stop() {
/sbin/ifconfig em1:0 down
/sbin/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
.....
　　同时修改/etc/sysctl.conf文件中

# Controls IP packet forwarding
net.ipv4.ip_forward = 1

　　保存退出后，输入

#sysctl -p
　　将以上步骤在两台机器上全部做一遍。这时候即可启动IPVS
　　2、安装Keepalived

yum install keepalived*

    安装成功后，输入

   
#vim /etc/keepalived/keepalived.conf

   在文件中修改几处地方

  
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP  #备份机填写这个，主服机此处为MASTER
interface em1
virtual_router_id 51
priority 98       #备份机的优先级，要比主服的优先级低一些
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.225    #虚拟服务器地址
}
}
virtual_server 192.168.1.225 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.1.222 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
connect_timeout 10
}
}

real_server 192.168.1.223 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
connect_timeout 10
}
}
}

      两个机器上按照上述配置配置好后重启keepalived服务即可，最后形成的网络拓扑图如下