Linux架构之LVS

三月阳光

　　

简介

　　LVS是linux virtual server的简写linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统，可以再unix/linux平台下实现负载均衡集群功能。
　　DR模式（直接路由模式）
　　Virtual server via direct routing (vs/dr)
　　DR模式是通过改写请求报文的目标MAC地址，将请求发给真实服务器的，而真实服务器响应后的处理结果直接返回给客户端用户。同TUN模式一样，DR模式可以极大的提高集群系统的伸缩性。而且DR模式没有IP隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必要必须支持IP隧道协议的要求。但是要求调度器LB与真实服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上，必须在同一个局域网环境。
　　DR模式是互联网使用比较多的一种模式。
　　DR模式原理图：

LVS调度算法的生产环境选型：
1、一般的网络服务，如http，mail，mysql等常用的LVS调度算法为：
a.基本轮询调度rr
b.加权最小连接调度wlc
c.加权轮询调度wrc
　　DR配置

Director server	chumjtest01	eth0 172.31.24.199	VIP:172.31.24.197
Realserver01	chumjtest02	eth0 172.31.24.200	VIP lo:0:172.31.24.197
Realserver02	chumjtest03	eth0 172.31.24.198	VIP lo:0:172.31.24.197

　　实验准备
1.关闭防火墙 iptables -F;  
2.关闭selinux： setenforce 0

3.在Director Server安装好lvs
4.realserver都需要安装nginx


　　Dirserver配置
　　首先为了执行方便编写一个脚本
#!/bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward         //开启转发功能
ipv=/sbin/ipvsadm
vip=172.31.24.197        //VIP的IP地址
rs1=172.31.24.200        //RS1的IP地址         
rs2=172.31.24.198        //RS2的IP地址
ifconfig eth0:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev eth0:0
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s rr        //轮询,意思是一次转发，      
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1    //g表示LVS-DR模式 w表示权重   
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1　　

　　Realserver 配置
　　同样建立一个脚本，分别在放在两台RS上面。
#!/bin/bash
vip=172.31.24.197
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip 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　　然后director上执行: bash /usr/local/sbin/lvs_dr.sh
两台rs上执行: bash /usr/local/sbin/lvs_dr_rs.sh

　　测试
[root@chumjtest04 ~]# curl 172.31.24.197
Chumjtest03　　

　　注：
　　主要realserver 权重不一样要修改dirserver配置文件
#!/bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward         //开启转发功能
ipv=/sbin/ipvsadm
vip=172.31.24.197        //VIP的IP地址
rs1=172.31.24.200        //RS1的IP地址         
rs2=172.31.24.198        //RS2的IP地址
ifconfig eth0:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev eth0:0
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s wrr        //加权轮询,依照优先级转发      
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 3    //w表示权重，修改权重
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1



　　Keepalived安装
　　如果由之前的配置要清理下
　　ipvsadm -C
　　ifconfig eth0:0 down
　　

　　由于环境限制这里将RS02当做keepalived备机，在真是环境中不建议这么做。最好另外有一台设备当做备机
　　进入keepalived，对配置文件进行配置
[root@chumjtest01 sbin]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER   #备用服务器上为 BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100  #备用服务器上为90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.31.110
    }
}
virtual_server 192.168.31.110 80 {
    delay_loop 6                  #(每隔10秒查询realserver状态)
    lb_algo wlc                  #(lvs 算法)
    lb_kind DR                  #(Direct Route)
    persistence_timeout 60        #(同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver)
    protocol TCP                #(用TCP协议检查realserver状态)
    real_server 192.168.31.100 80 {
        weight 100               #(权重)
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10       #(10秒无响应超时)
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
real_server 192.168.31.101 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
     }
}　　将主机的keepalived配置文件拷贝到备机上
只需要修改
state
MASTER  -> state BACKUP
priority 100 ->
priority 90
[root@chumjtest01 sbin]# scp keepalived.conf root@172.31.24.200:/etc/keepalived
进入chumjtest02
[root@chumjtest02 keepalived]# vim keepalived.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP   #备用服务器上为 BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 90  #备用服务器上为90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.31.24.197
    }
}
virtual_server 172.31.24.197 80 {
    delay_loop 6                  #(每隔10秒查询realserver状态)
    lb_algo wlc                  #(lvs 算法)
    lb_kind DR                  #(Direct Route)
    persistence_timeout 60        #(同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver)
    protocol TCP                #(用TCP协议检查realserver状态)
    real_server 172.31.24.200 80 {
        weight 100               #(权重)
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10       #(10秒无响应超时)
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
real_server 172.31.24.198 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
     }
}　　注：

　　1.配置完keepalived后需要开启端口转发（主从都需要）

　　2.RS上都需要执行lvs_dr_rs.sh脚本
　　 3.两个director上启动keepalived服务（先主后从）
　　启动keepalived服务会自动生成vip和ipvsadm规则，不需要再去执行上面提到的/usr/local/sbin/lvs_dr.sh 脚本。
　　

　　启动keepalived
[root@chumjtest01 ~]# service keepalived restart
Stopping keepalived:                                       [  OK  ]
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
[root@chumjtest01 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.31.24.197:80 wlc persistent 60
  -> 172.31.24.198:80             Route   100    0          0         
  -> 172.31.24.200:80             Route   100    0          0     
[root@chumjtest01 sbin]# ip addr
1: lo:  mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0:  mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
    link/ether 00:50:56:b3:79:e3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.31.24.199/24 brd 172.31.24.255 scope global eth0
    inet 172.31.24.197/32 scope global eth0      //VIP已经启动
    inet6 fe80::250:56ff:feb3:79e3/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever　　测试
　　可以将keepalived的master服务停止，看下在备机上是否启动。

[root@chumjtest01 sbin]# service keepalived stop
Stopping keepalived:                                       [  OK  ]
[root@chumjtest01 sbin]#　　从备机的日志上看到VIP已经在备机上启动
[root@chumjtest02 sbin]# tail -f /var/log/messages
Jan 11 17:21:00 chumjtest02 Keepalived_vrrp[1998]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
Jan 11 17:21:01 chumjtest02 Keepalived_vrrp[1998]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
Jan 11 17:21:01 chumjtest02 Keepalived_vrrp[1998]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
Jan 11 17:21:01 chumjtest02 Keepalived_vrrp[1998]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 172.31.24.197
Jan 11 17:21:01 chumjtest02 Keepalived_healthcheckers[1997]: Netlink reflector reports IP 172.31.24.197 added
Jan 11 17:21:06 chumjtest02 Keepalived_vrrp[1998]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 172.31.24.197[root@chumjtest02 sbin]# ip addr
1: lo:  mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet 172.31.24.197/32 brd 172.31.24.197 scope global lo:0
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth1:  mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 00:50:56:b3:0e:c3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:50:56:b3:68:a0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.31.24.200/24 brd 172.31.24.255 scope global eth0
    inet 172.31.24.197/32 scope global eth0     //VIP已经在备机上启动
    inet6 fe80::250:56ff:feb3:68a0/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever　　注：
　　keepalived的日志在/var/log/messages，可以通过检查日志来发现问题。