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2015
02-25

LVS+Keepalived实现高可用负载均衡

前言

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:

LVS+Keepalived实现高可用负载均衡

 

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

230731940

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

[root@master ~]# yum -y install ipvsadm keepalived
[root@backup ~]# 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

[root@master ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
   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

[root@backup ~]# scp 172.16.14.1:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
######修改如下两项
[root@backup ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
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

######MASER服务器
[root@master ~]# service keepalived start
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
[root@master ~]# chkconfig keepalived on
[root@master ~]# chkconfig --list keepalived
keepalived      0:off   1:off   2:on    3:on    4:on    5:on    6:off
######BACKUP服务器
[root@backup ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
[root@backup ~]# service keepalived start
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
[root@backup ~]# chkconfig keepalived on
[root@backup ~]# 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

[root@master ~]# sed -i 's/net.ipv4.ip_forward = 0/net.ipv4.ip_forward = 1/g' /etc/sysctl.conf
[root@backup ~]# sed -i 's/net.ipv4.ip_forward = 0/net.ipv4.ip_forward = 1/g' /etc/sysctl.conf
######执行如下命令使其生效
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

[root@web1 ~]# yum -y install httpd
######为web1提供测试页
[root@web1 ~]# echo '<h1>WEB1 http://www.tshare365.com</h1> 欢迎关注我的技术博客' > /var/www/html/index.html
[root@web1 ~]# service httpd start
[root@web1 ~]# chkconfig httpd on
[root@web1 ~]# 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

2

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

[root@web2 ~]# yum -y install httpd
######为web2提供测试页
[root@web2 ~]# echo '<h1>WEB1 http://www.tshare365.com</h1> 欢迎关注我的技术博客' > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# service httpd start
[root@web2 ~]# chkconfig httpd on
[root@web2 ~]# chkconfig --list httpd
httpd           0:off   1:off   2:on    3:on    4:on    5:on    6:off

4、访问测试WEB2服务器

3

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

[root@web1 ~]# vim /etc/init.d/lvs
#!/bin/bash
#ALLEN http://502245466.blog.51cto.com
# 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
====================================================================
[root@web1 ~]# chmod +x /etc/init.d/lvs
[root@web1 ~]# chkconfig --add lvs
[root@web1 ~]# chkconfig lvs on
[root@web1 ~]# chkconfig --list lvs
lvs             0:off   1:off   2:on    3:on    4:on    5:on    6:off
[root@web1 ~]# service lvs start
[root@web1 ~]# service lvs status
LVS-DR real server Running.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
######为WEB2提供脚本
[root@web2 ~]# scp -p 172.16.14.3:/etc/init.d/lvs /etc/init.d/
[root@web2 ~]# chkconfig --add lvs
[root@web2 ~]# chkconfig lvs on
[root@web2 ~]# chkconfig --list lvs
lvs             0:off   1:off   2:on    3:on    4:on    5:on    6:off
[root@web2 ~]# service lvs start
[root@web2 ~]# 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

[root@master ~]# ip addr show eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 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
######由上可见虚拟IP地址已经在Master主机上启动
========================================================================
[root@master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.14.10:80 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

45

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

[root@master ~]# service keepalived stop
Stopping keepalived:                                       [  OK  ]
----------------------------------------------------------------------
[root@master ~]# ip addr show eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 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
----------------------------------------------------------------------
[root@master ~]# ipvsadm -L -n
IP 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
======================================================================
[root@backup ~]# ip addr show eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 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
----------------------------------------------------------------------
[root@backup ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.14.10:80 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

4 5

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
[root@master ~]# service keepalived start
Starting keepalived:                                       [  OK  ]
----------------------------------------------------------------------
[root@master ~]# ip addr show eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 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
----------------------------------------------------------------------
[root@master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.14.10:80 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
[root@backup ~]# ip addr show eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 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
----------------------------------------------------------------------
[root@backup ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.14.10:80 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

[root@web1 ~]# service httpd stop
Stopping httpd:                                            [  OK  ]
------------------------------------------------------------------------
[root@master ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.14.10:80 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

注意:

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

解决VIP抢占的问题:

    在主备都设置成BACKUP,并在主设置nopreempt参数,这样就可以防止主服务修复之后抢占vip。通过主备上设置不同的优先级,来选举主节点

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,如果遇到什么问题,请留言!

 




最后编辑:
作者:tshare365
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。
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