CentOS7構建LVS+Keepalived高可用方案

時間 2020-06-19

標籤 centos7 centos 構建 lvs+keepalived lvs keepalived 可用方案欄目 Tomcat 简体版

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負載均衡（LB）軟件
常見負載均衡軟件有：LVS、Nginx、Haproxy
LVS:
1). 基於4層網絡協議，幾乎無流量產生，這個特色也決定這幾個負載均衡軟件裏負載能力最強，內存、CPU佔用資源也低。
2). 應用範圍廣，不只對Web服務作負載均衡，並且可結合其餘應用作負載，如LVS+MySQL負載均衡。
3). 配置簡單，可配置東西較少。
4). 無流量，LVS只分發請求，而流量並不從它自己出去，這點保證了均衡器IO的性能不會收到大流量的影響。
5). 有個虛IP概念。
Nginx:
1). 基於7層網絡協議，對Http應用作分流策略，如配置域名。
2). 高負載、穩定。支持上萬高併發。負載能力小於LVS。
3). 安裝配置簡單，支持的正則比Haproxy豐富。且對網絡穩定性的依賴很是小。
4). 可經過端口檢測到服務器內部的故障，如根據服務器處理網頁返回的狀態碼、超時等，把返回錯誤的請求從新提交到另外一個節點。
5). 做Web服務器。
6). 反向代理\負載均衡。
Haproxy:
1). 支持虛擬主機，可工做在4層、7層。
2). 負載均衡效率上來說Haproxy比Nginx更出色，在併發處理上也是優於Nginx。
3). 可以補充Nginx的一些缺點，如支持Session的保持，Cookie的引導。同時支持經過獲取指定的url來檢測後端服務器的狀態。
4). 支持負載均衡策略較多。如roundrobin簡單輪詢、leastconn最少服務器鏈接數、static-rr權重輪詢、uri哈希、sourceIP哈希、url_param請求的URL參數等。
LVS+Keepalived
LVS 是一個開源的軟件，可實現 Linux平臺下的負載均衡。LVS 是 Linux Virtual Server 的縮寫，意思是 Linux 虛擬服務器。 Linux 內核2.4版本後，LVS 已是 Linux 內核標準的一部分。
LVS主要工做是提供調度算法，把客戶端請求按照需求調度在Real Server上，Keepalived 主要工做是提供 LVS 控制器的一個冗餘，而且對Real Server作健康檢查，發現Real Server故障，就把它從 LVS 集羣中剔除，Real Server只負責提供服務。如LVS+Keepalived+Nginx模式，Nginx做爲Real Server。
LVS轉發模式
VS/NAT（Virtual Server via Network Address Translation）：經過網絡地址轉換，調度器重寫請求報文的目標地址，請求到後端Real Server，後端Real Server的響應報文經過調度器時，報文的源地址被重寫，再返回給客戶，完成整個負載調度過程。客戶請求哪裏來從哪兒返回。
VS/TUN（Virtual Server via IP Tunneling）：在使用上面的NAT 技術時，因爲請求和響應報文都必須通過調度器地址重寫，當客戶請求愈來愈多時，調度器的處理能力將成爲瓶頸。爲了解決這個問題，調度器把請求報文經過 IP 隧道轉發至Real Server，而Real Server將響應直接返回給客戶，因此調度器只處理請求報文。因爲通常網絡服務應答比請求報文大許多，採用 VS/TUN 技術後，集羣系統的最大吞吐量可提升 10 倍。
VS/DR （Virtual Server via Direct Routing）：VS/DR 經過改寫請求報文的 MAC 地址，將請求發送到Real Server，然後端的Real Server將響應直接返回給客戶。同 VS/TUN 技術同樣，VS/DR 技術可極大地提升集羣系統的伸縮性。後面就按此VS/DR模式做爲操做例子。

LVS(VS/DR)+Keepalived高可用集羣實例
OS環境：CentOS7

1). 在20、21上安裝ipvsadm和keepalived軟件

yum -y install ipvsadm
yum -y install keepalived

啓動keepalived服務web

systemctl start keepalived.service

使用配置LVS的時候,不能直接配置內核中的ipvs，需使用ipvs的管理工具ipvsadm進行管理。用於查看lvs轉發及代理狀況的工具。
2).修改keepalived配置文件
20的Master配置文件以下：
vim /etc/keepalived/keepalived.conf算法

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
 admin@localhost
}
notification_email_from root@localhost
router_id LVS_01   #表示運行keepalived服務器的一個標識，發郵件時顯示在郵件主題的信息
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER    #指定keepalived的角色Master
interface ens192     #網卡，ip a查看
virtual_router_id 100     #虛擬路由標識，主備兩個節點的設置必須同樣，以指明各個節點屬於同一VRRP組 
priority 100    #定義優先級，Master的priority要高於slave
advert_int 1    #設定MASTER與BACKUP負載均衡器之間同步檢查的時間間隔，單位秒
authentication {    #設置驗證類型和密碼
    auth_type PASS
    auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
    10.20.1.99/24 dev ens192    #設置VIP
}
}
virtual_server 10.20.1.99 443 {    #設置虛擬服務器，需指定虛擬IP地址和服務端口
delay_loop 3    #健康時間檢查，單位秒
lb_algo rr    #負載均衡調度算法wlc|rr
lb_kind DR    #設置LVS實現負載均衡機制，有NAT、TUN、DR三個模式
persistence_timeout 50    #會話保持時間，單位秒。此選項對動態網頁是很是有用
protocol TCP    #指定轉發協議類型，有TCP和UDP
real_server 10.20.1.22 443 {    #Real Server服務器，這裏爲Nginx服務器
    weight 1    #設置權重
    TCP_CHECK {    #設置檢查方式，能夠設置HTTP_GET | SSL_GET
        connect_port 443    #檢測Real Server的偵聽端口
        connect_timeout 5    #超時時間，單位秒。若是在這個時間內無返回，則說明一次監測失敗
        retry 3    #設置多少次監測失敗，就判斷這個Real Server死掉
        delay_before_retry 3    #重試間隔
    }
}
real_server 10.20.1.23 443 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
        connect_port 443
        connect_timeout 5
        retry 3            
        delay_before_retry 3
    }
}
}

21的slave的/etc/keepalived/keepalived.conf配置，需更改state Backup和修改priority的值小於master的priority。
Master服務器上查看IP，VIP在Master上。

ipvsadm命令查看規則。

3). Real Server配置
由於VS/DR模式，在後端Real Server即Nginx服務器上配置腳本。配置兩臺Nginx服務器上爲迴環地址lo:0綁定VIP地址、ARP廣播。
vim /opt/scripts/lvs_rs.shvim

#!/bin/bash
vip=10.20.1.99
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $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

在2二、23服務器上分別執行。

4). 測試LVS+Keepalived高可用羣集
客戶端的瀏覽器中，可以經過LVS+Keepalived羣集的VIP地址漂移（10.20.1.99）正常訪問web，驗證羣集構建成功。
先在20Master上將keepalived.service服務器關閉，查看IP狀況：

發現VIP沒了。
而後在21Slave上查看VIP是否漂移過來了：

發現VIP已經來到Slave上了。
這時，將20Master上將keepalived.service服務又從新啓動，VIP後回來了。後端