lvs+keepalived使用總結

時間 2020-07-23

標籤 lvs+keepalived lvs keepalived 使用總結欄目負載均衡简体版

原文原文鏈接

1、lvs簡介和推薦閱讀的資料

2、lvs和keepalived的安裝

3、LVS VS/DR模式搭建

4、LVS VS/TUN模式搭建

5、LVS VS/NAT模式搭建

6、keepalived多種real server健康檢測實例

7、lvs持久性工做原理和配置

8、lvs數據監控

9、lvs+keepalived故障排除

1、lvs簡介和推薦閱讀的資料

學習lvs+keepalived必須閱讀的三個文檔。html

一、《keepalived權威指南》linux

二、《lvs手冊》算法

三、《Red_Hat_Enterprise_Linux-5-Virtual_Server_Administration-zh-CN》後端

這三個文檔是官方文檔，介紹了大部分原理和基礎知識。下面我主要記錄一些使用的案例，方便查閱。bash

他們負責什麼工做?服務器

在lvs+keepalived環境裏面，lvs主要的工做是提供調度算法，把客戶端請求按照需求調度在real服務器，keepalived主要的工做是提供lvs控制器的一個冗餘，而且對real服務器作健康檢查，發現不健康的real服務器，就把它從lvs集羣中剔除，real服務器只負責提供服務。架構

2、lvs和keepalived的安裝

環境規劃app

2*(lvs+keepalived服務器)+n*real-server，通常lvs+keepalived是這樣的架構。ssh

開始安裝tcp

一、下載軟件包

在http://www.linuxvirtualserver.org/ 下載lvs的軟件包

在http://www.keepalived.org/ 下載keepalived軟件包

二、先編譯安裝lvs，再安裝keepalived，安裝lvs須要內核源碼

下載lvs源碼的時候，必定要選擇你內核版本對應的源碼包。

# uname  -r
2.6.18-164.el5PAE
#yum install kernel-devel -y  //安裝內核源碼包
#ln -s /usr/src/kernels/2.6.18-164.el5PAE-i686/ /usr/src/linux
#wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.tar.gz  //                                                ipvsadm包就是lvs軟件包，別以爲名字不同
# tar -zxvf ipvsadm-1.24.tar.gz
# cd ipvsadm-1.24
#make && make install

檢查lvs是否安裝成功：

#ipvsadm //查看是否有輸出

#lsmod | grep ip_vs //若是ipvsadm有輸出，那麼使用這個命令查看是否加載ip_vs模塊，若是加載，那麼lvs算安裝成功。

二、編譯安裝keepalived，必定在安裝完lvs之後在安裝keepalive

#wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.1.15.tar.gz //不建議選擇最新的版本
#tar -zxvf keepalived-1.1.15.tar.gz
#cd keepalived-1.1.15
#./configure --prefix=/  --mandir=/usr/local/share/man/ --with-kernel-dir=/usr/src/linux/
Keepalived version       : 1.1.15
Compiler                 : gcc
Compiler flags           : -g -O2
Extra Lib                : -lpopt -lssl -lcrypto
Use IPVS Framework       : Yes
IPVS sync daemon support : Yes
Use VRRP Framework       : Yes
Use LinkWatch            : No
Use Debug flags          : Nod

看見如上輸入，注意yes和no的值，若是同樣，證實配置成功，若是lvs爲no，那麼證實你的lvs沒有安裝成功，須要重新安裝lvs再安裝keepalived。

#make && make install

若是沒有報錯，那麼就安裝成功了，檢查一下是否生成了keepalived命令。

3、LVS VS/DR模式搭建

環境介紹

主機IP	角色	安裝軟件
122.225.32.134	Lvs+keepalived MASTER	Ipvsadm keepalived
122.225.32.135	Lvs+keepalived BACKUP	Ipvsadm keepalived
122.225.32.136	Real server	Lvs_real腳本
122.225.32.137	Real server	Lvs_real腳本
122.225.32.142	VIP

注意：全部機器都在一個交換機，而且在一個網段。

1、在134和135上安裝ipvsadm和keepalived軟件。

2、修改keepalived的配置文件

122.225.32.134：

# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
     lr@isadba.com
   }
   notification_email_from lvs@isadba.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        122.225.32.142
    }
}
virtual_server 122.225.32.142 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 0             //此值爲0，主要是爲了方便測試，每次刷新頁面結果會不同
    protocol TCP
    real_server 122.225.32.136 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port    80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 122.225.32.137 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port    80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

122.225.32.135：

和122.225.32.134相比，值須要刪除state MASTER 和修改priority的值小於master的。

real server：

在全部real server上添加下面腳本，名執行# cat /sbin/lvs_real

#!/bin/bash
#description:start realserver
vip=122.225.32.157
source /etc/rc.d/init.d/functions
case $1 in
start)
        echo "Start Realserver"
        /sbin/ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 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
;;
stop)
        echo "Stop Realserver"
        /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
;;
*)
        echo "Usage: $0 (start | stop)"
exit 1
esac

執行腳本之後，使用ip add命令查看lo接口是否添加了虛擬ip地址。

固然，real server上面須要安裝http服務，並啓動，在index.html裏面添加本身的IP地址，方便客戶端訪問時候辨別訪問的是哪一個主機。

3、配置完成之後，開始測試：

在122.225.32.134和122.225.32.135上使用ip add檢查，虛擬IP應該配置在134上面。

測試1{主要測試lvs}：訪問虛擬IP是否能夠訪問真實服務器，是否輪詢real server

在master上使用 ipvsadm命令查看lvs狀態。

# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  122.225.32.142:http rr
  -> 122.225.32.137:http          Route   1      0          0        
  -> 122.225.32.136:http          Route   1      0          0

在客戶端訪問虛擬IP 122.225.32.142，看是否能夠訪問。每次刷新，應該會換一個real server。訪問數次後，經過ipvsadm觀察lvs狀態。

# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  122.225.32.142:http rr
  -> 122.225.32.137:http          Route   1      0          6        
  -> 122.225.32.136:http          Route   1      0          6

測試2{主要測試keepalived}：lvs服務器的HA，當keepalived master掛掉後，keepalived backup會不會接管虛擬IP。

關閉master主機上的keepalived進程。

在backup上ip add查看是否添加虛擬IP，經過/var/log/message查看相關轉換日誌。

測試3{測試backup的lvs}：使用客戶端訪問如今虛擬ip，查看是否一切正常

測試完成後，開啓master的keepalived進程，等虛擬ip轉移到master之後，在從客戶端訪問，查看是否存在問題。

4、LVS VS/TUN模式搭建

環境介紹

主機IP	角色	安裝軟件
122.225.32.134	Lvs+keepalived MASTER	Ipvsadm keepalived
122.225.32.135	Lvs+keepalived BACKUP	Ipvsadm keepalived
122.225.32.155	Real server
122.225.32.156	Real server
122.225.32.142	VIP

注意：虛擬ip，master和backup在贊成網段和交換機，realserver在不一樣網段，可是同屬於外網IP

1、在134和135上安裝ipvsadm和keepalived軟件。

2、修改keepalived的配置文件

122.225.32.134：

 # cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
     lr@isadba.com
   }
   notification_email_from lvs@isadba.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        122.225.32.142
    }
}
virtual_server 122.225.32.142 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind TUN
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 0
    protocol TCP
    real_server 122.225.32.155 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port    80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 122.225.32.156 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port    80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

122.225.32.135：

和122.225.32.134相比，值須要刪除state MASTER 和修改priority的值小於master的。

real server：

在全部real server上添加下面腳本，名執行。

# cat /sbin/lvs_real_tun
#!/bin/sh
# description: Config realserver tunl port and apply arp patch
VIP=122.225.32.142
. /etc/rc.d/init.d/functions
case $1 in
start)
echo "Tunl port starting"
ifconfig tunl0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up
/sbin/route add -host $VIP dev tunl0
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p
;;
stop)
echo "Tunl port closing"
ifconfig tunl0 down
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
;;
*)
echo "Usage: $0" {start|stop}
exit 1
esac

3、配置完成之後，開始測試：

測試方法和DR方法同樣。

5、LVS VS/NAT模式搭建

環境介紹

主機IP	角色	安裝軟件
122.225.32.134	Lvs+keepalived MASTER	Ipvsadm keepalived
122.225.32.135	Lvs+keepalived BACKUP	Ipvsadm keepalived
10.1.1.9	Real server	Lvs_real腳本
10.1.1.10	Real server	Lvs_real腳本
122.225.32.142	VIP eth0	外網虛擬IP
10.1.1.118	VIP eth1	內網虛擬IP

注意：全部機器都在一個交換機，而且在一個網段，LVS服務器端最好開啓數據包轉發net.ipv4.ip_forward。

1、在134和135上安裝ipvsadm和keepalived軟件。

2、修改keepalived的配置文件

注意：這裏因爲須要內外網IP的同時漂移，因此須要用到vrrp同步組，而且須要同時開啓兩個vrrp實例。

122.225.32.134：

通過上面的配置，你們應該比較熟悉了，相對於TUN和DR模式，NAT的配置文件主須要作一下修改。

! Configuration File for keepalived
global_defs {
   notification_email {
     lr@isadba.com
   }
   notification_email_from lvs@isadba.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_sync_group G1 {
  group {
    VI_1
    VI_2
  }
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        122.225.32.142
    }
}
vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 51
    priority 150
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.1.1.118
    }
}
virtual_server 122.225.32.142 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind NAT
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 0
    protocol TCP
    real_server 10.1.1.251 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port    80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 10.1.1.8 80{
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port    80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

122.225.32.135：

和122.225.32.134相比，值須要刪除state MASTER 和修改priority的值小於master的。

real server：

10.1.1.9和10.1.1.10的網關須要指定的lvs的內網虛擬IP也就是10.1.1.118，不須要其餘設置。

6、keepalived多種real server健康檢測實例

keepalived對lvs的real server檢測方式主要有如下幾種，HTTP_GET,SSL_GET,TCP_CHECK,SMTP_CHECK,MISC_CHECK.

其中TCP_CHECK是最經常使用的方式，通常內容在keepalived手冊中均可以查到，值得提一下的就是關於digest和genhash的用法。

HTTP_GET | SSL_GET {
url {
path /
digest <string> ##genssh工具算出的。
status_code 200
}
connect_port 80
bindto <IPADD>
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 2
}

這裏須要注意的就是digest的值如何算，通常在安裝keepalived後，會生成一個genhash的工具。

可使用

#genhash -h 查看幫助

常見的使用方法以下

# genhash  -s 10.1.1.8 -p 80 -u index.html 若是你是ssl鏈接，須要加 -S 參數，算出的值貼到配置文件中就能夠了。

7、lvs持久性工做原理和配置

1、LVS持久鏈接技術

lvs的持久性鏈接有兩方面。

一、把同一個client的請求信息記錄到lvs的hash表裏，保存時間使用persistence_timeout控制，單位爲秒。persistence_granularity 參數是配合persistence_timeout的，在某些狀況特別有用，他的值是子網掩碼，表示持久鏈接的粒度，默認是255.255.255.255，也就是單獨的client ip，若是改爲，255.255.255.0就是client ip一個網段的都會被分配到同一個real server。

二、一個鏈接建立後空閒時的超時時間，這個時間爲3種

a、tcp的空閒超時時間

b、lvs收到客戶端tcp fin的超時時間

c、udp的超時時間

如何查看這些值？

# ipvsadm //能夠查看鏈接空閒的超時時間，紅色標記。

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP 122.225.32.142:http rrpersistent 10

-> 122.225.32.137:http Route 1 0 1

-> 122.225.32.136:http Route 1 0 0

# ipvsadm -l –timeout //查看tcp tcpfin udp的超時時間

Timeout (tcp tcpfin udp): 900 120 300

他們是如何工做的？

咱們經過

# ipvsadm -Lcn

IPVS connection entries

pro expire state source virtual destination

TCP 00:57 NONE 110.184.96.173:0 122.225.32.142:80 122.225.32.136:80

TCP 01:57 FIN_WAIT 110.184.96.173:54568 122.225.32.142:80 122.225.32.136:80

當一個client訪問vip的時候，ipvs或記錄一條狀態爲NONE的信息，紅色的值的初始值是persistence_timeout的值，而後根據時鐘主鍵變小，在如下記錄存在期間，同一client ip鏈接上來，都會被分配到同一個後端。

FIN_WAIT的值就是tcp tcpfin udp的超時時間，當NONE的值爲0時，若是FIN_WAIT還存在，那麼NONE的值會重新變成60秒，再減小，直到FIN_WAIT消失之後，NONE纔會消失，只要NONE存在，同一client的訪問，都會分配到統一real server。

如何設置這些值？

persistence_timeout能夠經過如下兩種方法設置

一、 ipvsadm -A -t 192.168.20.154:80 -s rr -p 60

注意：上面命令中紅色標記的80端口，表示同一客戶端訪問服務器的80端口，會被定義到同一個real server，若是把80端口改成0，那麼同一客戶端訪問服務器的任何服務都會被轉發到同一real server。

二、修改keepalived配置文件在虛擬服務器配置下面加入 persistence_timeout 60

tcp tcpfin udp的配置

#ipvsadm –set tcp tcpfin udp

# ipvsadm –set 120 50 50 //實例

建議：tcpfin的值最好小於persistence_timeout的值，這樣比較方便計算。

lvs持久性參考資料：

http://www.linuxvirtualserver.org/docs/persistence.html

2、防火牆標記

http://lymrg.blog.51cto.com/1551327/684681

3、conn_syncd

lvs負載調度器在進行切換的時候，仍是會影響服務的，由於備用的調度器上沒有已經創建的鏈接信息，當這些已經創建的鏈接經過備用的調度器的時候，鏈接會被reset掉，從而致使鏈接中斷，這個時候就該conn_syncd上場了。詳細信息請參見（http://www.linuxvirtualserver.org/docs/sync.html），lvs中文手冊也提到過這個問題。

解決方案：

Here is simple intructions to use IPVS connection synchronization. On the primary load balancer, run
#ipvsadm --start-daemon=master --mcast-interface=eth0
On the backup load balancers, run
#ipvsadm --start-daemon=backup --mcast-interface=eth0
To stop the daemon, run
#ipvsadm --stop-daemon

注意：這個命令須要手工啓用，而且若是主lvs掛掉，切換到備用的時候，鏈接信息是同步的，可是主恢復，搶佔vip後，鏈接信息是不會被反同步回去的。配置不搶佔是使用nopreempt，只能配置在backup狀態的主機，而且優先級必須比另一臺高，也就是配置在主lvs上，可是主lvs不能配置state master值。