LVS+Keepalived负载均衡

  • LVS简介及工作原理

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。

LVS 简单工作原理：用户请求LVS VIP，LVS根据转发方式和算法，将请求转发给后端服务器，后端服务器接受到请求，返回给用户。对于用户来说，看不到WEB后端具体的应用。

LVS转发方式有三种，分别是NAT、DR、TUN模式，常用算法：RR、LC、WRR、WLC模式等（RR为轮询模式，LC为最少连接模式）

LVS NAT原理：用户请求LVS到达director,director将请求的报文的目标地址改成后端的realserver地址，同时将报文的目标端口也改成后端选定的realserver相应端口，最后将报文发送到realserver，realserver将数据返给director，director再把数据发送给用户。（两次请求都经过director，所以访问大的话，director会成为瓶颈）

LVS DR原理：用户请求LVS到达director,director将请求的报文的目标MAC地址改成后端的realserver MAC地址，目标IP为VIP（不变），源IP为用户IP地址（保持不变），然后Director将报文发送到realserver，realserver检测到目标为自己本地IP，如果在同一个网段，然后将请求直接返给用户。如果用户跟realserver不在一个网段，则通过网关返回用户。（此种转发效率最高）

LVS TUN原理：跟LVS DR类似，也是改变封装MAC地址，多了一层隧道加密。实施环境复杂，比LVS DR模式效率略低。

安装实验架构图：

  • LVS环境安装配置

下载LVS所需软件ipvsadm-1.2.4.tar.gz软件，编译安装：

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wget -c http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.tar.gz
ln 
-s /usr/src/kernels/2.6.* /usr/src/linux  
//IPVS模块编译进内核里，需要做软连接
tar 
xzvf ipvsadm-1.24.tar.gz &&cdipvsadm-1.24 && make 
&&make 
install
  
  
查看LVS转发列表命令为：ipvsadm–Ln
清空lvs转发            ipvsadm -C

  • Keepalived安装配置

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wget    
  
tar 
-xzvf  keepalived-1.2.12.tar.gz;cd  
keepalived-1.2.12;
  
./configure 
&&make 
&& make 
install

安装完毕，配置keepalived服务为系统服务。

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DIR=/usr/local/ 
cp 
$DIR/etc/rc.d/init.d/keepalived
/etc/rc.d/init.d/ && cp 
$DIR/etc/sysconfig/keepalived 
/etc/sysconfig/
&& mkdir 
-p /etc/keepalived 
&& cp 
$DIR/sbin/keepalived
/usr/sbin/

在MASTER上即192.168.77.188上的/etc/keepalived/目录创建keepalived.conf配置文件，并写入如下内容：

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! Configuration File for 
keepalived
global_defs {
   notification_email {
       752840649@qq.com
   }
   notification_email_from wgkgood@163.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
# VIP1
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    lvs_sync_daemon_inteface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 5
    nopreempt
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}
virtual_server 192.168.1.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 60
    protocol TCP
 #REAL_SERVER_1
    real_server 192.168.1.112 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
#REAL_SERVER_2
    real_server 192.168.1.113 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
}

在LVS BACKUP即192.168.77.199服务器/etc/keepalived/目录创建keepalived.conf配置文件如下配置，需要注意的是客户端的配置要修改优先级及状态：

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! Configuration File for 
keepalived
global_defs {
   notification_email {
       752840649@qq.com
   }
   notification_email_from wgkgood@163.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}
# VIP1
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    lvs_sync_daemon_inteface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 5
    nopreempt
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100
    }
}
virtual_server 192.168.1.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 60
    protocol TCP
 #REAL_SERVER_1
    real_server 192.168.1.112 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
#REAL_SERVER_2
    real_server 192.168.1.1113 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
}

配置完成后分别重启keepalived服务并tail -f /var/log/message 查看日志，若果报错请执行以下加载模块：

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modprobe ip_vs
modprobe ip_vs_wrr
modprobe ip_vs_rr

之后重启在查看日志是否正常加载vip

LVS 主备配置完毕，接下来需要在realserver配置LVS VIP，为什么要在realserver绑定VIP呢？

客户端访问director的VIP，director接收请求，将通过相应的算法将请求转发给相应的realserver。在转发的过程中，会修改请求包的目的mac地址，目的ip地址不变。

Realserver接收请求，并直接响应客户端。这时便出现一个问题，director此时与realserver位于同一个网络中，当director直接将请求转发给realserver时，realserver检测到该请求包的目的ip是vip而并非自己，便会丢弃，而不会响应。为了解决这个问题，所以需要在所有Realserver上都配上VIP。

为什么一定要配置在lo接口上呢？

在realserver上的lo口配置VIP,这样限制了VIP不会在物理交换机上产生MAC地址表，从而避免IP冲突。

客户端启动Realserver.sh脚本内容：

  分别在后端机器192.168.77.133和192.168.77.166的data目录下创建个脚本并分别启动，脚本内容如下：

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#!/bin/sh
#LVS Client Server
VIP=192.168.1.100
case  
$1  in
  
start)
    ifconfig 
lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP
    /sbin/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 
2>&1
    echo 
"RealServer Start OK"
    exit 
0
;;
stop)
    ifconfig 
lo:0 down
    route del $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
    echo 
"RealServer Stoped OK"
    exit 
1
;;
*)
    echo 
"Usage: $0 {start|stop}"
;;
esac

ipvsadm -Ln lvs的链接

启动后用ifconfig可以查看到lo上的vip绑定成功。就可以用vip直接访问网站了。

后端LAMP在之前blog中写过，，这里省略，以上是全部lvs和keepalived配置安装