LVS+Keepalived高可用負載均衡叢集架構

keepalived 簡介

keepalived的設計目標是構建高可用的LVS負載均衡群集，可以呼叫ipvsadm工具來建立虛擬伺服器，管理伺服器池，而不僅僅用來做雙機熱備。使用keepalived構建LVS群集更加簡便易用，主要優勢體現在：

對LVS負載排程器實現熱備切換，提高可用性；

對伺服器池中的節點進行健康檢查，自動移除失效節點，恢復後再重新加入；

keepalived可以實現服務的高可用或熱備，用來防止單點故障的問題。Keepalived的核心VRRP協議，VRRP協議主要實現了在路由器或三層交換機處的冗餘，Keepalived就是使用VRRP協議來實現高可用的。

keepalived作用

如果有一臺web伺服器當機，或工作出現故障，Keepalived將檢測到，並將有故障的web伺服器從系統中剔除，當web伺服器工作正常後Keepalived自動將web伺服器加入到伺服器群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復故障的web伺服器。

Keepalived的程式碼結構和工作圖示：
LVS+Keepalived高可用負載均衡叢集架構實驗

keepalived依賴包

ipvsadm libpopt0 libssl-dev

VRRP協議

虛擬路由器冗餘協議（VRRP）是一種選擇協議，VRRP通過優先順序來確定由誰當master，誰當backup。

LVS

LVS是一個開源的軟體，可以實現LINUX平臺下的簡單負載均衡。

LVS是Linux Virtual Server的縮寫，意思是Linux虛擬伺服器。目前有三種IP負載均衡技術（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）；提供十種排程演算法（rrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）。

LVS結構與工作原理

LVS由前端的負載均衡器(Load Balancer，LB)和後端的真實伺服器(Real Server，RS)群組成。RS間可通過區域網或廣域網連線。LVS的這種結構對使用者是透明的，使用者只能看見一臺作為LB的虛擬伺服器(Virtual Server)，而看不到提供服務的RS群。

當使用者的請求發往虛擬伺服器，LB根據設定的包轉發策略和負載均衡排程演算法將使用者請求轉發給RS。RS再將使用者請求結果返回給使用者。同請求包一樣，應答包的返回方式也與包轉發策略有關。

LVS轉發策略

NAT(Network Address Translation)模式、IP隧道(IP Tunneling)模式、DR(Direct Routing)模式，其中最常見、使用最多的是DR模式。

實驗架構圖：

HA高可用叢集構建前提：

1、proxy和proxy2節點時間必須同步；建議使用ntp協議進行。

2、節點之間必須要通過主機名互相通訊；建議使用hosts檔案；

注意：通訊中使用的名字必須與其節點為上“uname -n”命令展示出的名字保持一致。

3、節點之間彼此root使用者能基於ssh金鑰方式進行通訊；

節點proxy：

# ssh-keygen -t rsa -P ""

# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub proxy2

節點proxy2：

# ssh-keygen -t rsa -P ""

# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub proxy

測試ssh無金鑰通訊：

123 [root@proxy ~]# date ; ssh proxy2 date

安裝配置

MASTER

root@example:~# apt-get install libssl-dev libpopt-dev \\安裝openssl及popt

root@example:~# apt-get install keepalived

root@example:~# vim /etc/keepalived/keepalived.conf \\建立keepalived的配置檔案進行編寫

!Configuration File for keepalived

global_defs {

notification_email {

root@example.com #當出現問題時，傳送的收件人地址，可以設定多個

}

notification_email_from sysadmin@163.com #設定郵件的傳送地址

smtp_server 127.0.0.1 #設定smtp server的地址,該地址必須是存在的

smtp_connect_timeout 30 #設定連線smtp server的超時時間

router_id LVS_DEVEL # 執行Keepalived伺服器的標識，發郵件時顯示在郵件標題中的資訊

}

vrrp_instance VI_1 { # #定義VRRP例項,例項名自定義

state MASTER #指定Keepalived的角色，MASTER為主伺服器，BACKUP為備用伺服器

interface eth0 #指定HA監測的介面

virtual_router_id 51 #虛擬路由標識，這個標識是一個數字(1-255)，在一個VRRP例項中主備伺服器ID必須一樣，與整個vrrp中也是一致的

priority 100 #優先順序，數字越大優先順序越高，在一個例項中主伺服器優先順序要高於備伺服器

advert_int 1 #設定主備之間同步檢查的時間間隔，單位秒

authentication { #設定驗證型別和密碼

auth_type PASS #型別主要有PASS、AH兩種，通常使用的型別為PASS

auth_pass 1111 #設定驗證密碼，在一個例項中主備密碼保持一樣

}

virtual_ipaddress { #定義虛擬IP地址,可以有多個，每行一個

172.16.31.188

}

virtual_server 172.16.31.188 80 {#設定虛擬伺服器，需要指定虛擬IP與服務埠,用空格分隔

delay_loop 6 #設定健康狀態檢查時間，單位為秒

lb_algo wrr #設定負載高度演算法

lb_kind DR #設定LVS實現負載均衡的機制，可以為{NAT|TUN|DR}三種

persistence_timeout 60 #會話保持時間，單位為秒;這個選項對於動態網頁是非常有用的，為叢集系統中session共享提供了一個很好的解決方案

protocol TCP #指定轉發協議型別可以設定{TCP|UDP}兩種

real_server 172.16.31.50 80 { #後端伺服器節點，需要指定RS的IP與埠，用空格分隔

weight 3 #配置服務節點的權重,數字越大，權重越高

TCP_CHECK { #設定檢測Realserver的方式為Tcp檢查，還可以是 HTTP_GET

connect_timeout 10 #設定響應超時時間

nb_get_retry 3 #設定超時重試次數

delay_before_retry 3 #設定超時後重試間隔

connect_port 80 #連線埠

}

也可以是如下的http協議方式

HTTP_GET { #設定檢測Realserver的方式為http協議

url {

path /

status_code 200 #設定返回狀態碼為200表示Realserver是存活的
}

connect_timeout 10 #設定響應超時時間

nb_get_retry 3 #設定超時重試次數

delay_before_retry 3 #設定超時後重試間隔

}

real_server 172.16.31.51 80 {

HTTP_GET { #設定檢測Realserver的方式為http協議

url {

path /

status_code 200 #設定返回狀態碼為200表示Realserver是存活的
}

connect_timeout 10 #設定響應超時時間

nb_get_retry 3 #設定超時重試次數

delay_before_retry 3 #設定超時後重試間隔

}

BACKUP

root@example1:~# apt-get install libssl-dev libpopt-dev

root@example1:~# apt-get install keepalived

將Master伺服器proxy節點上的主配置檔案拷貝到Backup伺服器proxy2節點稍作修改
# scp /etc/keepalived/keepalived.conf proxy2:/etc/keepalived/

######修改如下兩項
[root@proxy2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
state BACKUP #備份伺服器

priority 99 #優先順序比master小

啟動兩臺伺服器上的Keepalived服務並設定為開機自啟動
# chkconfig --add keepalived ; ssh proxy2 "chkconfig --add keepalived"
# chkconfig keepalived on ; ssh proxy2 "chkconfig keepalived on"
# chkconfig --list keepalived; ssh proxy2 "chkconfig --list keepalived"
keepalived 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off
keepalived 0:off 1:off 2:on 3:on 4:on 5:on 6:off

啟動服務：
# service keepalived start; ssh proxy2 "service keepalived start"

觀察各節點的服務啟動後的日誌：
MASTER節點的日誌；
[root@proxy keepalived]# tail -f /var/log/messages

BACKUP節點的日誌：
[root@proxy2 keepalived]# tail -f /var/log/messages

最後，需要開啟Master節點與Backup節點伺服器的路由轉發功能
#sed -i 's/net.ipv4.ip_forward = 0/net.ipv4.ip_forward = 1/g' /etc/sysctl.conf

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