keepalived+lvs实现主备（全）

2024-04-23 03:18
文章标签 实现 主备 keepalived lvs

本文主要是介绍keepalived+lvs实现主备（全），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

参考文章：lvs+nginx负载均衡

1 lvs高可用(了解)

1.1 什么是高可用

    lvs作为负载均衡器，所有请求都先到达lvs，可见lvs处于非常重要的位置，如果lvs服务器宕机后端web服务将无法提供服务，影响严重。

    为了屏蔽负载均衡服务器的宕机，需要建立一个备份机。主服务器和备份机上都运行高可用（High Availability）监控程序，通过传送诸如“I am alive”这样的信息来监控对方的运行状况。当备份机不能在一定的时间内收到这样的信息时，它就接管主服务器的服务IP并继续提供负载均衡服务；当备份管理器又从主管理器收到“I am alive”这样的信息时，它就释放服务IP地址，这样的主服务器就开始再次提供负载均衡服务。

1.2 keepalived+lvs实现主备

1.2.1 什么是keepalived

    keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，用来防止单点故障。

    Keepalived的作用是检测web服务器的状态，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，Keepalived将检测到，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后Keepalived自动将web服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的web服务器。

1.2.2  keepalived工作原理

         keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。

         虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到VRRP包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

         keepalived主要有三个模块，分别是core、check和VRRP。core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析。check负责健康检查，包括常见的各种检查方式。VRRP模块是来实现VRRP协议的。

1.2.3 keepalived+lvs实现主备过程

6.2.3.1 初始状态

 

6.2.3.2 主机宕机

 

6.2.3.3 主机恢复

  

1.2.4  准备环境

  1. vip：192.168.101.100
  2. lvs-director：192.168.101.8   #主lvs
  3. lvs-director：192.168.101.9   #备lvs
  4.  
  5. nginx1：192.168.101.3         #安装nginx
  6. nginx2：192.168.101.4         #安装nginx
  7.  
  8. tomcat1：192.168.101.5        #安装tomcat
  9. tomcat2：192.168.101.6        #安装tomcat

1.2.5  安装keepalived

分别在主备lvs上安装keepalived，参考“安装手册”进行安装：

1.2.6  配置keepalived

1.2.6.1 主lvs

  1. 修改主lvs下/etc/keepalived/keepalived.conf文件
  2.  
  3. ! Configuration File for keepalived
  4.  
  5. global_defs {
  6. notification_email {
  7. #xxxx@itcast.com                                   # 发生故障时发送的邮箱
  8. }
  9. #notification_email_from xxxx@itcast.com             # 使用哪个邮箱发送
  10. #smtp_server xxx.com                                  # 发件服务器
  11. smtp_connect_timeout 30
  12. router_id LVS_DEVEL
  13. }
  14.  
  15. vrrp_instance VI_1 {
  16. state MASTER             # 标示为主lvs
  17. interface eth0           # HA检测端口
  18. virtual_router_id 51     # 主备的virtual_router_id 必须相同
  19. priority 100             # 优先级,备lvs要比主lvs稍小
  20. advert_int 1             # VRRP Multicast 广播周期秒数
  21. authentication {         # 定义认证
  22. auth_type PASS       # 认证方式为口令认证
  23. auth_pass 1111       # 定义口令
  24. }
  25. virtual_ipaddress {      # 定义vip
  26.         192.168.101.100        # 多个vip可换行添加
  27. }
  28. }
  29.  
  30. virtual_server 192.168.101.100 80 {
  31. delay_loop 6       # 每隔6秒查看realserver状态
  32. lb_algo wlc        # 调度算法为加权最小连接数
  33. lb_kind DR         # lvs工作模式为DR(直接路由)模式
  34. nat_mask 255.255.255.0
  35. persistence_timeout 50  # 同一IP 的连接50秒内被分配到同一台realserver(测试时建议改为0)
  36. protocol TCP            # 用TCP监测realserver的状态
  37.  
  38. real_server 192.168.101.3 80 {       # 定义realserver
  39. weight 3                       # 定义权重
  40.         TCP_CHECK {  # 注意TCP_CHECK和{之间的空格,如果没有的话只会添加第一个realserver
  41. connect_timeout 3          # 三秒无响应超时
  42. nb_get_retry 3
  43. delay_before_retry 3
  44. connect_port 80
  45. }
  46. }
  47. real_server 192.168.101.4 80 {
  48. weight 3
  49.         TCP_CHECK {
  50. connect_timeout 3
  51. nb_get_retry 3
  52. delay_before_retry 3
  53. connect_port 80
  54. }
  55. }
  56. }

1.2.6.2 备lvs

修改备lvs下/etc/keepalived/keepalived.conf文件

配置备lvs时需要注意：需要修改state为BACKUP , priority比MASTER低，virtual_router_id和master的值一致

  1. ! Configuration File for keepalived
  2.  
  3. global_defs {
  4. notification_email {
  5. #xxxx@itcast.com                                   # 发生故障时发送的邮箱
  6. }
  7. #notification_email_from xxxx@itcast.com             # 使用哪个邮箱发送
  8. #smtp_server xxx.com                                  # 发件服务器
  9. smtp_connect_timeout 30
  10. router_id LVS_DEVEL
  11. }
  12.  
  13. vrrp_instance VI_1 {
  14. state BACKUP             # 标示为备lvs
  15. interface eth0           # HA检测端口
  16. virtual_router_id 51     # 主备的virtual_router_id 必须相同
  17. priority 99              # 优先级,备lvs要比主lvs稍小
  18. advert_int 1             # VRRP Multicast 广播周期秒数
  19. authentication {         # 定义认证
  20. auth_type PASS       # 认证方式为口令认证
  21. auth_pass 1111       # 定义口令
  22. }
  23. virtual_ipaddress {      # 定义vip
  24.         192.168.101.100        # 多个vip可换行添加
  25. }
  26. }
  27.  
  28. virtual_server 192.168.101.100 80 {
  29. delay_loop 6       # 每隔6秒查看realserver状态
  30. lb_algo wlc        # 调度算法为加权最小连接数
  31. lb_kind DR         # lvs工作模式为DR(直接路由)模式
  32. nat_mask 255.255.255.0
  33. persistence_timeout 50  # 同一IP 的连接50秒内被分配到同一台realserver(测试时建议改为0)
  34. protocol TCP            # 用TCP监测realserver的状态
  35.  
  36. real_server 192.168.101.3 80 {       # 定义realserver
  37. weight 3                       # 定义权重
  38.         TCP_CHECK {  # 注意TCP_CHECK和{之间的空格,如果没有的话只会添加第一个realserver
  39. connect_timeout 3          # 三秒无响应超时
  40. nb_get_retry 3
  41. delay_before_retry 3
  42. connect_port 80
  43. }
  44. }
  45. real_server 192.168.101.4 80 {
  46. weight 3
  47.         TCP_CHECK {
  48. connect_timeout 3
  49. nb_get_retry 3
  50. delay_before_retry 3
  51. connect_port 80
  52. }
  53. }
  54. } 

1.2.7  测试

1.2.7.1 启动

  • director Server启动：

注意：使用keepalived就不用手动配置启动lvs，在主、备lvs上启动keepalived即可。

主备lvs（192.168.101.8、192.168.101.9）都启动keepalived。

service keepalived start 
  • real server启动：

192.168.101.3、192.168.101.4启动nginx和lvs的realserver配置

  1. cd /usr/local/nginx/sbin
  2. ./nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx-lvs.conf

启动lvs的realserver配置：

service lvsdr start

注意：real server的lvs配置需要使用lvsdr脚本。

  • tomcat 启动

略

1.2.7.2 初始状态

查看主lvs的eth0设置：

vip绑定在主lvs的eth0上。

 

查询lvs状态：

 

查看备lvs的eth0设置：

vip没有绑定在备lvs的eth0上。

 

访问http://192.168.101.100，可以正常负载。

1.2.7.3 主机宕机

将主lvs的keepalived停止或将主lvs关机(相当于模拟宕机)，查看主lvs的eth0：

eth0没有绑定vip

  

查看备lvs的eth0：

vip已经漂移到备lvs。

 

访问http://192.168.101.100，可以正常负载。

6.2.7.4 主机恢复

将主lvs的keepalived启动。

查看主lvs的eth0：

 

查看备lvs的eth0：

vip漂移到主lvs。

 

查看备lvs的eth0：

eth0没有绑定vip

 

访问http://192.168.101.100，可以正常负载。

1.3    keepalived+lvs实现双主

 上边主备方案是当前只有一台lvs工作，这造成资源浪费，可以采用双主结构，让两台lvs当前都进行工作，采用dns轮询方式，当用户访问域名通过dns轮询每台lvs，双主结构需要两个vip，这两个vip要绑定域名。
 同样，在每台lvs上安装keepalived软件，当keepalived检测到其中一个lvs宕机则将宕机的vip漂移到活动lvs上，当lvs恢复则vip又重新漂移回来。

1.3.1 初始状态

         每台lvs绑定一个vip，共两个vip，DNS设置域名对应这两个vip，通过DNS轮询每次解析到不同的vip上即解析到不同的lvs上。

 

1.3.2 其中一个主机宕机

         其中一个主机宕机，每台lvs上安装的keepalived程序会检测到对方宕机，将宕机一方的vip漂移至活动的lvs服务器上，这样DNS轮询全部到一台lvs继续对外提供服务。

 

1.3.3 主机恢复

当主机恢复又回到初始状态，每个vip绑定在不同的lvs上。

 

1.4 lvs扩展的思考

         前端使用1到2台lvs作为负载基本可以满足中小型网站的并发要求，当lvs的负载成为瓶颈此时就需要对lvs进行优化、扩展。

  • 方案1：LVS-ospf集群

         OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先）是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。

LVS（DR）通过ospfd，做lvs集群，实现一个VIP，多台LVS同时工作提供服务，这种方案需要依赖三层交换机设备实现。

  

 

         用户请求（VIP：42.xx.xx.100）到达三层交换机之后，通过对原地址、端口和目的地址、端口的hash，将链接分配到集群中的某一台LVS上，LVS通过内网（10.101.10.x）向后端转发请求，后端再将数据返回给用户。

LVS-ospf集群模式的最大优势就在于：

  1. LVS调度机自由伸缩，横向线性扩展（最大8台，受限于三层设备允许的等价路由数目maximum load-balancing）；
  2. LVS机器同时工作，不存在备机，提高利用率；
  3. 做到了真正的高可用，某台LVS机器宕机后，不会影响服务
  • 方案2：DNS轮询

上面讲的是一组双主结构，可以采用多组双主结构达到横向扩展lvs的目的，此方案需要每台lvs都绑定一个vip（公网ip），DNS设置域名轮询多个vip，如下图：

 

  • 方案3：使用硬件负载均衡设置 

         如果资金允许可以购买硬件设置来完成负载均衡，性能不错的有F5、Array等都可以满足超高并发的要求。

这篇关于keepalived+lvs实现主备（全）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/927639。

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