LVS+Keepalived應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡

發(fā)布時(shí)間：2020-04-20 11:46:41 來(lái)源：億速云閱讀：272 作者：三月欄目：建站服務(wù)器

下文給大家?guī)?lái)LVS+Keepalived應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡，希望能夠給大家在實(shí)際運(yùn)用中帶來(lái)一定的幫助，負(fù)載均衡涉及的東西比較多，理論也不多，網(wǎng)上有很多書籍，今天我們就用億速云在行業(yè)內(nèi)累計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)做一個(gè)解答。

用LVS+Keepalived實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是由LVS提供負(fù)載均衡，keepalived通過(guò)對(duì)rs進(jìn)行健康檢查、對(duì)主備機(jī)(director)進(jìn)行故障自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)高可用。

1. LVS NAT模式配置
準(zhǔn)備三臺(tái)云服務(wù)器，一臺(tái)director, 兩臺(tái)real server
dr1: 外網(wǎng)ip 192.168.75.130，內(nèi)網(wǎng)ip 10.1.1.10

兩臺(tái)real server
rs1: 內(nèi)網(wǎng)ip 10.1.1.11
rs2: 內(nèi)網(wǎng)ip 10.1.1.12

兩臺(tái)real server的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)置為dr1的內(nèi)網(wǎng)ip 10.1.1.10

兩個(gè)real server上都安裝apache或者nginx（詳細(xì)安裝方法請(qǐng)參考之前的LAMP環(huán)境搭建）

dr1上安裝ipvsadm

yum install -y ipvsadm
vi /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
增加
#! /bin/bash
# director 服務(wù)器上開啟路由轉(zhuǎn)發(fā)功能:
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 關(guān)閉icmp的重定向
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth3/send_redirects

# director 設(shè)置nat防火墻
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.1.1.0/24 -j MASQUERADE
# director設(shè)置ipvsadm
IPVSADM='/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.75.130:80 -s wrr
$IPVSADM -a -t 192.168.75.130:80 -r 10.1.1.11:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.75.130:80 -r 10.1.1.12:80 -m -w 1

運(yùn)行腳本
/bin/bash /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

通過(guò)瀏覽器測(cè)試兩臺(tái)機(jī)器上的web內(nèi)容，為了區(qū)分開，我們可以把a(bǔ)pache的默認(rèn)頁(yè)修改一下：
rs1上： echo "<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>" > /usr/local/apache2/htdocs/index.html
rs2上： echo "<html><body><h3>This is web2!</h3></body></html>" > /usr/local/apache2/htdocs/index.html

找一臺(tái)電腦測(cè)試：

[root@local ~]# curl 192.168.75.130
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.130
<html><body><h3>This is web2!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.130
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.130
<html><body><h3>This is web2!</h3></body></html>

在dr1上查看當(dāng)前連接情況

[root@dr1 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.75.130:80 wrr
-> 10.1.1.11:80                 Masq    1      0          2
-> 10.1.1.12:80                 Masq    1      0          2

2. LVS DR模式配置
準(zhǔn)備三臺(tái)服務(wù)器：
dr1

eth0 192.168.75.130

vip eth0:0: 192.168.75.100
rs1

eth0 rip: 192.168.75.131

vip lo:0: 192.168.75.100

rs2

eth0 rip: 192.168.75.132

vip lo:0: 192.168.75.100

在dr1上操作
vi /usr/local/sbin/lvs_dr.sh
增加

#! /bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipv=/sbin/ipvsadm
vip=192.168.75.100
rs1=192.168.75.131
rs2=192.168.31.132
ifconfig eth0:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev eth0:0
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s wrr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1

兩臺(tái)rs上：

vi /usr/local/sbin/lvs_dr_rs.sh

增加
#! /bin/bash
vip=192.168.75.100
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip 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

然后dr1上執(zhí)行

bash /usr/local/sbin/lvs_dr.sh

兩臺(tái)rs上執(zhí)行

bash /usr/local/sbin/lvs_dr_rs.sh

找一臺(tái)電腦測(cè)試：

[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web2!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web2!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>

在dr1上查看當(dāng)前連接情況

[root@dr1 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.75.100:80 wrr
-> 192.168.75.131:80            Route   1      0          2
-> 192.168.75.132:80            Route   1      0          2

3. LVS主要的調(diào)度算法

1：輪詢算法(RR)就是按依次循環(huán)的方式將請(qǐng)求調(diào)度到不同的服務(wù)器上，該算法最大的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。輪詢算法假設(shè)所有的服務(wù)器處理請(qǐng)求的能力都是一樣的，調(diào)度器會(huì)將所有的請(qǐng)求平均分配給每個(gè)真實(shí)服務(wù)器。

2：加權(quán)輪詢算法(WRR)主要是對(duì)輪詢算法的一種優(yōu)化與補(bǔ)充，LVS會(huì)考慮每臺(tái)服務(wù)器的性能，并給每臺(tái)服務(wù)器添加一個(gè)權(quán)值，如果服務(wù)器A的權(quán)值為1，服務(wù)器B的權(quán)值為2，則調(diào)度到服務(wù)器B的請(qǐng)求會(huì)是服務(wù)器A的兩倍。權(quán)值越高的服務(wù)器，處理的請(qǐng)求越多。

3：最小連接調(diào)度算法(LC)將把請(qǐng)求調(diào)度到連續(xù)數(shù)量最小的服務(wù)器上。

4：加權(quán)最小連接算法(WLC)則是給每臺(tái)服務(wù)器一個(gè)權(quán)值，調(diào)度器會(huì)盡可能保持服務(wù)器連接數(shù)量與權(quán)值之間的平衡。

5：基于局部性的最少連接調(diào)度算法(lblc)是請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址的一種調(diào)度算法，該算法先根據(jù)請(qǐng)求的目標(biāo)IP地址尋找最近的該目標(biāo)IP地址所有使用的服務(wù)器，如果這臺(tái)服務(wù)器依然可用，并且用能力處理該請(qǐng)求，調(diào)度器會(huì)盡量選擇相同的服務(wù)器，否則會(huì)繼續(xù)選擇其他可行的服務(wù)器。

6：帶復(fù)雜的基于局部性最少的連接算法(lblcr)激勵(lì)的不是一個(gè)目標(biāo)IP與一臺(tái)服務(wù)器之間的連接記錄，他會(huì)維護(hù)一個(gè)目標(biāo)IP到一組服務(wù)器之間的映射關(guān)系，防止單點(diǎn)服務(wù)器負(fù)責(zé)過(guò)高。

7：目標(biāo)地址散列調(diào)度算法(DH)也是根據(jù)目標(biāo)IP地址通過(guò)散列函數(shù)將目標(biāo)IP與服務(wù)器建立映射關(guān)系，出現(xiàn)服務(wù)器不可用或負(fù)載過(guò)高的情況下，發(fā)往該目標(biāo)IP的請(qǐng)求會(huì)固定發(fā)給該服務(wù)器。

LVS+Keepalived應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡

8：源地址散列調(diào)度算法(SH)與目標(biāo)地址散列調(diào)度算法類似，但它是根據(jù)源地址散列算法進(jìn)行靜態(tài)分配固定的服務(wù)器資源。

4. LVS + keepalived實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡(DR模式)

前面lvs已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡，如果某臺(tái)real server發(fā)生故障該怎么辦呢？

這時(shí)就用到了keepalived，它可以對(duì)后端服務(wù)器進(jìn)行健康檢查，保證了后端服務(wù)器的高可用；同時(shí)，keepalived還使用了VRRP協(xié)議保證了主備機(jī)（Director）之間的高可用。

下面我們就開始配置LVS+keepalived

在剛才“LVS DR模式配置”的基礎(chǔ)上增加一臺(tái)備用director(dr2)

清除之前的配置，在dr1上執(zhí)行

ipvsadm -C
ifconfig eth0:0down

yum install -y keepalived
安裝好后，編輯配置文件
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
清空原文，加入如下內(nèi)容：
vrrp_instance VI_1 {
     state MASTER                 #備用服務(wù)器上為 BACKUP
     interface eth0
     virtual_router_id 51
     priority 100                 #備用服務(wù)器上為90
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1234
     }
     virtual_ipaddress {
         192.168.75.100
     }
}
virtual_server 192.168.75.100 80 {
     delay_loop 6                 #(每隔10秒查詢r(jià)ealserver狀態(tài))
     lb_algo wlc                  #(lvs 算法)
     lb_kind DR                   #(Direct Route)
     persistence_timeout 60       #(同一IP的連接60秒內(nèi)被分配到同一臺(tái)realserver)
     protocol TCP                 #(用TCP協(xié)議檢查realserver狀態(tài))

     real_server 192.168.75.131 80 {
         weight 100               #(權(quán)重)
         TCP_CHECK {
         connect_timeout 10       #(10秒無(wú)響應(yīng)超時(shí))
         nb_get_retry 3
         delay_before_retry 3
         connect_port 80
         }
     }
     real_server 192.168.75.132 80 {
         weight 100
         TCP_CHECK {
         connect_timeout 10
         nb_get_retry 3
         delay_before_retry 3
         connect_port 80
         }
     }
}

在dr2上執(zhí)行
yum install -y keepalived
yum install -y ipvsadm

把dr1上的配置文拷貝過(guò)來(lái)

scp 192.168.75.130:/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

從director的配置文件只需要修改

state MASTER -> state BACKUP
priority 100 -> priority 90

配置完keepalived后，需要開啟端口轉(zhuǎn)發(fā)（主從都要做）：
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

然后，兩個(gè)rs上執(zhí)行 /usr/local/sbin/lvs_dr_rs.sh 腳本
最后，分別在兩個(gè)director上啟動(dòng)keepalived服務(wù)，先主后從
/etc/init.d/keepalived start

注：?jiǎn)?dòng)keepalived服務(wù)會(huì)自動(dòng)生成vip和ipvsadm規(guī)則，不需要再去執(zhí)行上面提到的/usr/local/sbin/lvs_dr.sh 腳本。

測(cè)試

找一臺(tái)電腦用crul測(cè)試：

模擬主director出現(xiàn)故障：

把主director上的keepalived服務(wù)停掉

[root@dr1 ~]# /etc/init.d/keepalived stop
停止 keepalived： [確定]

在從director上查看日志

[root@dr2 ~]# tail -f /var/log/messages

May 18 12:10:56 dr2 Keepalived_vrrp[1641]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
May 18 12:10:57 dr2 Keepalived_vrrp[1641]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
May 18 12:10:57 dr2 Keepalived_vrrp[1641]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
May 18 12:10:57 dr2 Keepalived_vrrp[1641]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.75.100
May 18 12:10:57 dr2 Keepalived_healthcheckers[1640]: Netlink reflector reports IP 192.168.75.100 added
May 18 12:11:02 dr2 Keepalived_vrrp[1641]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.75.100

已經(jīng)成功切換到從節(jié)點(diǎn)上

模擬real server出現(xiàn)故障：

把rs2上的httpd服務(wù)停掉

[root@rs2 ~]# /etc/init.d/httpd stop

找一臺(tái)電腦用crul測(cè)試

[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
[root@local ~]# curl 192.168.75.100
<html><body><h3>This is web1!</h3></body></html>
只有rs1可以訪問(wèn)到，rs2已被移除

看了以上關(guān)于LVS+Keepalived應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡，如果大家還有什么地方需要了解的可以在億速云行業(yè)資訊里查找自己感興趣的或者找我們的專業(yè)技術(shù)工程師解答的，億速云技術(shù)工程師在行業(yè)內(nèi)擁有十幾年的經(jīng)驗(yàn)了。

向AI問(wèn)一下細(xì)節(jié)

LVS+Keepalived應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)高可用負(fù)載均衡

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