LVS+keepAlived_运维

一、简介

1.负载均衡的类型

负载均衡可以采用硬件设备（例如常常听见的 F5），也可以采用软件负载。商用硬件负载设备成本通常较高（一台几十万甚至上百万），所以一般情况下会采用软件负载。软件负载解决的两个核心问题是：选谁、转发，其中最著名的是 lvs

2.lvs 是什么？

英文全称是 Linux Virtual Server，即 Linux 虚拟服务器。由章文嵩博士发起的自由软件项目，它的官方站点是 www.linuxvirtualserver.org。 Linux2.4 内核以后，LVS 已经是 Linux 标准内核的一部分，它可以将请求分发给后端真实服务器处理有许多比较著名网站和组织都在使用 LVS 架设的集群系统，例如：Linux 的门户网站（www.linux.com）、向 RealPlayer 提供音频视频服务而闻名的 Real 公司（www.real.com ）、全球最大的开源网站（sourceforge.net）等。

它提供了多种调度算法:

轮询调度（Round-Robin Scheduling）
加权轮询调度（Weighted Round-Robin Scheduling）
最小连接调度（Least-Connection Scheduling）
加权最小连接调度（Weighted Least-Connection Scheduling）
基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections Scheduling）
带复制的基于局部性最少链接（ Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling）
目标地址散列调度（Destination Hashing Scheduling）
源地址散列调度（Source Hashing Scheduling）
最短预期延时调度（Shortest Expected Delay Scheduling）

不排队调度（ Never Queue Scheduling ）对应: rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq 有三种转发规则:

NAT：简单理解，就是数据进出都通过 LVS，性能不是很好。
TUNL：简单理解：隧道
DR:最高效的负载均衡规则

3.lvs 的体系结构

最前端的负载均衡层，用 Load Balancer 表示
中间的服务器集群层，用 Server Array 表示
最底端的数据共享存储层，用 Shared Storage 表示在用户看来，所有的内部应用都是透明的，用户只是在使用一个虚拟服务器提供的高性能服务

4.keepAlived 是什么？

因为所有的请求都要经过负载均衡，所以负载均衡必然是非常重要，不能挂掉，说白了就是要 keep the lvs alived。提供的功能就是可以配置 2 台 LVS，一台主机，一台备机。并且检测任何一个节点是否还活着。

5.lvs 的优点？

抗负载能力强，因为 lvs 工作方式的逻辑是非常之简单，而且工作在网络 4 层仅做请求分发之用，没有流量，所以在效率上基本不需要太过考虑。
有完整的双机热备方案，当节点出现故障时，lvs 会自动判别，所以系统整体是非常稳定的。
基本上能支持所有应用，因为 lvs 工作在 4 层，所以它可以对几乎所有应用做负载均衡，包括 http、数据库、聊天室等等。

6.lvs 负载均衡机制

lvs 是四层负载均衡，也就是说建立在 OSI 模型的第四层——传输层之上
传输层上有 TCP/UDP，lvs 支持 TCP/UDP 的负载均衡
因为 LVS 是四层负载均衡，因此它相对于其它高层负载均衡的解决办法，比如 DNS 域名轮流解析、应用层负

载的调度、客户端的调度等，它的效率是非常高的

lvs 的转发可以通过修改 IP 地址实现（NAT 模式）
lvs 的转发还可以通过修改直接路由实现（DR 模式）

7.lvs 与 nginx 对比？

负载度 lvs 优于 nginx
稳定度 lvs 优于 nginx
服务器性能要求 lvs 优于 nginx
网络层数的效率 lvs 优于 nginx  网络七层：应用层、会话层、表示层、传输层、网络层、链路层、物理层
功能多少 nginx 优于 lvs
lvs+keepAlived 的应用场景？

大型网站负载均衡

二.lvs搭建

1.规划

2台webserver

1台主lvs

1台备lvs

2.两台webServer的配置

主机的系统均为centos,基于root账户

（1）在线安装httpd，第一台和第二台都执行

    `yum -y install httpd`

（2）设置开机自启动

    `systemctl enable httpd.service`

（3）开启http服务器

    `systemctl start httpd.service`

（4）通过浏览器访问http服务器，默认端口是80

（5）创建html文件，写入内容，区分两个节点

    vim /var/www/html/index.html

    192.168.20.233  node1 service

（6）创建文件并写入如下内容

`vim /etc/init.d/realserver`

 #!/bin/bash  
 #description : start realserver  
 SNS_VIP=192.168.20.50 #定义了一个VIP变量，必须跟真是服务在一个网段
 /etc/rc.d/init.d/functions  
 case "$1" in  
 start)  
 echo " start LVS of REALServer"  
 /sbin/ifconfig lo:0 $SNS_VIP broadcast $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 up  #增加一个本地路由 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  
 ;;  
 stop)  
 /sbin/ifconfig lo:0 down  
 echo "close LVS Directorserver"  
 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

（7）给脚本赋权限

    `chmod 777 /etc/init.d/realserver`

（8）启动脚本

    `service realserver start`

（9）用ifconfig查看效果

（10）第二台http也同样做上面步骤，增加路由，SNS_VIP要跟第一台一样

        (1)-(9)

        `192.168.20.234  node2 service`

（11）查看系统内核版本，2.4以后就有lvs，不用安装

        `uname -a`

（12）lvs的机器安装keepalived，做心跳检查用的

        `yum -y install keepalived`

（13）查看配置文件安装位置

        `rpm -ql keepalived`

（14）创建并覆盖上面的配置文件

        `> /etc/keepalived/keepalived.conf`

（15）编辑刚创建的文件，加入以下内容

 global_defs {                       

 #   notification_email {             

 #   }

 #   smtp_connect_timeout 30

         router_id LVS_DEVEL             

 }
 vrrp_instance VI_1 {            
         state MASTER     #配置LVS是主机的状态        
         interface eno16777736     #配置LVS机器对外开放的IP       
         virtual_router_id 51        
         priority 100                  
         advert_int 1           
         authentication {        
                 auth_type PASS
                 auth_pass 1111
         }
         virtual_ipaddress {         
                 192.168.20.50    #LVS的对内IP
         }
 }
 virtual_server 192.168.20.50 80 {
         delay_loop 6           
         lb_algo wrr            
         lb_kind DR         #使用LVSDR模式                 
         nat_mask 255.255.255.0   
         persistence_timeout 0    
         protocol TCP                          
         real_server 192.168.20.233 80 {    #真实服务的IP 
                 weight 1        #配置加权轮询的权重             
                 TCP_CHECK {                     
                         connect_timeout 10   
                         nb_get_retry 3
                         delay_before_retry 3
                         connect_port 80
                 }
         }
         real_server 192.168.20.203 80 {
                 weight 2
                 TCP_CHECK {
                         connect_timeout 10
                         nb_get_retry 3
                         delay_before_retry 3
                         connect_port 80
                 }
         }
 }

（16）开启LVS机器的keepalived

        `service keepalived start`

3.LVS测试

（1）转发，访问虚拟IP，真是服务器提供服务，为了解决浏览器缓存看不到效果的问题，访问的URL后加 a=Math.random() 随机数

（2）故障移除，停其中一个服务，认为down掉了

（3）故障恢复自动添加

        `systemctl start httpd.service`

4.LVS备机搭建

（1）步骤同主机搭建，一直到配置文件，如下

 global_defs {                       

   notification_email {             

    }

    smtp_connect_timeout 30

         router_id LVS_DEVEL             

 }

 vrrp_instance VI_1 {            

         state BACKUP     #配置LVS是主机的状态        

         interface eno16777736     #配置LVS机器对外开放的IP       

         virtual_router_id 51        

         priority 100                  

         advert_int 1           

         authentication {        

                 auth_type PASS

                 auth_pass 1111

         }

         virtual_ipaddress {         

                 192.168.20.50    #LVS的对内IP

         }

 }

 virtual_server 192.168.20.50 80 {

         delay_loop 6           

         lb_algo wrr            

         lb_kind DR         #使用LVSDR模式                 

         nat_mask 255.255.255.0   

         persistence_timeout 0    

         protocol TCP                          

         real_server 192.168.20.233 80 {    #真实服务的IP

                 weight 1        #配置加权轮询的权重             

                 TCP_CHECK {                     

                         connect_timeout 10   

                         nb_get_retry 3

                         delay_before_retry 3

                         connect_port 80

                 }

         }

         real_server 192.168.20.203 80 {

                 weight 2

                 TCP_CHECK {

                         connect_timeout 10

                         nb_get_retry 3

                         delay_before_retry 3

                         connect_port 80

                 }

         }

 }

5.LVS主备测试

（1）主LVS模拟挂掉

    `service keepalived stop`

（2）测试后，证明主备自动切换，LVS高可用

（3）主LVS启动，自动上位

本文链接：http://nix.pub/article/uselvs/

LVS+keepAlived

一、 简介

二.lvs搭建

一、简介