Linux运维之LVS+Keepalived实现高可用负载均衡

一、keepalived工作原理

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

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。

二、lvs+keepalived

LVS提供负载均衡，keepalived提供健康检查，故障转移，提高系统的可用性！ 采用这样的架构以后，很容易对现有系统进行扩展，只要在后端添加或者减少realserver，更改lvs的 配置文件，就能实现无缝配置变更！

三、搭建步骤

环境：
共需四台虚拟机：

server1：master负载均衡器
server4：backup负载均衡器
server2：后端web服务器
server3：后端web服务器

我们先还原server1-3的实验环境：

1-3:
	ip addr del 172.25.75.100/32 tunl0
	modprobe -r ipip
1:
/etc/init.d/ldirectord stop
chkconfig ldirectord off

1、获得keepalived安装包,并解压

tar zxf keepalived-2.0.6.tar.gz

2、进入到解压目录下，安装服务所需要的软件

cd keepalived-2.0.6
yum install openssl-devel gcc libnl libnl-devel -y

3、得到libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm资源包，进行安装

yum install libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm -y

4、进入解压好的keepalived-2.0.6目录下，进行源码编译

./configure --prefix=/usr/local/keeplived --with-init=SYSV

注意： 因为源码是C,需要安装gcc；出现Use IPVS Framework : Yes成功

5、安装

make && make install		#注意要在解压的目录下

6、查看状态，检查是否一致,并且将安装后的文件夹远程同步给server4：backup负载均衡器

[root@server1 keepalived-2.0.6]# cd /usr/local/
[root@server1 local]# ls
bin  etc  games  include  keeplived  lib  lib64  libexec  sbin  share  src
[root@server1 local]# cd keeplived/
[root@server1 keeplived]# ls
bin  etc  sbin  share
[root@server1 keeplived]# 

scp -r keeplived server4:/usr/local/

7、在server1、server4赋予执行权限，添加链接

chmod +x /usr/local/keeplived/etc/rc.d/init.d/keepalived
ln -s /usr/local/keeplived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
ln -s /usr/local/keeplived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
ln -s /usr/local/keeplived/etc/keepalived/ /etc/
ln -s /usr/local/keeplived/sbin/keepalived /sbin/

8、server1、server4安装调度器ipvsadm，并给server3、server2添加ip

server1-4：

yum install ipvsadm -y

server2、server3：

ip addr add 172.25.75.100/32 dev eth0

9、在server1，编辑keepalived配置文件，设置为MASTER,并启动服务

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {				##全局定义块
   notification_email {		##邮件通知
     root@localhost
   }
   notification_email_from keeplived@localhost		#设置邮件的发送地址
   smtp_server 127.0.0.1			#设置 smtp server 地址
   smtp_connect_timeout 30			#设置连接 smtp 服务器超时时间
   router_id LVS_DEVEL				#load balancer 的标识 ID,用于 email
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER			#备机改为 BACKUP,此状态是由 priority 的值来决定的
    interface eth0			#HA 监测网络接口
    virtual_router_id 51	#主、备机的 virtual_router_id 必须相同，取值 0-255
    priority 100			#主机的优先级,备份机改为 50，主机优先级一定要大于备机
    advert_int 1			#主备之间的通告间隔秒数
    authentication {
        auth_type PASS		#设置验证类型，主要有 PASS 和 AH 两种
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {		##指定漂移地址（VIP），即切换到MASTER时，这些IP会被添加，切换到BACKUP时，这些IP会被删除（传给ip addr命令），所以每台服务器可以不用绑定任何的虚拟地址。
        172.25.75.100
    }
}

## 虚拟服务配置
virtual_server 172.25.75.100 80 {		#定义虚拟服务器
    delay_loop 3
    lb_algo rr							#lvs 调度算法,这里使用轮叫
    lb_kind DR							#LVS 是用 DR 模式
    #persistence_timeout 50				#注释掉（像lftp等连接性服务，会有连接时间，此处用httpd做实验）
    protocol TCP						#指定转发协议类型，有 tcp 和 udp 两种

    real_server 172.25.75.2 80 {		#配置服务节点
        TCP_CHECK{						##TCP方式的健康检查，realserve 的状态检测设置部分，单位是秒
        weight 1						##默认为1，0为失效
            connect_timeout 3			#3 秒无响应超时
            retry 3						#重试次数
            delay_before_retry 3		#重试间隔
        }
    }
    
    real_server 172.25.75.3 80 {
        TCP_CHECK{
        weight 1
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

/etc/init.d/keepalived start		#启动服务

10、将配置文件远程同步给server4，并修改

scp keepalived.conf server4:/etc/keepalived/

vim /etc/keepalived/keepalived.conf		#修改配置文件

更改内容：
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP				#备机改为 BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 50					#备份机改为 50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.75.100
    }
}

/etc/init.d/keepalived start		#启动服务

11、给server1、server4安装邮件服务

yum install mailx -y

测试：

在master负载均衡器上查看IP：

在工作的负载均衡器的eth0网卡上生成一个IP：172.25.75.100/32

将后端web服务器server2的httpd服务关闭，模拟故障

在master负载均衡器会收到一封邮件：

查看邮件：

提示后端服务器server2由故障，此时在客户端访问：

我们启动server2的httpd服务，关闭master负载均衡器的Keepalived，模拟master负载均衡器出现故障。

查看backup负载均衡器的ip

虚拟IP已经漂移到了backup负载均衡器

在客户端尝试访问：

分析： 当master负载均衡器挂掉之后，backup负载均衡器负责起负载均衡的功能，避免了单点故障，实现了负载均衡的高可用！！！