Centos7-Lvs+Keepalived架构
LVS+Keepalived
介绍
1、 LVS
LVS是一个开源的软件，可以实现LINUX平台下的简单负载均衡。LVS是Linux Virtual Server的缩写，意思是Linux虚拟服务器。目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）；八种调度算法（rr,wrr,lc,wlc,lblc,lblcr,dh,sh）。
2、 keepalived
Keepalived 是运行在lvs 之上，是一个用于做双机热备（HA）的软件，它的主要功能是实现真实机的故障隔离及负载均衡器间的失败切换，提高系统的可用性。
运行原理
keepalived通过选举（看服务器设置的权重）挑选出一台热备服务器做MASTER机器，MASTER机器会被分配到一个指定的虚拟ip，外部程序可通过该ip访问这台服务器，如果这台服务器出现故障（断网，重启，或者本机器上的keepalived crash等），keepalived会从其他的备份机器上重选（还是看服务器设置的权重）一台机器做MASTER并分配同样的虚拟IP，充当前一台MASTER的角色。
选举策略
选举策略是根据VRRP协议，完全按照权重大小，权重最大（0～255）的是MASTER机器，下面几种情况会触发选举。
1. keepalived启动的时候；
2. master服务器出现故障（断网，重启，或者本机器上的keepalived crash等，而本机器上其他应用程序crash不算）；
3.有新的备份服务器加入且权重最大。
配置实例
lvs_vip：
lvs1+keepalived主：
lvs2+keepalived备：
nginx1：
nginx2：
安装ipvsadm和keepalived
# yum -y install ipvsadm keepalived
修改keepalived主的配置
# vim /etc/keepalived/global_defs{
notification_email{
******@ #报警接收人，多个写多行
}
notification_email_from ******@ #报警发件人
smtp_server #发送email时使用的smtp服务器地址
smtp_connect_timeout 30 #smtp超时时间
router_id LVS1 #表示运行keepalived服务器的一个标识，发邮件时显示在邮件主题的信息
}
#不使用SYNCGroup的话，如果路由有2个网段，一个内网，一个外网，每个网段开启一个VRRP实例，假设VRRP配置为检查内网，那么当外网出现问题时，VRRP会认为自己是健康的，则不会发送Master和Backup的切换，从而导致问题，SyncGroup可以把两个实例都放入SyncGroup，这样的话，Group里任何一个实例出现问题都会发生切换
vrrp_sync_group test {
group{
loadbalance
}
}
vrrp_instance loadbalance {
state MASTER #指定keepalived的角色，MASTER表示此主机是主服务器，BACKUP表示此主机是备用服务器
interface eno16777736 #指定HA监测网络的接口
lvs_sync_daemon_inteface eno16777736 #负载均衡器之间的监控接口，类似于HA HeartBeat的心跳线
virtual_router_id 38 #虚拟路由标识，这个标识是一个数字，同一个vrrp实例使用唯一的标识。即同一vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须是一致的
priority 100 #定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级
advert_int 5 #定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
authentication{
auth_type PASS #设置验证类型，主要有PASS和AH两种
auth_pass 1111 #设置验证密码，在同一个vrrp_instance下，MASTER与BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
}
virtual_ipaddress{
#设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个
}
}
virtual_server 80 { #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开
delay_loop 6 #设置运行情况检查时间，单位是秒
lb_algo rr #设置负载调度算法，这里设置为rr，即轮询算法
lb_kind DR #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT、TUN、DR三个模式可选
#persistence_timeout 20 #会话保持时间，单位是秒。这个选项对动态网页是非常有用的，为集群系统中的session共享提供了一个很好的解决方案。
protocol TCP #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种
real_server 80 { #配置服务节点1，需要指定realserver的真实IP地址和端口，IP与端口之间用空格隔开
weight1 #配置服务节点的权值，权值大小用数字表示，数字越大，权值越高
TCP_CHECK {
connect_timeout 3 #表示3秒无响应超时
nb_get_retry 3 #表示重试次数
delay_before_retry 3 #表示重试间隔
}
}
real_server 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
virtual_server 443 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
#persistence_timeout 20
protocol TCP
real_server 443 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 443 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
修改keepalived备的配置
基本都和主一样，只需要修改几处
stateBACKUP priority99 router_idLVS2
在两台lvs服务器上开启路由转发功能
# vim /etc/ _forward = 1 # sysctl -p
添加realserver ip地址
# ipvsadm-A -t :80 -s rr # ipvsadm-a -t :80 -r :80 -w 1 # ipvsadm-a -t :80 -r :80 -w 1 # ipvsadm-A -t :443 -s rr # ipvsadm-a -t :443 -r :443 -w 1 # ipvsadm-a -t :443 -r :443 -w 1
查看
# ipvsadm -l
启动服务
# systemctl start keepalived # systemctl enable keepalived
ipvsadm脚本
# vim /etc//ipvsadm
#!/bin/bash
#
#LVS script for VS/DR
#
#./etc///functions
#
VIP=
RIP1=
RIP2=
PORT1=80
PORT2=443
Algorithm=rr
Weight=1
#
case"$1" in
start)
#Since this is the Director we must be able to forward packets
#只是临时修改，重启机器或重启网卡失效
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#Clear all ipvsadm rules/services.
/usr/sbin/ipvsadm -C
#Add an IP virtual service for VIP
/usr/sbin/ipvsadm -A -t $VIP:$PORT1 -s $Algorithm
#Now direct packets for this VIP to
#the real server IP (RIP) inside the cluster
/usr/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:$PORT1 -r $RIP1 -g -w $Weight
/usr/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:$PORT1 -r $RIP2 -g -w $Weight
#Add an IP virtual service for VIP
/usr/sbin/ipvsadm -A -t $VIP:$PORT2 -s $Algorithm
#Now direct packets for this VIP to
#the real server IP (RIP) inside the cluster
/usr/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:$PORT2 -r $RIP1 -g -w $Weight
/usr/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:$PORT2 -r $RIP2 -g -w $Weight
/bin/touch /var/lock/subsys/ipvsadm &>/dev/null
;;
stop)
#Stop forwarding packets
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#Reset ipvsadm
/usr/sbin/ipvsadm -C
# Bringdown the VIP interface
/usr/sbin/route del $VIP
/bin/rm -f /var/lock/subsys/ipvsadm
echo "ipvs is stopped..."
;;
status)
if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ]; then
echo "ipvsadm is stopped ..."
else
echo "ipvs is running ..."
ipvsadm -L -n
fi
;;
*)
echo "Usage: $0{start|stop|status}"
;;
esac
添加开机启动
# vim /etc// /etc//ipvsadm start # chmod +x /etc//
relearserver端配置（nginx）
修改内核参数
# vim /etc/
_ignore=1 _announce=2 _ignore=1 _announce=2 _forward=0
# sysctl -p
配置虚拟IP地址
临时添加
# ifconfig lo:0 netmask broadcast
永久添加
# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
TYPE=Ethernet BOOTPROTO=static DEFROUTE=yes PEERDNS=yes PEERROUTES=yes IPV4_FAILURE_FATAL=no NAME=lo:0 DEVICE=lo:0 ONBOOT=yes IPADDR= NETMASK=
配置路由
临时添加
# route add -host dev lo:0
永久添加
# vim /etc/sysconfig/network-scripts/route-lo:0 dev lo:0
到此配置完成
测试
停止keepalived主，查看vip是否漂移到备，并测试是否可以正常访问
查看日志信息
# tail -f /var/log/messages
查看LVS当前设置
# watch ipvsadm -Ln
查看转发情况
# watch ipvsadm -Lnc
在测试中我发现，使用rr算法，一个用户的请求会被分发到两台nginx上，这并不是我想要的结果，大概看了一下lvs的八种算法，最后将rr替换为了sh（源地址散列），具体介绍自行百度，之后，同一个用户的请求可以被分发在同一台nginx上面了。
但是我又发现keepalived配置中有调度算法和权重，ipvsadm中也有调度算法和权重，这是不是会有冲突呢，会使用谁的算法。
经过测试，手动配置完keepalived和ipvsadm之后，例如：keepalived算法为sh，权重为3。ipvsadm算法为rr，权重为1。启动keepalived，ipvsadm -l 查看，发现算法替换为sh，权重为3。
手动将ipvsadm的配置修改，算法为rr，权重为1，keepalived不重启，ipvsadm -l 查看，配置生效，经测试，使用的是手动改动过后的配置。
所以这两个的配置要一样。
补充：后来突然想起既然keepalived启动，会替换掉配置的ipvsadm，也就是说如果不配置ipvsadm是不是也可以，我到网上一查，的确，keepalived已经集成了ipvsadm功能，所以应该不需要配置ipvsadm也可以，不过配置了也没有关系，所以没有在进行验证，有兴趣的可以验证一下不配置ipvsadm是否可以。
LVS负载均衡中arp_ignore和arp_annonuce参数配置的含义
arp_ignore:定义对目标地址为本地IP的ARP询问不同的应答模式0
0 - (默认值): 回应任何网络接口上对任何本地IP地址的arp查询请求
1 - 只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求
2 -只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求,且来访IP必须在该网络接口的子网段内
3 - 不回应该网络界面的arp请求，而只对设置的唯一和连接地址做出回应
4-7 - 保留未使用
8 -不回应所有（本地地址）的arp查询arp_announce:对网络接口上，本地IP地址的发出的，ARP回应，作出相应级别的限制: 确定不同程度的限制,宣布对来自本地源IP地址发出Arp请求的接口
0 - (默认) 在任意网络接口（eth0,eth1，lo）上的任何本地地址
1 -尽量避免不在该网络接口子网段的本地地址做出arp回应. 当发起ARP请求的源IP地址是被设置应该经由路由达到此网络接口的时候很有用.此时会检查来访IP是否为所有接口上的子网段内ip之一.如果改来访IP不属于各个网络接口上的子网段内,那么将采用级别2的方式来进行处理.
2 - 对查询目标使用最适当的本地地址.在此模式下将忽略这个IP数据包的源地址并尝试选择与能与该地址通信的本地地址.首要是选择所有的网络接口的子网中外出访问子网中包含该目标IP地址的本地地址. 如果没有合适的地址被发现,将选择当前的发送网络接口或其他的有可能接受到该ARP回应的网络接口来进行发送.ipvsadm参数详解
# ipvsadm -h 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS ) Usage: ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-sscheduler] [-p [timeout]] [-M netmask] [--pe persistence_engine] [-bsched-flags] ipvsadm -D -t|u|f service-address ipvsadm -C ipvsadm -R ipvsadm -S [-n] ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -rserver-address [options] ipvsadm -d -t|u|f service-address -rserver-address ipvsadm -L|l [options] ipvsadm -Z [-t|u|f service-address] ipvsadm --set tcp tcpfin udp ipvsadm --start-daemon state[--mcast-interface interface] [--syncid sid] ipvsadm --stop-daemon state ipvsadm -h Options: --tcp-service -t service-address service-address is host[:port] --udp-service -u service-address service-address is host[:port] --fwmark-service -f fwmark fwmark is an integer greater than zero --ipv6 -6 fwmark entryuses IPv6 --scheduler -s scheduler one ofrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq, thedefault scheduler is wlc. --pe engine alternate persistence engine maybe sip, not setby default. --persistent -p [timeout] persistentservice --netmask -M netmask persistentgranularity mask --real-server -r server-address server-address is host (and port) --gatewaying -g gatewaying(direct routing) (default) --ipip -i ipip encapsulation (tunneling) --masquerading -m masquerading (NAT) --weight -w weight capacity ofreal server --u-threshold -x uthreshold upperthreshold of connections --l-threshold -y lthreshold lowerthreshold of connections --mcast-interface interface multicast interface for connectionsync --syncid sid syncid for connectionsync (default=255) --connection -c output ofcurrent IPVS connections --timeout output of timeout(tcp tcpfin udp) --daemon output of daemoninformation --stats output ofstatistics information --rate output of rateinformation --exact expand numbers(display exact values) --thresholds output of thresholdsinformation --persistent-conn output of persistentconnection info --nosort disable sortingoutput of service/server entries --sort does nothing, forbackwards compatibility --ops -o one-packet scheduling --numeric -n numericoutput of addresses and ports --sched-flags -b flags schedulerflags (comma-separated) --add-service -A add virtual service with option 在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也就是增加一台新的虚拟服务器 --edit-service -E edit virtual service with options 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录 --delete-service -D delete virtual service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录 --clear -C clear the whole table 清除内核虚拟服务器表中的所有记录 --restore -R restore rules from stdin 恢复虚拟服务器规则 --save -S save rules to stdout 保存虚拟服务器规则，输出为-R 选项可读的格式 --add-server -a add real server with options 在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器 --edit-server -e edit real server with options 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录 --delete-server -d delete real server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录 --list -L|-l list the table 显示内核虚拟服务器表 --zero -Z zero counters in a service or all services 虚拟服务表计数器清零 --set tcp tcpfin udp set connection timeout values 设置连接超时值 --start-daemon start connection sync daemon 启动同步守护进程。他后面可以是master 或backup，用来说明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也可以采keepalived 的VRRP 功能。 --stop-daemon stop connection sync daemon 停止同步守护进程 --help -h display this help message 显示帮助信息 Options: --tcp-service -t service-address service-address is host[:port] 说明虚拟服务器提供的是tcp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port] --udp-service -u service-address service-address is host[:port] 说明虚拟服务器提供的是udp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port] --fwmark-service -f fwmark fwmark is an integer greater than zero 说明是经过iptables 标记过的服务类型。 --scheduler -s scheduler one of rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq,the default scheduler is wlc. 使用的调度算法，有这样几个选项,默认的调度算法是： wlc. --persistent -p [timeout] persistent service 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求，将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒 --netmask -M netmask persistent granularity mask --real-server -r server-address server-address is host (and port) 真实的服务器[Real-Server:port] --gatewaying -g gatewaying (direct routing) (default) 指定LVS 的工作模式为直接路由模式（也是LVS 默认的模式 --ipip -i ipip encapsulation (tunneling) 指定LVS 的工作模式为隧道模式 --masquerading -m masquerading (NAT) 指定LVS 的工作模式为NAT 模式 --weight -w weight capacity of real server 真实服务器的权值 --u-threshold -x uthreshold upper threshold of connections --l-threshold -y lthreshold lower threshold of connections --mcast-interface interface multicast interface for connection sync 指定组播的同步接口 --syncid sid syncid for connection sync (default=255) --connection -c output of current IPVS connections 显示LVS 目前的连接 如：ipvsadm -L -c --timeout output of timeout (tcp tcpfin udp) 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如：ipvsadm -L --timeout --daemon output of daemon information 显示同步守护进程状态 --stats output of statistics information 显示统计信息 --rate output of rate information 显示速率信息 --thresholds output of thresholds information --persistent-conn output of persistent connection info --sort sorting output of service/server entries 对虚拟服务器和真实服务器排序输出 --ops -O one-packet scheduling --numeric -n numeric output of addresses and ports 输出IP 地址和端口的数字形式