目录
一、Keepalived和LVS简介
1. Keepalived简介
2. LVS简介
二、安装配置
1. 下载安装LVS
2. 下载安装Keepalived
3. Keepalived配置
5. 编写RealServer的网络配置脚本
三、测试
四、总结
参考:
上一篇我们使用Keepalived的HA功能,实现MySQL主从复制的自动故障切换。它的工作原理是:初始将MySQL的主从两个主机赋予不同的优先级别,当Keepalived启动时,会将VIP绑定到高优先级的主库上。在Keepalived中调用自定义脚本check_run,每分钟检查一次本机MySQL的服务器状态,如果MySQL不可用,则杀掉本机的keepalived进程。Keepalived每秒钟会检查一次本机的keepalived进程,如果进程不存在,则将VIP绑定到另一台机器上,如果这台机器原来是从库,则同时调用master.sh脚本执行从库切换为主库的操作。
本篇我们将做另一个实验,利用Keepalived的IPVS功能,调用LVS实现MySQL双主复制的读写负载均衡,同时保证负载均衡器和MySQL的高可用性。实验环境如图1所示。
图1
参见“使用Keepalived实现MySQL主从高可用”。
LVS(Linux Virtual Server)是一个高可用性虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立,是中国国内最早出现的自由软件项目之一。LVS主要用于多服务器的负载均衡,作用于网络层。LVS构建的服务器集群系统中,前端的负载均衡层被称为Director Server,后端提供服务的服务器组层被称为Real Server。通过下图可以大致了解LVS的基础架构。
图2
LVS由ipvs和ipvsadm两部分组成:
LVS是工作在linux内核空间的tcp/ip栈的应用程序,其程序名称为ipvs。ipvs会监听input链上的请求,一旦请求的是集群服务的话,ipvs钩子函数会将请求拉出并进行报文修改,强制转发到postrouting处理,关系如图3所示。
图3
在客户端看来,LVS就是一个真实的应用服务器。客户端向LVS发送请求信息,LVS接收数据报文至内核空间,工作在input链上的ipvs模块会判断用户请求是不是定义的后端服务器,如果用户请求的就是定义的后端集群服务,数据报文传送到input链上时,input链会强行将数据报文转发给postrouting,postrouting将数据报文传送给后端真实服务器。LVS的特点在于超强的分流功能,但它只能负责调度流量的去向,没有办法实现在业务层分流负载。
LVS可以独立使用,但更普遍的做法是与Keepalived一起使用。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。Keepalived中的LVS配置包括虚拟主机组(Virtual Server Group)和虚拟主机(Virtual Server)。这些配置会传递给ipvsadm作为参数。采用这样的架构以后,很容易对现有系统进行扩展,在后端添加或者减少realserver后,只需要更改Keepalived配置文件中的LVS部分即可。
环境:
172.16.1.124:Keepalived + LVS Master
172.16.1.125:Keepalived + LVS Slave
172.16.1.126:MySQL Replication Master
172.16.1.127:MySQL Replication Master
172.16.1.100:VIP
在本环境中的RealServer就是两台MySQL服务器,LVS和RealServer分别使用两台主机。当LVS架构中的Director Server和RealServer工作在同一台机器上时,需要注意SYN_RECV问题,即会出现两台director无限循环转发请求的情况。对该问题的讨论参见“怎么样让LVS和realserver工作在同一台机器上”。
在172.16.1.126和172.16.1.127上配置MySQL双主复制,详细步骤从略。与主从复制相比,双主复制需要注意以下三个参数的设置:
# masterA自增长ID
auto_increment_offset = 1
auto_increment_increment = 2 #奇数ID
# masterB自增加ID
auto_increment_offset = 2
auto_increment_increment = 2 #偶数ID
在172.16.1.124和172.16.1.125上用root用户执行以下命令:
yum -y install ipvsadm
在172.16.1.124和172.16.1.125上安装Keepalived,详细步骤参见“使用Keepalived实现MySQL主从高可用”。
172.16.1.124初始为keepalived的master,其上的keepalived配置文件如下:
[root@hdp1~]#more /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_sync_group VG1 {
group {
VI_1
}
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens32
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
nopreempt
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1234
}
virtual_ipaddress {
172.16.1.100
}
}
virtual_server 172.16.1.100 3306 { # 定义虚拟服务器,地址与上面的virtual_ipaddress相同
delay_loop 3 # 健康检查时间间隔,3秒
lb_algo rr # 负载均衡调度算法:rr|wrr|lc|wlc|sh|dh|lblc
lb_kind DR # 负载均衡转发规则:NAT|DR|TUN
# persistence_timeout 5 # 会话保持时间5秒,动态服务建议开启
protocol TCP # 转发协议protocol,一般有tcp和udp两种
#后端真实服务器,有几台就设置几个
real_server 172.16.1.126 3306 {
weight 1 # 权重越大负载分越大,0表示失效
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
real_server 172.16.1.127 3306 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}
[root@hdp1~]#
172.16.1.125初始为keepalived的slave,其上的keepalived配置文件如下:
[root@hdp2~]#more /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_sync_group VG1 {
group {
VI_1
}
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens32
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
nopreempt
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1234
}
virtual_ipaddress {
172.16.1.100
}
}
virtual_server 172.16.1.100 3306 { # 定义虚拟服务器,地址与上面的virtual_ipaddress相同
delay_loop 3 # 健康检查时间间隔,3秒
lb_algo rr # 负载均衡调度算法:rr|wrr|lc|wlc|sh|dh|lblc
lb_kind DR # 负载均衡转发规则:NAT|DR|TUN
# persistence_timeout 5 # 会话保持时间5秒,动态服务建议开启
protocol TCP # 转发协议protocol,一般有tcp和udp两种
#后端真实服务器,有几台就设置几个
real_server 172.16.1.126 3306 {
weight 1 # 权重越大负载分越大,0表示失效
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
real_server 172.16.1.127 3306 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 3306
}
}
}
[root@hdp2~]#
master与slave的keepalived配置文件中只有priority设置不同,master为100,slave为90,其它全一样。配置文件是以块形式组织的,每个块都在{}包围的范围内,#和!开头的行都是注释。global_defs、vrrp_sync_group、vrrp_instance部分的配置说明参见“使用Keepalived实现MySQL主从高可用”。
本例中没有配置virtual_server_group。该配置段是可选的,目的是为了让一台RealServer的某个Service可以属于多个Virtual Server,并且只做一次健康检查。下面重点说明virtual server段的配置。
在172.16.1.126和172.16.1.127上建立/etc/init.d/realserver文件,内容如下:
#!/bin/sh
VIP=172.16.1.100
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
# 禁用本地的ARP请求、绑定本地回环地址
start)
/sbin/ifconfig lo down
/sbin/ifconfig lo up
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
/sbin/sysctl -p >/dev/null 2>&1
/sbin/ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 up # 在回环地址上绑定VIP,设定掩码,与Direct Server上自身的IP保持通信
/sbin/route add -host $VIP dev lo:0
echo "LVS-DR real server starts successfully.\n"
;;
stop)
/sbin/ifconfig lo:0 down
/sbin/route del $VIP >/dev/null 2>&1
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo "LVS-DR real server stopped.\n"
;;
status)
isLoOn=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep "$VIP"`
isRoOn=`/bin/netstat -rn | grep "$VIP"`
if [ "$isLoON" == "" -a "$isRoOn" == "" ]; then
echo "LVS-DR real server has run yet."
else
echo "LVS-DR real server is running."
fi
exit 3
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop|status}"
exit 1
esac
exit 0
执行下面的命令将该脚本加入开机自启动:
chmod +x /etc/init.d/realserver
echo "/etc/init.d/realserver" >> /etc/rc.d/rc.local
执行以下命令配置realserver:
service realserver start
命令执行后172.16.1.126和172.16.1.127上的IP地址分别如图4、5所示。
图4
图5
1. 分别在master上和slave上启动keepalived进程。
在172.16.1.124和172.16.1.125上执行以下命令:
/etc/init.d/keepalived start
2. 查看master和slave上的VIP
结果分别如图6、7所示,可以看到VIP已经成功绑定到172.16.1.124。
图6
图7
此时查看LVS集群状态,可以看到集群下有两个RealServer,调度算法,权重等信息。ActiveConn代表当前RealServer的活跃连接数。
[root@hdp1~]#ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.1.100:3306 rr
-> 172.16.1.126:3306 Route 1 0 0
-> 172.16.1.127:3306 Route 1 0 0
[root@hdp1~]#
3. 验证LVS负载均衡转发策略
MySQL客户端使用VIP连接数据库,并查看所连接的数据库服务器ID。可以看到,每次执行依次连接到172.16.1.126和172.16.1.127的MySQL,证明是轮询策略产生的结果。
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 126 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 126 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
4. 模拟LVS的master失效
停止master上的keepalived服务,在172.16.1.124上执行以下命令:
/etc/init.d/keepalived stop
再次查看172.16.1.124、172.16.1.125绑定的VIP分别如图8、9所示。可以看到VIP已经漂移到172.16.1.125上,它成为了新的master。
图8
图9
此时连接MySQL,负载均衡不受影响。
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 126 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 126 |
+---------------+-------+
此时再次启动172.16.1.124上keepalived服务,它已经变为slave,而且并不会去抢占master,这是由nopreempt参数决定的。
5. 模拟mysqld crash
在172.16.1.126上执行以下命令:
pkill -9 mysqld
此时,LVS检测到了172.16.1.126上的MySQL Server宕机,集群自动剔除了故障节点。此时集群中只有一个RealServer的地址,即172.16.1.127:3306。
[root@hdp1~]#ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.1.100:3306 rr
-> 172.16.1.127:3306 Route 1 0 0
[root@hdp1~]#
此时连接MySQL,可以看到应用不受影响,但只连接到一台MySQL服务器。
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
C:\WINDOWS\system32>mysql -uwxy -p123456 -h172.16.1.100 -e "show variables like 'server_id'"
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| server_id | 127 |
+---------------+-------+
重新启动172.16.1.126上的MySQL后,LVS自动将故障节点自动加入集群。
[root@hdp1~]#ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.1.100:3306 rr
-> 172.16.1.126:3306 Route 1 0 0
-> 172.16.1.127:3306 Route 1 0 0
[root@hdp1~]#