VMware虚拟机里搭建lvs+keepalived实现DR模式负载均衡

标题LVSLVS简介与工作原理

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个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。
目前有三种IP负载均衡技术：DR，NAT，TUN
三种模式的优缺点可参考链接https://www.cnblogs.com/yqy921/p/6572603.html
十种调度算法 ( rrr | wrr | lc | wlc | lblc | lblcr | dh | sh | sed | nq ）

标题Keepalived工作原理

Keepalived 是一个基于VRRP协议，虚拟路由冗余协议 (Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)来实现的LVS服务高可用方案，可以利用其来避免单点故障。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

实验准备

4台虚拟机centos7或者6都可以 这里是7系统

192.168.136.130 （主） lvs+keepalived

192.168.136.133 （备） lvs+keepalived

192.168.136.131 （web）nginx

192.168.136.132 (web) nginx

四台服务器都关闭防火墙

service iptables stop/systemctl stop firewalld

关闭 selinux

vi /etc/selinux/config

SELINUX=disabled

setenforce 0 /selinux=0

实验步骤

配置web服务器

1. 安装nginx（yum安装）

 yum install gcc-c++ zlib zlib-devel openssl openssl--devel pcre pcre-devel -y
 sudo rpm -Uvh http://nginx.org/packages/centos/7/noarch/RPMS/nginx-release-centos-7-0.el7.ngx.noarch.rpm
 yum install nginx -y
 service nginx start

安装完成后浏览器测试下输入ip:192.168.136.132
​
2.更改web服务器的网页端 随便输入个

there is 132

（2台web服务器同样的操作）
vim /usr/share/nginx/html/index.html，重启下nginx刷新浏览器

3.给web服务器配置vip,执行cp脚本去执行 修改vip即可

[root@client_132` ~]# cat /etc/init.d/vip_set.sh
#!/bin/bash
    #Author:chenjian
    #Date:2020-06-29
    vip=192.168.136.139
    mask='255.255.255.255'
    dev=lo:1
    case $1 in
    start)
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        ifconfig $dev $vip netmask $mask broadcast $vip up
        #route add -host $vip dev $dev
        echo "The RS Server is Ready!"
        ;;
    stop)
        ifconfig $dev down
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        echo "The RS Server is Canceled!"
        ;;
    *)
        echo "Usage: $(basename $0) start|stop"
        exit 1
        ;;
    esac

4. 接下来执行脚本：可以看到vip已经配置好

[root@client_132` ~]# bash /etc/init.d/vip_set.sh start
The RS Server is Ready!
[root@client_132` ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.136.139/32 brd 192.168.136.139 scope global lo:1
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:61:8c:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.136.132/24 brd 192.168.136.255 scope global noprefixroute dynamic ens33
       valid_lft 78157sec preferred_lft 78157sec
    inet6 fe80::20c:29ff:fe61:8c99/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@client_132` ~]#

标题 配置lvs 调度器

1.给2台lvs调度器安装lvs软件（主和备一致）

yum install -y ipvsadm keepalived

2. 执行ipvsadm（主和备一致）

[root@client_130 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

3. 修改keepalived配置文件 vim /etc/keepalived/keepalived.conf
   注意：选择vip时需和网卡配置ip在同一个网段,这里选择192.168.136.139

! Configuration File for keepalived

global_defs {
     
    notification_email {
     
        [email protected]     #设置报警邮件地址，可以设置多个，每行一个。
        [email protected]    #需开启本机的sendmail服务
        [email protected]
    }
    notification_email_from [email protected]  #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 server的超时时间
    router_id LVS_DEVEL        #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
}

vrrp_instance VI_1 {
     
    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 ens33           #指定HA监测网络的接口
    virtual_router_id 51      #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 1              #设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
    authentication {
               #设置验证类型和密码
        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 必须是同网段
        192.168.136.139
    }
}

virtual_server 192.168.136.139 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 wrr                #设置负载调度算法，这里设置为wrr，即加权轮询算法
    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
    nat_mask 255.255.255.0
    persistence_timeout 0    #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。
                              #有了这个会话保持功能，用户的请求会被一直分发到某个服务节点，直到超过这个会话的保持时间。
                              #需要注意的是，这个会话保持时间是最大无响应超时时间，也就是说，用户在操作动态页面时，如果50秒内没有执行任何操作
                              #那么接下来的操作会被分发到另外的节点，但是如果用户一直在操作动态页面，则不受50秒的时间限制
    protocol TCP              #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种

    real_server 192.168.136.131 80 {
      #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口，IP与端口之间用空格隔开
        weight 2              #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，设置权值大小可以为不同性能的服务器
                              #分配不同的负载，可以为性能高的服务器设置较高的权值，而为性能较低的服务器设置相对较低的权值，这样才能合理地利用和分配系统资源
        TCP_CHECK {
                #realserver的状态检测设置部分，单位是秒
            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
            connect_port 80
        }
    }
    real_server 192.168.136.132 80 {
     
        weight 1
        TCP_CHECK {
     
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
            connect_port 80
        }
    }
}

备调度器配置只需要修改state改为BACKUP priority优先级改为比主小就行，其他一致

    state BACKUP              #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
    priority 80              #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

1. 开启keepalived服务

[root@client_130 ~]# systemctl start keepalived

查看进程 ps aux | grep keepalived

[root@client_130 ~]#  ps aux | grep keepalived
root       2306  0.0  0.1 123012  1364 ?        Ss   01:30   0:01 /usr/sbin/keepalived -D
root       2307  0.0  0.3 133984  3360 ?        S    01:30   0:06 /usr/sbin/keepalived -D
root       2308  0.0  0.2 133852  2636 ?        S    01:30   0:05 /usr/sbin/keepalived -D
root       5657  0.0  0.0 112812   972 pts/0    S+   10:32   0:00 grep --color=auto keepalived

.
2. 查看vip是否配置成功

[root@client_130 ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:ac:1a brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.136.130/24 brd 192.168.136.255 scope global noprefixroute dynamic ens33
       valid_lft 63385sec preferred_lft 63385sec
    inet 192.168.136.139/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever

如果vip配置不成功，输入下面语句试试

echo "net.ipv4.ip_forward = 1">>/etc/sysctl.conf
sysctl -p

3. ipvsadm -Ln看到如下配置就ok

[root@client_130 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.136.139:80 wrr
  -> 192.168.136.131:80           Route   2      0          0
  -> 192.168.136.132:80           Route   1      0          0
[root@client_130 ~]#

测试

1. 轮询访问：随便找一台其他的机器：按照我的配置的权重2：1进行访问web服务器

[root@server_128 ~]# curl -s 192.168.136.139 |grep h1
<h1>there is 131 </h1>
[root@server_128 ~]# curl -s 192.168.136.139 |grep h1
<h1>there is 131 </h1>
[root@server_128 ~]# curl -s 192.168.136.139 |grep h1
<h1> there is 132 </h1>
[root@server_128 ~]# curl -s 192.168.136.139 |grep h1
<h1>there is 131 </h1>
[root@server_128 ~]# curl -s 192.168.136.139 |grep h1
<h1>there is 131 </h1>
[root@server_128 ~]# curl -s 192.168.136.139 |grep h1
<h1> there is 132 </h1>
[root@server_128 ~]#

2. web服务down掉切换 （停掉132的nginx）看看lvs这端的状态，立马踢掉132

[root@client_132` ~]# service nginx stop 

.查看调度器

[root@localhost ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.136.139:80 wrr
  -> 192.168.136.131:80           Route   2      0          0
[root@localhost ~]#

3. lvs主down掉之后切备（直接关掉lvs主，可选择poweroff直接关机）也可以停掉lvs服务软件
   刷新备机发现vip立马被配置好，实现了主备切换。

[root@localhost ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ed:2d:67 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.136.133/24 brd 192.168.136.255 scope global noprefixroute dynamic ens33
       valid_lft 62479sec preferred_lft 62479sec
    inet 192.168.136.139/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost ~]#