之前我们介绍了四层负载均衡LVS,七层负载均衡HAProxy 和 Nginx,以及keepalived,heartbeat 搭建高可用集群。今天我们就结合之前讲过的内容搭建一个四七层负载均衡(LVS+Nginx)以及高可用(keepalived)的集群。
你要知道现在公司一般的架构都是F5(LVS)+keepalived + nginx + app + DB。 那么为什么不用keepalived + nginx + app + DB 这种架构模式呢?
在keepalived+nginx的主备容灾高可用的架构中,nginx是作为外部访问系统的唯一入口,理论上一台nginx的最大并发量可以高达50000,但是当并发量更大的时候,keepalived+nginx的高可用机制是没办法满足需求的,因为keepalived+nginx的架构中确确实实是一台nginx在工作,只有当master宕机或异常的时候,备份机才会上位。那么如何解决更大的高并发问题呢,也许你会问能不能搭建nginx集群,直接对外提供访问?很显然这是欠妥当的,因为当nginx作为外部的唯一访问入口,没办法直接以集群的形式对外提供服务,没有那么多的公网ip资源可用,既太浪费也不友好。但是在内网环境下,是可以用nginx集群(nginx横向扩展服务集合)的,当然总得有一个对外入口,所以需要在nginx集群之上,在加一层负载均衡器LVS,作为系统的唯一入口。
废话不多说, 我们开始搭建LVS(DR模式)+Keepalived+Nginx+ web 集群吧。
首先我们看一下今天要搭建的集群的基本架构拓扑图, 便于你的理解:
然后我们开始真正的集群构建。
一、准备工作
准备:至少6台虚拟机,用于测试。
(当然在实际工作环境中, nginx 服务器是可以横向扩展的, 你可以创建多台nginx服务器。web 服务器也是可以横向扩展的, 你可以创建多台web服务器。)
系统版本:CentOS 7
主机名 | IP | 作用 |
无 | 192.168.93.200 | 虚拟IP(VIP) |
lvskeepalived1 | 192.168.93.100 | LVS+ Keepalived Master (LVS将请求负载至nginx1 或者 nginx2) |
lvskeepalived2 | 192.168.93.101 | LVS+ Keepalived Backup (lvskeepalived1的备机) |
nginx1 | 192.168.93.110 | Nginx1(将请求负载至后端web1 或者 web2) |
nginx2 | 192.168.93.111 | Nginx2(将请求负载至后端web1 或者 web2) |
web1 | 192.168.93.210 | Web1(静态web服务器) |
web2 | 192.168.93.211 | Web2(静态web服务器) |
二、安装软件及配置
1. 在lvskeepalived1 和 lvskeepalived2 机器上面安装 ipvsadm 和 keepalived:
yum -y install ipvsadm keepalived
查看两台负载均衡机器是否支持lvs:
lsmod |grep ip_vs
如果上述命令没有任何结果,则执行ipvsadm
命令启动ipvs之后,再通过上述命令进行查看即可。
2. 在nginx1 和 nginx2 机器上面安装nginx
yum -y install nginx
3. 在web1 和 web2 上面安装apache
yum -y install httpd
配置网页:
实际配置网页内容应该一样,但是为了演示nginx负载均衡效果,我们将网页内容一个配置成web1, 一个配置成web2。
#在web1配置如下:cd /var/www/htmlecho "web1" > index.htmlsystemctl restart httpd#在web2配置如下:cd /var/www/htmlecho "web2" > index.htmlsystemctl restart httpd
4. 配置keepalived
1) 在lvskeepalived1也就是master 机器上面配置:
vim /etc/keepalived/keepalived.conf# Global Configurationglobal_defs {
lvs_id director1 # 指定lvs的id}# VRRP Configurationvrrp_instance LVS {
state MASTER # 指定当前节点为master节点interface ens33 # 这里是网卡的名称,通过ifconfig或者ip addr可以查看virtual_router_id 51 # 这里指定的是虚拟路由id,master节点和backup节点需要指定一样的priority 151 # 指定了当前节点的优先级,数值越大优先级越高,master节点要高于backup节点advert_int 1 # 指定发送VRRP通告的间隔,单位是秒authentication {
auth_type PASS # 鉴权,默认通过auth_pass 123456 # 鉴权访问密码}virtual_ipaddress {
192.168.93.200 # 指定了虚拟ip}}# Virtual Server Configuration - for www server# 后台真实主机的配置virtual_server 192.168.93.200 80 {
delay_loop 1 # 健康检查的时间间隔lb_algo rr # 负载均衡策略,这里是轮询lb_kind DR # 调度器类型,这里是DRpersistence_time 1 # 指定了持续将请求打到同一台真实主机的时间长度protocol TCP # 指定了访问后台真实主机的协议类型 # Real Server 1 configuration # 指定了真实主机1的ip和端口 , 也就是Nginx1的IP和端口real_server 192.168.93.110 80 {
weight 1 # 指定了当前主机的权重TCP_CHECK {
connection_timeout 10 # 指定了进行心跳检查的超时时间nb_get_retry 3 # 指定了心跳超时之后的重复次数delay_before_retry 3 # 指定了在尝试之前延迟多长时间}} # Real Server 2 Configuration # 指定了真实主机2的ip和端口 , 也就是Nginx2的IP和端口real_server 192.168.93.111 80 {
weight 1 # 指定了当前主机的权重TCP_CHECK {
connection_timeout 10 # 指定了进行心跳检查的超时时间nb_get_retry 3 # 指定了心跳超时之后的重复次数delay_before_retry 3 # 指定了在尝试之前延迟多长时间}}}
2)在lvskeepalived2也就是backup 机器上面配置keepalived:
只和master 有以下三处不同:
lvs_id director1 改成 lvs_id director2
state MASTER 改成 state BACKUP
priority 151 改成 priority 101
vim /etc/keepalived/keepalived.conf# Global Configurationglobal_defs {
lvs_id director2 # 指定lvs的id}# VRRP Configurationvrrp_instance LVS {
state BACKUP # 指定当前节点为master节点interface ens33 # 这里是网卡的名称,通过ifconfig或者ip addr可以查看 virtual_router_id 101 # 这里指定的是虚拟路由id,master节点和backup节点需要指定一样的priority 101 # 指定了当前节点的优先级,数值越大优先级越高,master节点要高于backup节点advert_int 1 # 指定发送VRRP通告的间隔,单位是秒authentication {
auth_type PASS # 鉴权,默认通过auth_pass 123456 # 鉴权访问密码}virtual_ipaddress {
192.168.93.200 # 指定了虚拟ip}}# Virtual Server Configuration - for www server# 后台真实主机的配置virtual_server 192.168.93.200 80 {
delay_loop 1 # 健康检查的时间间隔lb_algo rr # 负载均衡策略,这里是轮询lb_kind DR # 调度器类型,这里是DRpersistence_time 1 # 指定了持续将请求打到同一台真实主机的时间长度protocol TCP # 指定了访问后台真实主机的协议类型 # Real Server 1 configuration # 指定了真实主机1的ip和端口 , 也就是Nginx1的IP和端口real_server 192.168.93.110 80 {
weight 1 # 指定了当前主机的权重TCP_CHECK {
connection_timeout 10 # 指定了进行心跳检查的超时时间nb_get_retry 3 # 指定了心跳超时之后的重复次数delay_before_retry 3 # 指定了在尝试之前延迟多长时间}} # Real Server 2 Configuration # 指定了真实主机2的ip和端口 , 也就是Nginx2的IP和端口real_server 192.168.93.111 80 {
weight 1 # 指定了当前主机的权重TCP_CHECK {
connection_timeout 10 # 指定了进行心跳检查的超时时间nb_get_retry 3 # 指定了心跳超时之后的重复次数delay_before_retry 3 # 指定了在尝试之前延迟多长时间}}}
5. 配置Nginx
1)在nginx1 和 nginx2 机器上面配置负载均衡:(两台机器一模一样的配置)
实现将访问本机80端口的请求轮询定向到后端的两台apache服务器:
我们这里只演示两台apache web 服务器, 你也可以配置多台。
vim /etc/nginx/nginx.confuser nginx;worker_processes auto;error_log /var/log/nginx/error.log;pid /run/nginx.pid;include /usr/share/nginx/modules/*.conf;events {
worker_connections 1024;}http {
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ''$status $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';access_log /var/log/nginx/access.log main;sendfile on;tcp_nopush on;tcp_nodelay on;keepalive_timeout 65;types_hash_max_size 2048;include /etc/nginx/mime.types;default_type application/octet-stream;# Load modular configuration files from the /etc/nginx/conf.d directory.# See http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#include# for more information.include /etc/nginx/conf.d/*.conf;upstream serverList {
server 192.168.93.210:80; #web server1,后端真实服务器server 192.168.93.211:80; #web server2,后端真实服务器 }server {
listen 80;#server_name localhost; # server_name:是客户端请求的域名地址#root html;#index index.html index.htm index.php;location / {
proxy_pass http://serverList; # 指向负载的列表的模块,如serverListproxy_redirect off;proxy_set_header Host $host; } }}
2)在nginx1 和 nginx2 机器上面配置虚拟IP: (两台nginx机器, 一模一样的配置)
因为我们使用的lvs调度器是DR模式,前面我们讲到过,这种模式下,对客户端的响应是真实服务器直接返回给客户端的,而真实服务器需要将响应报文中的源ip修改为虚拟ip,这里配置的虚拟ip就是起这个作用的。我们编辑/etc/init.d/lvsrs文件,写入如下内容:
[root@nginx1 nginx]# cd /etc/init.d/[root@nginx1 init.d]# vim lvsrs#虚拟的vip 根据自己的实际情况定义SNS_VIP=192.168.93.200/etc/rc.d/init.d/functionscase "$1" instart) ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP /sbin/route add -host $SNS_VIP dev 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 sysctl -p >/dev/null 2>&1 echo "RealServer Start OK" ;;stop) ifconfig lo:0 down route del $SNS_VIP >/dev/null 2>&1 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 "RealServer Stoped" ;;*) echo "Usage: $0 {start|stop}" exit 1esacexit 0
然后更改脚本权限并执行脚本:(两台nginx机器都要执行)
[root@nginx1 init.d]# chmod 755 lvsrs[root@nginx1 init.d]# ./lvsrs start
查看ip lo:0 和路由是否添加成功:
如果可以看到上述结果,证明 lo:0和路由都已经配置成功。
三、测试
1. 启动Nginx 服务, 验证Nginx负载功能
systemctl start nginxsystemctl enable nginx
测试分别访问nginx1和nginx2的网页, 可以看到请求轮询定向到后端的两台web服务器上, 所以Nginx 负载功能验证成功。
while [ TRUR ]; do curl http://192.168.93.110:80; sleep 2 ; done
while [ TRUR ]; do curl http://192.168.93.111:80; sleep 2 ; done
2. 启动keepalived
在lvskeepalived1 和 lvskeepalived2 服务器上启动keepalived.
systemctl start keepalivedsystemctl enable keepalived
过几秒后可以看到VIP(192.168.93.200) 在master 机器上面:
通过VIP访问网页:
访问成功, 可见LVS 成功将请求转发到了后端web server 上。
3. KeepAlived高可用测试
停掉主keepalived:
vip漂移至备服务器:
此时网页访问:192.168.93.200依然能够正常访问,分发依然正常:
重启主keepalived
主服务恢复之后;vip又会自动漂移回主服务
至此, keepalived 高可用验证成功。
查看最新的虚拟ip对应的RealServer的情况
VIP:192.168.93.200
Realserver1 IP: 192.168.93.110
Realserver2 IP: 192.168.93.111
可以看出192.168.93.110和192.168.93.111两台真实服务器都还在
访问VIP并使用ipvsadm -lnc查看请求转发情况
看到lvs将请求转发到110 和 111 两台真实服务器上:
测试停掉192.168.93.110的nginx 服务
再次查看虚拟ip对应的RealServer的情况
可以看出192.168.93.110这台已经挂掉的服务器已经被移除了
测试访问虚拟ip
可以看到网页访问正常。
使用ipvsadm -lnc 查看请求转发情况:
可以看到所有的访问都只会转发到192.168.93.111的真实服务器上
恢复192.168.93.110
lvs又会自动监控并加入192.168.93.110
至此,验证了LVS 可以监控真实服务器的服务的状态。
通过验证, 我们今天的LVS+Keepalived+Nginx+ web 集群搭建成功!
那么今天我们就先介绍到这里,之后会继续更新MySQL集群的内容。敬请关注!
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