LVS+keepalived负载均衡

lvs说明: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）。
在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，我们称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network Address Translation），大多数商品化的IP负载均衡调度器产品都是使用此方法，如Cisco的LocalDirector、F5的Big/IP和 Alteon的ACEDirector。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，我们提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它们可以极大地提高系统的伸缩性。所以，IPVS软件实现了这三种IP负载均衡技术，它们的大致原理如下（我们将在其他章节对其工作原 理进行详细描述），

Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）
通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。

Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）
采用NAT技术时，由于请求和响应报文都必须经过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器的处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题，调度器把请求报 文通过IP隧道转发至真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户，所以调度器只处理请求报文。由于一般网络服务应答比请求报文大许多，采用 VS/TUN技术后，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）
VS/DR通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户。同VS/TUN技术一样，VS/DR技术可极大地 提高集群系统的伸缩性。这种方法没有IP隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必须支持IP隧道协议的要求，但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连 在同一物理网段上。

针对不同的网络服务需求和服务器配置，IPVS调度器实现了如下八种负载调度算法：使用比较多的是以下四种：

轮叫（Round Robin）
调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

最少链接（Least Connections）
调度器通过"最少连接"调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用"最小连接"调度算法可以较好地均衡负载。

加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。


1、拓扑描述：(一定要理解这个拓扑关系）
        负载服务器master真实IP        192.168.1.252
        负载服务器backup真实IP  192.168.1.230
        负载服务器虚拟IP        192.168.1.229
        后端WEB服务器IP                192.168.1.220
        后端WEB服务器IP                192.168.1.231

2、升级内核
#yum install kernel

3、重启服务器，使用新的内核

4、删除旧版、升级新版内核
#rpm -e kernel-2.6.18-53.el5
#rpm -e kernel-devel-2.6.18-53.el5
#rpm -e kernel-headers-2.6.18-53.el5 --nodeps
#yum install kernel-headers
#yum install kernel-devel

5、下载软件
#wget http://www.linuxvirtualserver.or ... ipvsadm-1.24.tar.gz
     #wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.1.15.tar.gz

6、安装ipvsadm-1.24  //master和backup
#        rpm -ivh ipvsadm-1.24-6.src.rpm
#        cd /usr/src/redhat/SOURCES
#        tar -zxvf ipvsadm-1.24.tar.gz
#        cd ipvsadm
#       uname -r  //查询版本
        2.6.18-53.el5xen
#        ln -s  /usr/src/kernels/2.6.18-53.el5xen-i686/  /usr/src/linux  //假如这里的内核版本不一样的话，make的时候会出现错误。
#        make;make install

7,安装keepalived.

在负载均衡服务器上执行 master和backup
1、解压
        #tar -zxvf keepalived-1.1.15.tar.gz
        #cd keepalived-1.1.15
        #./configure --prefix=/usr/local/keepalived
        #make;make install
        #cp /usr/local/keepalived/sbin/rc.d/init.d/keepalived /sbin/rc.d/init.d/
        #cp /usr/local/keepalived/sbin/sysconfig/keepalived /sbin/sysconfig/
        #mkdir /sbin/keepalived
        #cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived/keepalived.conf /sbin/keepalived/
        #cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
        #service keepalived start|stop  

8、开启负载服务器路由机制  //master和backup
#        vi /sbin/sysctl.conf 保证有如下内容
        net.ipv4.ip_forward = 1
        执行
#        sysctl -p

9、建立负载服务器启动脚本  //master和backup
#vi /sbin/lvsdr.sh
#!/bin/bash
VIP=192.168.1.229
RIP1=192.168.1.220
RIP2=192.168.1.231
/sbin/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
        echo "start LVS of DirectorServer"
        #Set the Virtual IP Address
        /sbin/ifconfig eth0:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
        /sbin/route add -host $VIP dev eth0:1
        #Clear IPVS Table
        /sbin/ipvsadm -C
        #Set Lvs
        /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s wrr
        /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g
        /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
        #Run Lvs
        /sbin/ipvsadm
;;
stop)
echo "Close LVS Directorserver"
/sbin/ifconfig eth0:1 down
/sbin/ipvsadm -C
;;
*)
echo "Usage 0{start|stop}"
exit 1
esac

10、分配权限
#chmod 755 /sbin/lvsdr.sh

11、执行测试
#        /sbin/lvsdr.sh start
        查看ifconfig是否有ifcfg-eth0:1   (有就对了）
        查看route -n 路由表是否多了eth0:1路由（有就对了）
#        /sbin/lvsdr.sh stop
        查看ifconfig是否有ifcfg-eth0:1   (无就对了）
        查看route -n 路由表是否多了eth0:1路由（无就对了）
#        /sbin/lvsdr.sh  adsa
        是否提示参数错误，只能使用{start|stop}。

12、配置后端WEB服务器
        在192.168.1.231和192.168.1.220上分别建立如下脚本。
#        vi /sbin/realdr.sh
        #!/bin/bash
        VIP=192.168.1.229
        /sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up
        /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
        echo "1">/proc/sys/net/ipv4/conf/default/arp_ignore
        echo "2">/proc/sys/net/ipv4/conf/default/arp_announce
        echo "1">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo "2">/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        sysctl -p
13、配置权限
#        chmod 755 /sbin/realdr.sh

14、在两台web服务器上分别执行其指命。
/sbin/realdr.sh start

15.配置keepalived.conf配置文件 //master和backup

#vi /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 222.73.214.147
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER  //备份服务器设置为backup
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100  ////备份服务器设置小于100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.229
    }
}

virtual_server 192.168.1.229 80 {
    delay_loop 6  //隔6秒查询
    lb_algo wrr   //lvs算法
    lb_kind DR    //(Direct Route)
    persistence_timeout 60  //同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver
    inhibit_on_failure  //当web挂掉的时候，前面请求的用户，可以继续打开网页，但是后面的请求不会调度到挂掉的web上面。
    protocol TCP   //用TCP协议检查realserver状态

    real_server 192.168.1.220 80 {
        weight 3    //权重
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 10   //10秒无响应超时
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.1.231 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 10
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
   
}

16,启动keepalived
# /etc/rc.d/init.d/keepalived start

17:设置成自启动
#vi /etc/rc.local //里面添加

/etc/init.d/keepalived restart
/etc/lvsdr.sh start


测试算法：
   我的测试环境中，算法使用的是wrr,和wlc这两种。


权重问题：当lvs配置文件lvs-dr.sh改变权重以及keepalived配置文件keepalived.conf修改权重后，哪个文件重新启动，哪个文件的权重生效。同时权重在master和backup上面可以设置不同。
当算法是rr的时候，权重没有作用，但是当算法是wlc和wrr的时候，必须设置权重，可以根据服务器的性能和配置，来确定权重的大小，当权重大的时 候，lvs调度的服务也就多，同时权重高的服务器先收到链接。当小的时候，lvs调度的比较少。当权重为0的时候，表示服务器不可用，

测试lvs
1 当我把master的lvs服务关掉的时候，会将用户请求自动切换到backup上面进行工作。
2 当我把web服务关掉的时候，lvs上面会显示web消失，当启用后，web会自动显示
web关闭后：
[root@localhost ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress ort Scheduler Flags
  -> RemoteAddress ort           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.229:80 wlc
  -> 192.168.1.231:80             Route   10     0          0         
[root@localhost ~]# ipvsadm -ln
web启用后：
root@localhost ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress ort Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.229:80 wlc
  -> 192.168.1.231:80             Route   1      0          0         
  -> 192.168.1.220:80             Route   1      0          0     
3 当master服务器down的时候，backup自动会接替服务，当master起来的时候，backup会自动断掉。