实验LVS+keepalived

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。

以上的文字，关于LVS的原理解释，来自http://zhangziqiang.blog.51cto.com/698396/180470 。

淡定的无聊，四处看论坛都发现有若干的文章提到了LVS+keepalived的配置，看得多了，古人又曾经云过：实践出真知。故且动手并记之，唯求勿忘，无他。

一个好习惯，先上图：

看图说话

1，四台测试电脑，为了测试方便，关闭了firewall和selinux

2，两台做负载，两台web服务器。

3，第一台主负载的名称：LVSM ，IP：172.17.94.16 操作系统：centos5.6 x86_64 2.6.18-274.el5

第二台主负载的名称：LVSB， IP：172.17.94.21 操作系统：centos 5.6 X86_64 2.6.18-274.el5

第一台web服务器名称：webone IP：172.17.94.234 操作系统: centos 5.6 i686

第二台 web服务器名称：webtwo IP：172.17.94.95 操作系统: centos 5.6 x86_x64 2.6.18-274.el5

VIP:172.17.94.18

4，安装LVS和keepalived前的准备

内核一定要注意，非常的注意。

一共三台电脑的系统是centos 5.6 x86_64 2.6.18-274.el5,其实最开始的内核是2.6.18-238.el5,但是我发现在/usr/src/kernels里面没有2.6.18-238.el6的包。

使用centos系统，直接采用yun来更新。

本来是准备使用编译安装的，发现kernel.org在维护。

#yum -y install kernel-devel

#yum -y update kernel

#modprobe ip_vs //内核加载ip_vs模块

#lsmod |grep ip_vs //查看是否加载成功。

#ln -s /usr/src/kernerls/2.6.18-274.el5-x86_64/ /usr/src/linux //生成一个链接文件

#cp /usr/src/kernels/2.6.18-274.el5/include/net/ip_vs.h /usr/inclide/net/ //这个很重要，否则在安装ipvsadm的时候会提示缺少*.h文件

#yum -y install openssl openssl-devel //安装keepalived需要

前期准备工作完成，有些安装软件的依赖文件请慢慢琢磨着安装吧。比如gcc gcc-c++之类的。现在准备下载ipvsadm和keepalived了

#wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.tar.gz

#wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.1.20.tar.gz

5,下载完毕，安装之

# tar xzvf ipvsadm-1.24.tar.gz

#cd ipvsadm-1.24

#make && make install

安装完成，会多出以下文件。

/sbin/ipvsadm
/sbin/ipvsadm-save
/sbin/ipvsadm-restore
/usr/man/man8/ipvsadm.8
/usr/man/man8/ipvsadm-save.8
/usr/man/man8/ipvsadm-restore.8
/etc/rc.d/init.d/ipvsadm

#tar xzvf keepalived-1.1.20.tar.gz

#cd keepalived-1.1.20

#./configure --prefix=/usr/local/keepalived

#make && make install

正确完成安装会显示如下信息：

Keepalived configuration
------------------------
Keepalived version : 1.1.20
Compiler : gcc
Compiler flags : -g -O2
Extra Lib : -lpopt -lssl -lcrypto
Use IPVS Framework : Yes
IPVS sync daemon support : Yes
Use VRRP Framework : Yes
Use Debug flags : No

然后对keepalived做以下操作：

#cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/

#cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig

#mkdir /etc/keepalived

#cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

#cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/

#check --add keepalived

#check --level 2345 keepalived on

安装完成，开始配置keepalived.conf

#vi /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
#[e-mail]
#[e-mail]
#[e-mail]
[e-mail]
}
# notification_email_from [e-mail]
notification_email_from localhost #
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
#router_id LVS_DEVEL
router_id LVS_MASTER //从负载机器需要修改的地方，我改成LVS_BACKUP
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER //从负载机器需要修改的地方，我改成BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100 //从服务器需要修改的地方改成比100小的数字，改成99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
#192.168.200.16
#192.168.200.17
#192.168.200.18
172.17.94.18
}
}
#virtual_server 192.168.200.100 443 {
virtual_server 172.17.94.18 80 {
delay_loop 6
lb_algo wrr
#lb_kind NAT
lb_kind DR
nat_mask 255.255.224.0
persistence_timeout 50
protocol TCP
# real_server 192.168.201.100 443 {
real_server 172.17.94.234 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
real_server 172.17.94.95 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}

上面的配置地方主从都差不多，需要修改的地方'//'符号标出了。

非常注意的地方，注意"{"是否和"}"配对，注意"{"和前面的字符串需要有1个空格，比如"VI_1 {"不要写成了"VI_1{"，否则查看日志

#tail -f /var/log/messages

你会看到keepalived 一直提示需要设置VI_1.

主从完成配置

两台负载的机器都需要做以上操作。

真实的web服务器配置。非常简单，就是一个脚本，我取名为real.sh

#vi real.sh

#!/bin/bash
#filename:real.sh
VIP=172.17.94.18
. /etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
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/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 $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 1
esac
exit 0

上面这个脚本没什么好修改的，注意你自己的VIP输入正确就好了。其他的都可以照抄。

分别在2台web服务器上启动这个脚本。

然后再输入

#ifconfig

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:8D:58:A8:DF
inet addr:172.17.94.234 Bcast:172.17.255.255 Mask:255.255.0.0
inet6 addr: fe80::250:8dff:fe58:a8df/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:19707 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:2457 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:2164485 (2.0 MiB) TX bytes:206181 (201.3 KiB)
Interrupt:169 Base address:0x2000
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
RX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:1008 (1008.0 b) TX bytes:1008 (1008.0 b)
lo:0 Link encap:Local Loopback  #出现这个才正常，没有出现这个，允许real.sh脚本
inet addr:172.17.94.18 Mask:255.255.255.255
UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1

出来的就是这个样子。

注意在主负载服务器和从负载服务器输入以下命令

[root@LVSM keepalived]# ip add list

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 1000
link/ether 00:0c:29:0f:94:2f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.17.94.16/19 brd 172.17.95.255 scope global eth0
inet 172.17.94.18/32 scope global eth0
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop qlen 1000
link/ether 00:0c:29:0f:94:39 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

上面的输出是主负载机器的

下面看看从负载的输出

#ip add list

[root@LVSB keepalived]# ip add list

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 1000
link/ether 00:0c:29:78:c6:35 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.17.94.21/19 brd 172.17.95.255 scope global eth0
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop qlen 1000
link/ether 00:0c:29:78:c6:3f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

注意到差别没有。

现在如果关闭主负载，那么VIP会自动切换到从负载上来。

再输入以下命令查看

[root@LVSM keepalived]# ipvsadm

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-&gt; RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.17.94.18:http wrr persistent 50
-&gt; 172.17.94.95:http Route 1 0 0
-&gt; 172.17.94.234:http Route 1 0 0

#出现上面的才是正常的

ActiveConn和InActConn为0，是因为现在没有链接。