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LVS 负载均衡 keepalive

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为什么要学lvs

工作在网络模型的7层，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、
目录结构， Nginx单凭这点可利用的场合就远多于LVS了。
最新版本的Nginx也支持4层TCP负载，曾经这是LVS比Nginx好的地方。
Nginx对网络稳定性的依赖非常小，理论上能ping通就就能进行负载功能，这个
也是它的优势之一，相反LVS对网络稳定性依赖比较大。
Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便，它基本能把错误用日志打印出
来。 LVS的配置、测试就要花比较长的时间了， LVS对网络依赖比较大。

简单一句话，当并发超过了Nginx上限，就可以使用LVS了。
日1000-2000W PV或并发请求1万以下都可以考虑用Nginx。
大型门户网站，电商网站需要用到LVS。

LVS 介绍

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，可以在UNIX/LINUX平台下实现负载均衡集群功能。该项目在1998年5月由章文嵩博士组
织成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。

官网：http://www.linuxvirtualserver.org/index.html

中文资料

LVS项目介绍 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs1.html

LVS集群的体系结构 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs2.html

LVS集群中的IP负载均衡技术 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs3.html

LVS集群的负载调度 http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs4.html

LVS内核模块ip_vs介绍

早在2.2内核时， IPVS就已经以内核补丁的形式出现。
从2.4.23版本开始， IPVS软件就合并到Linux内核的常用版本的内核补丁的集合。从2.4.24以后IPVS已经成Linux官方标准内核的一部分。

LVS无需安装
安装的是管理工具，第一种叫ipvsadm，第二种叫keepalive
ipvsadm是通过命令行管理，而keepalive读取配置文件管理
后面我们会用Shell脚本实现keepalive的功能

lvs集群部署

安装lpvsadm管理工具

查看系统的LVS模块

  1. lsmod|grep ip_vs

    默认没有加载模块，安装管理工具

  2. yum install -y ipvsadm

    查看lvs默认状态并且激活lvs

  3. [root@lb03 ~]# ipvsadm
  4. IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
  5. Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  6. -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

配置lvs负载均衡服务

第一步：在eth0网卡绑定VIP地址（ip）

第二步：清楚当前说有LVS规则（-C）

第三步：设置tcp、tcpfin、udp链接超时时间（--set）

第四步：添加虚拟服务（-A），调度算法（man ipvsadm）

第五步：将虚拟服务关联到真是服务上（-a）

第六步：查看配置结果（ln）

  1. ip addr add 10.0.0.13/24 dev eth0
  2. ipvsadm -C
  3. ipvsadm --set 30 5 60 #控制浏览器与lb01的超时时间
  4. ipvsadm -A -t 10.0.0.13:80 -s wrr -p 20 -p控制lb01与web01、web02的超时时
  5. ipvsadm -a -t 10.0.0.13:80 -r 10.0.0.17:80 -g -w 1
  6. ipvsadm -a -t 10.0.0.13:80 -r 10.0.0.18:80 -g -w 1
  7. ipvsadm -ln

配置web操作
  1. ip addr add 10.0.0.13/32 dev lo
  3. cat >>/etc/sysctl.conf<<EOF
  4. net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
  5. net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
  6. net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
  7. net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
  8. EOF
  9. sysctl -p

    修改web03 web04 tomcat端口号为 80

web03 启动 tomcat8_1

web04 启动 tomcat_02

访问测试

lb02测试

说有访问的返回值都是10.0.0.3

lvs跟nginx不一样 17和18不通过IP地址访问，通过mac地址访问

lvs通过mac地址访问

访问10.0.0.3就是访问lb01

10.0.0.3的数据包mac地址的返回值就是访问web03

抓包结果总结

数据包的ip地址只有lb的vip 10.0.0.3

数据包的接收mac地址也是lb01的网卡mac地址

数据包的返回mac地址可能是web03的网卡mac，也可能是web04的网卡mac地址。

服务器切换arp

vip漂移，手动更改vip的mac地址

  1. 在lb03删除vip
  2. ip addr del 10.0.0.13/24 dev eth0
  3. 在lb04添加vip
  4. ip addr add 10.0.0.13/24 dev eth0
  5. 查看lb04 eth0的vip地址
  6. ip addr show eth0
  7. 全网广播vip的mac地址改变
  8. arping -I eth0 -c 1 -U 10.0.0.13
  9. windows查看
  10. arp -a

lvs高可用

keepalive功能：

通用功能：实现vip高可用，漂移。

LVS专属技能：通过配置文件控制LVS集群节点。

LVS专属技能：对后端的真实服务器节点进行健康检查。

在lb03和lb04安装Keepalive

  1. yum -y install keepalived

Keepalive的配置文件分成三部分配置
  1. vim /etc/keepalived/keepalived.conf

1.global_defs è全局定义

同一集群每个节点不一样

router_id LVS_03

router_id LVS_04

  1. ###########lb03###########
  2. global_defs {
  3. router_id LVS_03
  4. }
  5. ###########lb04###########
  6. global_defs {
  7. router_id LVS_04
  8. }

2.vrrp 实例配置 èVIP
  1. ###########lb01########### ###########lb02###########
  2. vrrp_instance VI_1 { vrrp_instance VI_1 {
  3. state MASTER state BACKUP
  4. interface eth0 interface eth0
  5. virtual_router_id 51 virtual_router_id 51
  6. priority 150 priority 100
  7. advert_int 1 advert_int 1
  8. authentication { authentication {
  9. auth_type PASS auth_type PASS
  10. auth_pass 1111 auth_pass 1111
  11. } }
  12. virtual_ipaddress { virtual_ipaddress {
  13. 10.0.0.3/24 10.0.0.3/24
  14. } }
  15. } }

virtual_router_id 51 分组，同一集群每个节点相同不同集群一定不要同。

3.virtual_server配置 èlvs的配置
  1. virtual_server 10.0.0.13 80 {
  2. delay_loop 6
  3. lb_algo wrr
  4. lb_kind DR
  5. nat_mask 255.255.255.0
  6. persistence_timeout 50
  7. protocol TCP
  9. real_server 10.0.0.17 80 {
  10. weight 1
  11. TCP_CHECK {
  12. connect_timeout 8
  13. nb_get_retry 3
  14. delay_before_retry 3
  15. connect_port 80
  16. }
  17. }
  19. real_server 10.0.0.18 80 {
  20. weight 1
  21. TCP_CHECK {
  22. connect_timeout 8
  23. nb_get_retry 3
  24. delay_before_retry 3
  25. connect_port 80
  26. }
  27. }
  28. }

keepalive健康检查功能

模拟web03出现问题

查看lb03 lvs状态

关闭web03

查看lb03状态

web03被剔除

开启web03

查看lvs状态

web03返回。

以上是健康检查功能

LVS集群的工作模式

DR直接路由模式

NAT模式

FULLNAT

TUNNEL


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