Lvs+Keepalived工作原理

Posted 2021-05-01 古巷威士忌

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lvs+keepalived是什么？

keepalived工作原理

keepalived是集群管理中保证集群高可用的一个服务软件，其功能类似于heartbeat，用来防止单点故障。

keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。

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。

LVS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（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR），十种调度算法 
(rrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）。

　LVS主要用于服务器集群的负载均衡。它工作在网络层，可以实现高性能，高可用的服务器集群技术。它廉价，可把许多低性能的服务器组合在一起形成一个超级服务器。它易用，配置非常简单，且有多种负载均衡的方法。它稳定可靠，即使在集群的服务器中某台服务器无法正常工作，也不影响整体效果。另外可扩展性也非常好。

可以利用LVS技术实现高可伸缩的、高可用的网络服务，例如WWW服务、Cache服务、DNS服务、FTP服务、MAIL服务、视频/音频点播服务等等，有许多比较著名网站和组织都在使用LVS架设的集群系统，例如：Linux的门户网站（www.linux.com）、向RealPlayer提供音频视频服务而闻名的Real公司（www.real.com）、全球最大的开源网站（sourceforge.net）等。

（1）LVS是四层负载均衡，也就是说建立在OSI模型的第四层——传输层之上，传输层上有我们熟悉的TCP/UDP，LVS支持TCP/UDP的负载均衡。因为LVS是四层负载均衡，因此它相对于其它高层负载均衡的解决办法，比如DNS域名轮流解析、应用层负载的调度、客户端的调度等，它的效率是非常高的。

lvs+keepalived 
LVS提供负载均衡，keepalived提供健康检查，故障转移，提高系统的可用性！采用这样的架构以后，很容易对现有系统进行扩展，只要在后端添加或者减少realserver，更改lvs的 配置文件，就能实现无缝配置变更！

实战：lvs（DR模型）+keepalived实现高可用负载均衡

实验环境：

五台机器，两台后台WEB服务器，两台负载均衡调度服务器，分为一主一从，一台客户机做访问测试。 
负载均衡调度服务器 ip：主 172.18.24.26/16 从 172.18.24.6/16 
WEB服务器 ip：172.18.24.16/16     172.18.24.107/16 
客户机测主机 ip：172.18.24.17/16 

配置主调度服务器

源码最下面复制粘贴

配置从调度服务器

配置两台WEB服务器

## lvs_dr_rs.sh 脚本用于节点服务器绑定 VIP ，并抑制响应 VIP 的 ARP 请求。## 这样做的目的是为了不让关于 VIP 的 ARP 广播时，节点服务器应答（ 因为节点服务器都绑定了 VIP ，如果不做设置它们会应答，就会乱套 ）

[root@varnish ~]#bash lvs_dr.sh start 

 #执行脚本The RS Server is Ready!

两台web服务器都要执行此脚本！

然后，在这两台服务器上安装Apache软件，开启httpd服务，并且设置好默认测试主页，比较简单，这里不再细讲。

测试 
我们设置的调度算法是加权轮询，权重是2:1 
在客户端主机172.18.24.46上测试

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever1 107

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever1 107

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever2 16

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever1 107

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever1 107

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever2 16

停掉主调度服务器的keepalived服务

[root@localhost ~]#server keepalived stop 

继续测试

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever1 107

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever1 107

[root@localhost ~]#curl 172.18.24.46 real_srever2 16

能正常工作。

从测试可看出，测试三次，两个调度到107主机上，一个调度上16上。当主调度服务器出故障后，从服务器能马上接替VIP，提供调度服务。

源码如下：

1.配置主调度服务器

[root@localhost ~]#vim /etc/keepalived/keepalived.conf! Configuration File for keepalived global_defs {        notification_email {                        root@localhost                        }        notification_email_from node1@localhost        smtp_server 127.0.0.1        smtp_connect_timeout 30        router_id node1        vrrp_mcast_group4 224.100.100.100        } vrrp_instance VI_1 {    state MASTER    interface eth0    virtual_router_id 88    priority 100    advert_int 1    authentication {        auth_type PASS        auth_pass 1111    }    virtual_ipaddress {        172.18.24.46    } } virtual_server 172.18.24.46 80 {    delay_loop 6    lb_algo wrr    lb_kind DR    nat_mask 255.255.255.0    persistence_timeout 50    protocol TCP    sorry_server 127.0.0.1 80    real_server 172.18.24.107 80 {        weight 2        HTTP_GET {            url {              path /index.html              status_code 200            }            connect_timeout 3            nb_get_retry 3            delay_before_retry 3        }    }    real_server 172.18.24.16 80 {        weight 1        HTTP_GET {            url {              path /index.html              status_code 200            }            connect_timeout 3            nb_get_retry 3            delay_before_retry 3        }    } } [root@localhost ~]#service keepalived start   #启动服务

2.配置从调度服务器

3.配置两台Web服务器

## lvs_dr_rs.sh 脚本用于节点服务器绑定 VIP ，并抑制响应 VIP 的 ARP 请求。## 这样做的目的是为了不让关于 VIP 的 ARP 广播时，节点服务器应答（ 因为节点服务器都绑定了 VIP ，如果不做设置它们会应答，就会乱套 ）

[root@localhost ~]#vim lvs_dr_rs.sh    #!/bin/bash    #Author:wangxiaochun    #Date:2017-08-13    vip=172.18.24.106    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 [root@varnish ~]#bash lvs_dr.sh start  

#执行脚本The RS Server is Ready!