手把手教程： CentOS 6.5 LVS + KeepAlived 搭建 负载均衡 高可用 集群

Posted 2020-10-10 南湖公明

 

 

为了实现服务的高可用和可扩展，在网上找了几天的资料，现在终于配置完毕，现将心得公布处理，希望对和我一样刚入门的菜鸟能有一些帮助。

一、理论知识（原理）

我们不仅要知其然，而且要知其所以然，所以先给大家准备一些理论知识课，这样对以后的应用将会事半功倍。

1、什么是LVS？

请阅读作者章文嵩博士自己的研究报告，共计4部分，看完后对集群和LVS就有了初步的了解，不懂时可以翻翻。

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

2、什么是KeepAlived?

Keepalived原理与实战精讲 http://zhumeng8337797.blog.163.com/blog/static/100768914201191762253640/

3、什么是CentOS?

百度百科给出的 http://baike.baidu.com/link?url=X3SzN3bJWjW_PkWC6GB2MTs5KhVmxBAxnCRjs9W7-IARDiHloZ_oRWj17BEz0kY3

4、小结

相信读了以上的理论知识后，已经对集群的实现原理有了大概的了解，那接下来我们就开始动手吧。

二、服务器的安装

我们会用到4个服务器，横向分2层：

第1层是LVS服务器（1个主，1个从；从可以多个）用来转发请求，需要安装ipvsadm和keepAlived；第2层是提供具体服务的服务器（表中用了2个；当然也可以是多个，现实的应用会上百台。），安装的是具体的服务，这里我们安装的是TOMCAT。

主机环境如下：

192.168.10.100　 LVS_VIP（VIP：Virtual IP）
192.168.10.140　 LVS_Master　　  
192.168.10.141　 LVS_Backup
192.168.10.142　 WEB1_RealServer
192.168.10.143　 WEB2_RealServer

克隆：我们先安装配置好一层的一个服务器，其他服务器使用克隆方式。

1、安装虚拟机VMvare

版本是10.0.1，具体的下载和安装教程请浏览百度经验：http://jingyan.baidu.com/article/c843ea0b754a7977931e4aa7.html

2、安装CentOS

1）版本是CentOS 6.5官方正式版64位，下载地址：http://www.centoscn.com/CentosSoft/iso/2013/1205/2196.html

2）在虚拟机中安装CentOS的教程请参考：http://www.jb51.net/os/78318.html，说的已经很清楚了；注意一个分区环节：

教程中的第13步，因为没有分过区，所以不知道怎么增加分区了，后来才弄明白，如图：

点edit进去后，然后在里面点击ADD增加/home分区即可；

3）安装完毕后，改虚拟机名为LVS_Master，然后再克隆2个虚拟机服务器，一个虚拟机做原始备份，一个做WEB1_RealServer。

如何克隆？请参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_9ba89b9901019bn9.html；

3、LVS层安装LVS和KeepAlived

打开LVS_Master服务器；

先安装lvs_master的服务，lvs_backup使用克隆虚拟机的方式，然后在配置文件修改三个参数即可，下面会讲到。

只要按照如下步骤一步一步来，我敢肯定一次成功！

1）开启刚刚建好的虚拟机，此时应该已经设置好系统的登录账号和密码了。好的，登录系统，打开终端：

 

 

[html] view plain copy

1. ifconfig  

在终端中输入ifconfig，然后回车，会看到本服务器的IP地址信息，如图：（如果想了解其他的CentOS命令，请参考http://www.jb51.net/os/RedHat/60044.html）

 

 

2）由于我们的操作全部是用命令行执行的，在虚拟机与本机中切换确实不太方便，给大家准备了一个简单好用的连接虚拟机中CentOS系统的工具putty，下载地址：

http://download.csdn.net/detail/tengyuantuohai/1276306

打开下载的putty.exe，如图填写好服务器的IP地址后点击OPEN，选择“是”，打开putty的应用页面：

 

 

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1. root  

在putty的终端输入root回车（root为超级管理员账号），输入密码（注意输入密码时页面是不会显示的），回车登录

 

 

3）安装IPVSADM

知识点：IPVSADM理解为IPVS管理工具；LVS（Linux Virtual Server）的核心为IPVS（IP Virtual Server），从Linux内核版本2.6起，IPVS模块已经编译进了Linux内核。

使用yum命令进行安装，系统会选择最适合内核版本的ipvsadm

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1. yum -y install ipvsadm  

4）防火墙

为了测试方便，我们直接关闭防火墙，在实际使用中开启需要的端口即可（具体配置可参考：http://www.cnblogs.com/rockee/archive/2012/05/17/2506671.html）

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1. service iptables stop  

5）KeepAlived 的安装

知识点：KeepAlived是一个路由软件，它主要的目的是让我们通过简单的配置，实现高可用负载均衡，当然负载均衡依赖于Linux虚拟服务器（IPVS）的内核模块，其高可用性使用VRRP协议来实现，KeepAlived不仅会检测负载均衡服务器池中每台机器的健康状况并通知IPVS将非健康的机器从池中移除掉；同时它还能对负载均衡调度器本身实现健康状态检查，当主负载均衡调度器出现问题时，备用负载均衡调度器顶替主进行工作。

逐条执行如下命令，执行的原因暂不解释，实际就是需要这些组件，安装即可。

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1. cd /usr/src  
2. yum -y install openssl-devel  
3. wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.7.tar.gz  
4. wget http://mirror.centos.org/centos/6/os/x86_64/Packages/popt-static-1.13-7.el6.x86_64.rpm  
5. yum -y install popt-static-1.13-7.el6.x86_64.rpm  
6. yum -y install kernel-devel make gcc openssl-devel libnl* popt*  
7. ln -s /usr/src/kernels/2.6.32-220.13.1.el6.x86_64/ /usr/src/linux  
8. tar zxvf keepalived-1.2.7.tar.gz  
9. cd keepalived-1.2.7  
10. ./configure --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.32-358.2.1.el6.x86_64/  

 

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1.   

执行完最后一条时，终端应该显示为下图这样，如果不是请不要继续，自己返回来看下有没有哪里执行有误；

如果是上图这样，恭喜你已经成功了一大半，剩下的就简单了！

继续执行

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1. make && make install  
2. cp /usr/local/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/  
3. cp /usr/local/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/  
4. mkdir /etc/keepalived  
5. cp /usr/local/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/  
6. cp /usr/local/sbin/keepalived /usr/sbin/  

OK，KeepAlived安装完毕，然后进行配置。

6）KeepAlivde的配置

The First：打开IP Forward 功能（LVS现有三种负载均衡规则都需要打开此功能，如果不打开此功能，下面的配置配得再好都无济于事。）

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1. yum -y install vim  
2. vim /etc/sysctl.conf  

打开后修改里面“net.ipv4.ip_forward = 1”，结果如下图：

（修改常用命令：i键表示要插入修改，修改好后摁ESC，然后输入":wq"，保存退出，其他命令参考：http://www.cnblogs.com/zhanglong0426/archive/2010/10/07/1845268.html）

 

修改好后保存退出，执行如下命令使设置立即生效

[html] view plain copy

1. sysctl -p  

第二步：KeepAlivde的配置

配置文件在这个位置： /etc/keepalived/keepalived.conf

启动KeepAlived时，它默认会去/etc/keepalived下面找它的配置文件，所以上面命令中我们已经将这个配置文件复制过来了。现在进行修改：

[html] view plain copy

1. vim  /etc/keepalived/keepalived.conf  

具体的参数详情请参考：http://zhumeng8337797.blog.163.com/blog/static/100768914201191762253640/

下面是我配置好的文件内容

[html] view plain copy

1. ! Configuration File for keepalived  
2. global_defs {  
3.     notification_email {   
4.         [e-mail]   
5.     }   
6.     notification_email_from [e-mail]  
7.     smtp_server 127.0.0.1  
8.     smtp_connect_timeout 30  
9.     router_id LVS_MASTER  
10. }  
11.   
12. vrrp_instance VI_1 {  
13.     state MASTER  
14.     interface eth1  
15.     virtual_router_id 60  
16.     priority 100  
17.     advert_int 1  
18.     authentication {  
19.         auth_type PASS  
20.         auth_pass 1111  
21.     }  
22.     virtual_ipaddress {  
23.         192.168.10.100  
24.     }  
25. }  
26.   
27. virtual_server 192.168.10.100 8080 {  
28.     delay_loop 6  
29.     lb_algo rr   
30.     lb_kind DR  
31.     nat_mask 255.255.255.0  
32.     persistence_timeout 50  
33.     protocol TCP  
34.   
35.     real_server 192.168.10.142 8080 {  
36.         weight 1  
37.         TCP_CHECK {  
38.             connect_timeout 3  
39.             nb_get_retry 3  
40.             delay_before_retry 3  
41.         }  
42.     }  
43.   
44.     real_server 192.168.10.143 8080 {  
45.         weight 1  
46.         TCP_CHECK {  
47.             connect_timeout 3  
48.             nb_get_retry 3  
49.             delay_before_retry 3  
50.         }  
51.     }  
52. }  

以上就完成了keepAlived的配置，下面进行启动

[html] view plain copy

1. chkconfig keepalived on  
2. service keepalived start  

查看进程

[html] view plain copy

1. ps aux | grep keepalived  

结果如图

Keepalived正常运行时，共启动3个进程，其中一个进程是父进程，负责监控其子进程；一个是vrrp子进程；另外一个是checkers子进程。

如果此时只看到2个进程，请从安装keepalived的步骤重新执行。

 

查看下虚拟IP是否已经加上（重要）

[html] view plain copy

1. ip a  

如图：

说明虚拟IP已经自动配置上了。

 

还有3个命令在先列示下，并不用执行

显示集群中服务器ip信息：ipvsadm -ln

查看日志：tail -f /var/log/messages

查看请求转发情况：ipvsadm -lcn | grep 虚拟IP

7）至此，LVS_MASTER服务器已经配置好并启动了，接下来我们配置web服务器。

4、WEB服务器WEB1_RealServer的配置

1）打开虚拟机WEB1_RealServer；

2）配置虚拟IP启动脚本

[html] view plain copy

1. yum -y install vim  
2. vim /etc/init.d/realserver.sh  

在文件中输入如下脚本：

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1. #!/bin/bash  
2. SNS_VIP=192.168.10.100  
3. . /etc/rc.d/init.d/functions  
4. case "$1" in  
5. start)  
6.  ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP  
7.  /sbin/route add -host $SNS_VIP dev lo:0  
8.  echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
9.  echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
10.  echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
11.  echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce  
12.  sysctl -p >/dev/null 2>&1  
13.  echo "RealServer Start OK"  
14.  ;;  
15. stop)  
16.  ifconfig lo:0 down  
17.  route del $SNS_VIP >/dev/null 2>&1  
18.  echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
19.  echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
20.  echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
21.  echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce  
22.  echo "RealServer Stoped"  
23.  ;;  
24.  *)  
25.  echo "Usage: $0 {start|stop}"  
26.  exit 1  
27. esac  
28. exit 0  

3）安装配置TOMCAT

我测试用的是TOMCAT6

[html] view plain copy

1. yum -y install tomcat6 tomcat6-webapps tomcat6-admin-webapps  
2. chkconfig tomcat6 on  
3. service tomcat6 start  

启动后如图：

 

关闭防火墙：

[html] view plain copy

1. service iptables stop  

 

打开浏览器：http://192.168.10.142:8080

会看到TOMCAT的熟悉页面了。

 

为了测试负载均衡，我们将这个页面改下，以更好的标识这个网页是本服务器的

Tomcat6安装目录位于/usr/share/tomcat6，所以我们要编辑tomcat下的webapps/ROOT/index.html这个文件。

[html] view plain copy

1. cd /usr/share/tomcat6/webapps/ROOT/  
2. cat /dev/null > index.html  
3. vim index.html  

将如下文本写入index.html，然后打开浏览器：http://192.168.10.142:8080，已经改变：

[html] view plain copy

1. web1 192.168.10.142  

 

 

4）启动虚拟IP的脚本

[html] view plain copy

1. sh /etc/init.d/realserver.sh start  
2. ifconfig  

运行后会看到网络有了一个虚拟IP，如图：

 

5）去LVS_MASTER服务器的终端查看下ipvsadm，查看已经连接上了WEB1服务器，运行命令

[html] view plain copy

1. ipvsadm -ln  

结果如图：

 

已经可以看到有服务器加入进来了。

此时我们访问网页http://192.168.10.100，出现界面显示web1 192.168.10.142；或者使用命令行测试转发情况，如下：

[html] view plain copy

1. ipvsadm -lcn | grep 192.168.10.100  

运行结果：

OK，至此已经能实现负载均衡了，接下来我们通过克隆实现多个主机的试验。

5、服务器克隆

1）从LVS_MASTER克隆一个LVS_BACKUP服务器，然后修改其中的参数，MASTER与BACKUP配置仅三处不同：global_defs中的router_id、vrrp_instance中的state、priority

（注意keepAlived的配置文件中有一个网卡设备，虚拟机的网卡设备可能是不一样的，有的是eth0，有的是eth1，所以也是要改动的，否则从服务器的服务器很有可能服务不正常）

配置好的如下文：

[html] view plain copy

1. ! Configuration File for keepalived  
2. global_defs {  
3.     notification_email {   
4.         [e-mail]   
5.     }   
6.     notification_email_from [e-mail]  
7.     smtp_server 127.0.0.1  
8.     smtp_connect_timeout 30  
9.     router_id LVS_BACKUP  
10. }  
11.   
12. vrrp_instance VI_1 {  
13.     state BACKUP  
14.     interface eth2  
15.     virtual_router_id 60  
16.     priority 90  
17.     advert_int 1  
18.     authentication {  
19.         auth_type PASS  
20.         auth_pass 1111  
21.     }  
22.     virtual_ipaddress {  
23.         192.168.10.100  
24.     }  
25. }  
26.   
27. virtual_server 192.168.10.100 8080 {  
28.     delay_loop 6  
29.     lb_algo rr   
30.     lb_kind DR  
31.     nat_mask 255.255.255.0  
32.     persistence_timeout 50  
33.     protocol TCP  
34.   
35.     real_server 192.168.10.142 8080 {  
36.         weight 1  
37.         TCP_CHECK {  
38.             connect_timeout 3  
39.             nb_get_retry 3  
40.             delay_before_retry 3  
41.         }  
42.     }  
43.   
44.     real_server 192.168.10.143 8080 {  
45.         weight 1  
46.         TCP_CHECK {  
47.             connect_timeout 3  
48.             nb_get_retry 3  
49.             delay_before_retry 3  
50.         }  
51.     }  
52. }  

2）从WEB1_RealServer克隆一个WEB2_RealServer，将tomcat的index.html文件改为web2 192.168.10.143。（这里的IP是我测试的，您的可以自定义）

启动realserver.sh脚本。

 

3）OK，至此我们已经虚拟出2个LVS服务器，一对主从；2个WEB服务器，web1和web2。接下来我们进行测试，看能否满足我们的初始需求。

三、负载和可用性测试

开启每个服务器的相关服务，关闭防火墙，我们开始进行测试。

1、测试LVS层

1）首先执行ip a命令，主服务器会存在一个虚拟IP，从服务器不会存在这个虚拟IP。现在浏览网页显示正常。虚拟IP如图所示：

显示集群中服务器ip信息：ipvsadm -ln

查看日志：tail -f /var/log/messages

查看请求转发情况：ipvsadm -lcn | grep 虚拟IP

 

LVS_MASTER中的IP信息

 

LVS_BACKUP服务器的IP信息

 

2）现在停掉LVS_MASTER的keepAlived服务，看LVS_BACKUP是否可以自动加上虚拟IP地址，并且开始转发请求。

（注意keepAlived的配置文件中有一个网卡设备，虚拟机的网卡设备可能是不一样的，有的是eth0，有的是eth1，所以也是要改动的，否则从服务器的服务器很有可能服务不正常）

LVS_MASTER如图：

 

LVS_BACKUP服务器截图：

 

切换很快，访问网页：http://192.168.10.100:8080也能正常显示。

3）、恢复主服务器的keepAlived服务后，主服务器立刻接替了从服务器的工作，就不做截图了。和第1）个正常效果是一样的。

4）、测试WEB服务器，看能否正常提供服务。先断掉WEB1，看下效果。

ipvsadm中的服务器列表，已经去掉了WEB1服务器，访问网页也只能访问到WEB2服务器了。

 

5）开启WEB1，关掉WEB2。测试正常。

四、总结

经过不断的测试，终于完成了这篇稿子，望大家能够指正。还有一点就是很多时候都是配置文件中的一些小毛病造成的，比如：

1、keepAlived中的通知邮箱好像必须要写，否则不正确；

2、keepAlived中的网卡设备要注意，按照服务器的实际情况填写；

3、使用时，必要的端口要打开，或者关掉防火墙。否则有事不提供服务；

4、一些命令行的执行，少一些参数执行就可能会有一些问题。

5、LINUX系统的目录结构也头疼，要不断的熟悉，否则也让你故意弄混了。

 

好了，大家如果有什么建议或者问题，欢迎留言。