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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?

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。(我是先配置好LVS_Master,然后使用相同的步骤配置LVS_Backup,最后按照本篇文章修改Backup对应配置文件)


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 (同上,我是先安装的虚拟机,再操作同样的步骤) 的方式,然后在配置文件修改三个参数即可,下面会讲到。


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:)



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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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    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;


    Keepalived 调整日志级别_html


    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:)


      Keepalived 调整日志级别_Keepalived 调整日志级别_02


      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:



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      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



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      1. ! Configuration File for keepalived  
      2. global_defs {  
      3.     notification_email {   
      4.         test@sina.com   
      5.     }   
      6.     notification_email_from admin@  
      7.     smtp_server 127.0.0.1  
      8.     smtp_connect_timeout 30  
      9. LVS_MASTER 
      10. }  
      11.   
      12. vrrp_instance VI_1 {  
      13. MASTER  
      14. eth1 (用ifconfig查看一下,开头就会出现,网卡不一定是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. (注:下面的都是lvs 负载均衡的配置)
      28. virtual_server 192.168.10.100
      29.     delay_loop 6  
      30.     lb_algo rr   
      31.     lb_kind DR  
      32.     nat_mask 255.255.255.0  
      33.     persistence_timeout 50  
      34.     protocol TCP  
      35.   
      36. 192.168.10.142
      37.         weight 1  
      38.         TCP_CHECK {  
      39.             connect_timeout 3  
      40.             nb_get_retry 3  
      41.             delay_before_retry 3  
      42.         }  
      43.     }  
      44.   
      45. 192.168.10.143
      46.         weight 1  
      47.         TCP_CHECK {  
      48.             connect_timeout 3  
      49.             nb_get_retry 3  
      50.             delay_before_retry 3  
      51.         }  
      52.     }  
      53. }




      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。



      Keepalived 调整日志级别_html_03



      重要)



      [html]  view plain  copy

      1. ip a   (ip address 缩写)


      如图:



      Keepalived 调整日志级别_服务器_04

      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/  



      在文件中输入如下脚本:




      [html]  view plain  copy


      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. >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
      9. >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
      10. >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
      11. >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce  
      12. >/dev/null 2>&1  
      13.  echo "RealServer Start OK"  
      14.  ;;  
      15. stop)  
      16.  ifconfig lo:0 down  
      17. >/dev/null 2>&1  
      18. >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore  
      19. >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce  
      20. >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  
      21. >/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:


      Keepalived 调整日志级别_lvs_05

      关闭防火墙:



      [html]  view plain  copy



      1. service iptables stop

      打开浏览器:http://192.168.10.142:8080 (注意,这是应用层的ip,不是路由层的)

      会看到TOMCAT的熟悉页面了。


      Keepalived 调整日志级别_html_06

      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


      Keepalived 调整日志级别_html_07


      (注意,左边是修改后的页面展示,只有一句话其他为空)


      4)启动虚拟IP的脚本



      [html]  view plain  copy


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

      运行后会看到网络有了一个虚拟IP,如图:(ifconfig  最后一行)


      Keepalived 调整日志级别_html_08

      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:(->后面跟的是具体应用层的ip)


      Keepalived 调整日志级别_keepalived_09

      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(路由层的ip),出现界面显示web1 192.168.10.142;然后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:


      Keepalived 调整日志级别_html_10


      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:我是全部执行了一次lvs_Master的操作,然后修改对应文件。)

      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:


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      1. ! Configuration File for keepalived  
      2. global_defs {  
      3.     notification_email {   
      4.         test@sina.com   
      5.     }   
      6.     notification_email_from admin@  
      7.     smtp_server 127.0.0.1  
      8.     smtp_connect_timeout 30  
      9.  LVS_BACKUP 
      10. }  
      11.   
      12. vrrp_instance VI_1 {  
      13.     state BACKUP  
      14. eth2 (这块按实写,可能master和bakup的一样)
      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
      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. 192.168.10.142 8080 {   (应用层的ip,master和backup一样)
      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 {  (应用层的ip,master和backup一样)
      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


      Keepalived 调整日志级别_服务器_11

      LVS_BACKUP服务器的IP信息


      Keepalived 调整日志级别_lvs_12

      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:


      Keepalived 调整日志级别_keepalived_13

      LVS_BACKUP服务器截图:


      Keepalived 调整日志级别_html_14

      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。


      Keepalived 调整日志级别_Keepalived 调整日志级别_15

      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。