Ubuntu构建LVS+Keepalived高可用负载均衡集群【生产环境部署】

1、环境说明：

系统版本：Ubuntu 14.04

LVS1物理IP：14.17.64.2   初始接管VIP：14.17.64.13

LVS2物理IP：14.17.64.3   初始接管VIP：14.17.64.14

真实web服务器IP：14.17.64.4-12

实现效果：去往14.17.64.13或14的报文，转发给14.17.64.4-12中的一台服务器处理，实现负载均衡。

要求1：当一台真实web服务器故障后，自动把该IP从负载均衡中踢除，恢复后自动加入集群。

要求2：当一台LVS服务器故障后，正常的LVS服务器会接管故障LVS服务器上的VIP，故障恢复后自动抢占回VIP，继续负载分担。

2、安装LVS与Keepalived

#aptitude install ipvsadm          #安装lvs

#ipvsadm                             #加载lvs，ipvsadm的规则由keepalived来配置，所以安装即可，如果要对lvs手动配置详细了解，可参考我的另一篇文章：http://yangrong.blog.51cto.com/6945369/1574991

#aptitude install keepalived      #安装keepalived

#配置文件目录/etc/keepalived/keepalived.conf，默认并没有配置文件，需要手动创建。

#Keepalived配置文件详解参考地址：http://www.360doc.com/content/11/1228/16/834950_175607432.shtml

3、keepalived配置

此处是单台LVS上keepalived.conf的配置，另一台LVS上的keepalived.conf的配置文件，只需把下列红色与蓝色字体参数对换一下即可。

配置文件如下：

! Configuration File for keepalived

vrrp_instance VI_1 {            #定义一个实例，keepalived间的高可用只能接管相同实例名称

    stateMASTER                 #指定Keepalived的角色，MASTER表示此主机是主服务器 BACKUP表示此主机是备用服务器，所以设置priority时要注意MASTER比BACKUP高。

    interface p1p1              #指定监测网络的接口，当LVS接管时，将会把IP地址添加到该网卡上。

    virtual_router_id 51        #虚拟路由标识，同一个vrrp实例使用唯一的标识，同一个vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须一致。

    priority120                 #指定这个实例优先级

advert_int 1                 #心跳报文发送间隔

#notify_master/path/xx.sh    #这个实例切换为master时执行的脚本

#notify_backup /path/xx.sh   #这个实例切换为backup时执行的脚本

#track_interface{            #设置额外的监控，里面某个网卡故障也会进行切换，这个一般用来监控上行链路

#eth1

#}

    authentication {

        auth_type PASS          #设置验证类型，主要有PASS和AH两种

        auth_pass 1111          #设置验证密码，同一个vrrp_instance下，MASTER和BACKUP的密码必须一致才能正常通信

    }

    virtual_ipaddress {         #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个

     14.17.64.13

    }

}

vrrp_instance VI_2 {            #定义另一个实例

    state BACKUP

    interface p1p1

    virtual_router_id 52

    priority 80

    advert_int 1

    authentication {

        auth_type PASS

        auth_pass 1111

    }

    virtual_ipaddress {

          14.17.64.14

    }

}

virtual_server 14.17.64.13 0 {     #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开 

    delay_loop 6                   #设置运行情况检查时间，单位是秒

    lb_algo wrr                    #设置负载调试算法，这里设置为wrr即加权论询算法

    lb_kind DR                     #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT，TUN和DR三个模式可选

    persistence_timeout 50         #设置会话保持时间，单位是秒

    protocol TCP                   #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种

    real_server 14.17.64.4 0 {     #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口

        weight 1                   #配置服务节点的权值，

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 8          #表示8秒无响应超时

        nb_get_retry 3             #表示重试次数

        delay_before_retry 3       #表示重试间隔

        connect_port 80            #使用80端口进行保活

        }

         }

    real_server 14.17.64.5 0 {

        weight 1             

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 8    

        nb_get_retry 3       

        delay_before_retry 3 

        #connect_port 80        

        }

         }       

#更多real_server略掉。

}

virtual_server 14.17.64.14 0 {    #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开

    delay_loop 6                  #设置运行情况检查时间，单位是秒

    lb_algo wrr                   #设置负载调试算法，这里设置为wrr即加权论询算法

    lb_kind DR                    #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT，TUN和DR三个模式可选

    persistence_timeout 50        #设置会话保持时间，单位是秒

    protocol TCP                  #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种

    real_server 14.17.64.4 0 {    #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口

        weight 1                  #配置服务节点的权值，

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 8         #表示8秒无响应超时

        nb_get_retry 3            #表示重试次数

        delay_before_retry 3      #表示重试间隔

        connect_port 80        

        }

         }

    real_server 14.17.64.5 0 {

        weight 1             

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 8     

        nb_get_retry 3       

        delay_before_retry 3 

        connect_port 80        

        }

         }       

#更多real_server略掉

}

4、真实服务器健康检查测试

    由于是线上环境，我不能通过关闭机器或网卡进行测试，但是他保活是通过tcp 80端口来保活的，所以只需关闭真实服务器上的http服务就OK。

如下所示，关掉nginx服务后，果真从lvs负载里踢出了。

:/etc/keepalived# ipvsadm-L -n

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  14.17.64.13:0 wrr persistent50

  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     3          0         

  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.10:0                Route   1     2          1        

  -> 14.17.64.11:0                Route   1     1          1        

  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0        

TCP  14.17.64.14:0 wrr persistent50

  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.5:0                 Route   1      0         0        

  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.10:0                Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.11:0                Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.12:0                Route   1      0         0        

:/etc/keepalived# /etc/init.d/nginxstop

:/etc/keepalived# ipvsadm-L -n

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  14.17.64.13:0 wrr persistent50

  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     3          0        

  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.11:0                Route   1     1          1        

  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0        

TCP  14.17.64.14:0 wrr persistent50

  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0         

  -> 14.17.64.11:0                Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0  

启动真实服务器上nginx后，该真实服务器又加入ipvsadm转发规则中。

:/etc/keepalived# /etc/init.d/nginxstart

:/etc/keepalived# ipvsadm-L -n

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  14.17.64.13:0 wrr persistent50

  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     3          0        

  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.9:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.10:0                Route   1     1          1        

  -> 14.17.64.11:0                Route   1      0         0        

  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0        

TCP  14.17.64.14:0 wrr persistent50

  -> 14.17.64.4:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.5:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.6:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.7:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.8:0                 Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.9:0                 Route  1      0          0        

  -> 14.17.64.10:0                Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.11:0                Route   1     0          0        

  -> 14.17.64.12:0                Route   1     0          0  

从测试结果得知，keepalived真实服务器保活测试成功。

5、LVS高可用自动切换测试

由于都是在IDC机房服务器上操作，不可能断掉网卡，所以重启一台LVS服务器。

VIP接管查看：

其中一台LVS接管了14.17.64.14：

:~# ip add |grep14.17.64

    inet 14.17.64.2/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1

    inet 14.17.64.14/32 scopeglobal p1p1

另一台LVS接管了14.17.64.13：

:/etc/keepalived# ipadd |grep 14.17.64

    inet 14.17.64.3/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1

    inet 14.17.64.13/32 scopeglobal p1p1

把ipvsadm和keepalived加入开机自启动：

#cat  /etc/rc.local

ipvsadm

/etc/init.d/keepalived start

重启14.17.64.3服务器查看VIP切换情况：

经过测试，重启几秒钟后，14.17.64.2服务器就把VIP 14.17.64.13接管了过来。同时使用ssh登录14.17.64.13测试，能够正常的转发。

:~# ip add|grep 14.17.64

    inet 14.17.64.2/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1

    inet 14.17.64.14/32 scopeglobal p1p1

    inet 14.17.64.13/32 scopeglobal p1p1

:~# ipvsadm -L -c      #从这儿可以看出，14.17.64.13转发到10真实服务器上。

IPVS connection entries

pro expire state      source             virtual            destination

TCP 14:58  ESTABLISHED242.103.143.219.broad.bj.bj.dynamic.163data.com.cn:54106 14.17.64.13:62222  14.17.64.10:62222

在lvs服务器重新启动之后，还会把VIP抢占回来

:~# ip add|grep 14.17.64

    inet 14.17.64.2/24 brd14.17.64.255 scope global p1p1

    inet 14.17.64.14/32 scopeglobal p1p1

到此，LVS+Keepalived高可用搭建完成，并能实现多端口的转发（即转发所有TCP端口）。

思考：

此处只部署了两台LVS，如果要部署更多LVS，也是同样的配置，因为keepalived的心跳报文是广播的，所以只要在同一个局域网内，无论多少个keepalived程序都能够进行选举与VIP接管。