实现keepalived企业级高可用基于LVS-DR模式

简介:

一、为什么要使用keepalived 

        当后端实现了负载均衡后坏掉一台机器后可以用另一台后台web服务器补上,但是当前端的LVS坏掉后,整套服务就彻底废掉,因此前端的LVS也需要实现负载均衡。

       Keepalived的作用是检测服务器的状态,如果有一台web服务器宕机,或工作出现故障,Keepalived将检测到,并将有故障的服务器从系统中剔除,同时使用其他服务器代替该服务器的工作,当服务器工作正常后Keepalived自动将服务器加入到服务器群中,这些工作全部自动完成,不需要人工干涉,需要人工做的只是修复故障的服务器。

        keepalived:通过实现vrrp协议实现地址漂移 

        配置文件简单:配置文件比较简单,可通过简单配置实现高可用功能

   稳定性强keepalived是一个类似于layer3,4 & 7交换机制的软件,具备我们平时说的第3层、第4层和第7层交换机的功能,常用于前端负载均衡器的高可用服务,当主服务器出现故障时,可快速进行切换,监测机制灵活,成功率高。

   成本低廉:开源软件,可直接下载配置使用,没有额外费用。

   应用范围广因为keepalived可应用在多个层面,所以它几乎可以对所有应用做高可用,包括LVS、数据库、http服务、nginx负载均衡等等

   支持多种类型支持主从模式、主主模式高可用,可根据业务场景灵活选择

二、原理:

1、当用户访问前端的VIP时,到达LVS-server上,通过keepalived根据配置文件将虚拟ip VIP绑定到LVS-server-master的网卡上,首先将访问到主LVS服务器上,通过LVS分配后端realserver,当主LVS服务器出现故障后,keepalived可以将LVS-server-master的网卡上的VIP解除,重新绑定在LVS-server-backup的网卡上,用户将通过LVS-server-backup去访问后端真正的服务器。

       实现一个VIP在主LVS-server和从LVS-server的漂移

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2、LVS-DR工作方式

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(a) 当用户请求到达DirectorServer,此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP,目标IP为VIP

(b)PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机,将数据包送至INPUT链

(c) IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务,若是,将请求报文中的源MAC地址修改为DIP的MAC地址,将目标MAC地址修改RIP的MAC地址,然后将数据包发至POSTROUTING链。此时的源IP和目的IP均未修改,仅修改了源MAC地址为DIP的MAC地址,目标MAC地址为RIP的MAC地址

(d) 由于DS和RS在同一个网络中,所以是通过二层(数据链路层)来传输。POSTROUTING链检查目标MAC地址为RIP的MAC地址,那么此时数据包将会发至Real Server。

(e)RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址,就接收此报文。处理完成之后,将响应报文通过lo接口传送给eth0网卡然后向外发出。此时的源IP地址为VIP,目标IP为CIP

(f)响应报文最终送达至客户端

三、实验:

1、环境准备:两台centos系统做DR ,一主一从,两台实现过基于LNMP的电子商务网站

    LVS-server-master:VIP:172.17.251.239    桥接模式   开启路由功能,配置keepalived      

    LVS-server-backup:VIP:172.17.251.239    桥接模式    开启路由功能,配置keepalived   

   后端服务器1:RIP:172.17.251.107      桥接模式

                       VIP:172.17.251.239    lo:0

    后端服务器2:RIP:172.17.251.110    桥接模式

                       VIP:172.17.251.239    lo:0

2、在后端服务器上实现LNMP

        在两个后端服务器上分别实现LNMP,实现方法如下

     http://guanm.blog.51cto.com/13126952/1978354

3、安装步骤:

(1)两台LVS-server都使用yum方式安装keepalived服务

(2)iptables -F&& setenforing 0 清空防火墙策略,关闭selinux

4、配置基于DR模式的LVS负载均衡集群:

        配置完成后启动服务:

        centos6:service keepalived start

        centos7:ststemctl start keepalived

    (1)在LVS-server-master上配置keepalived并启动服务 

         vim /etc/keepalived/keepalived.conf

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! Configuration File  for  keepalived
global_defs {
   notification_email {
        root@localhost  #发件人信息(可以随意伪装,邮件系统不会验证处理发件人信息)
    }
   notification_email_from root
   smtp_server 127.0.0.1       #发邮件的服务器(一定不可为外部地址)
   smtp_connect_timeout 600    #连接查超时时间
   router_id  KEEPAVILD_LVS   #路由器的标识(可以随便改动)
}
  
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER          # Master表示主
    virtual_router_id 51           #虚拟路由的ID号(一般不可大于255) 
    interface eth0                 #指定虚拟VIP要绑定的网卡
    priority 101                 #优先级信息 #备节点必须更低
    advert_int 1                    #VRRP通告间隔,单位秒
    authentication {
        auth_type PASS         #认证机制
        auth_pass centos       #密码(尽量使用随机)
     }
    virtual_ipaddress {
        172.17.251.239      #设置一个virtual server: VIP:Vport
     }
}
  
virtual_server 172.17.251.239 80{   #关联80端口
    delay_loop 6            # service polling的delay时间,即服务轮询的时间间隔
    lb_algo wrr             #LVS调度算法:rr|wrr|lc|wlc|lblc|sh|dh
    lb_kind DR          #LVS集群模式:NAT|DR|TUN
    nat_mask 255.255.255.255    
    persistence_timeout 50     #会话保持时间(持久连接,秒),即以用户在50秒内被分配到同一个后端realserver
    protocol TCP           #协议TCP  
  
    real_server 172.17.251.107 80 {    #后端的真正服务器1
        weight 1          #权重1
        HTTP_GET {         #http服务
            url {
               path /
            }
            connect_timeout 3    #连接超时时间 
            nb_get_retry 3         #重连次数
            delay_before_retry 3     #重连间隔
        }
     }
  
    real_server 172.17.251.110 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
               path /
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
     }
}

(1)在LVS-server-backup上配置keepalived 

    在LVS-server-master上将配置文件复制到从上

        scp /etc/keepalived/keepalived.conf  172.17.251.108:/etc/keepalived

    修改 vim /etc/keepalived/keepalived.conf

       state BACKUP      #从负载均衡器

        priority    100    #优先级是100

5、在两台后端服务器上

      要在后端的服务器上配置回环VIP,仅仅自己响应,不然和LVS

  (1)  ifconfig lo:0  172.17.251.239 broadcast 172.17.251.239 netmask 255.255.255.255 up

        #配置VIP到本地回环网卡lo上,并只广播自己

  (2)routeadd -host  172.17.251.239 lo:0 

        #配置本地回环网卡路由

  (3)echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

        # 只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求

        echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

        # 对查询目标使用最适当的本地地址.在此模式下将忽略这个IP数据包的源地址并尝试选择与能与该地址通信的本地地址.

  (4)echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

          echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

        #关闭arp应答

        1: 仅在请求的目标IP配置在本地主机的接收到请求报文的接口上时,才给予响应

        2:必须避免将接口信息向非本网络进行通告

  (5)开启web(nginx)、php-fpm、mysql服务

6、开启keepalived服务后,用ip a 查看ip是否成功添加

(1)在LVS-server-master上查看 ,用ifconfig 查看不到,用ip a 查看

     bfd4f5caf03fcb0806e6c4beed548da6.png     

    curl http://172.17.251.239/index.html 可以访问成功  

(2)测试

    这时关闭LVS-server-master服务 service keepalived stop

    在BACKUP上ip a 查看,可以看到VIP漂移到BACKUP上了。 

    b9aed9421655fec64641fd84e24878d6.png

用curl 访问不影响访问网站不受影响。

            75411bbf172f7bcfab847dccad86097a.png

    



本文转自 hawapple 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/guanm/1980089

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