架构设计:负载均衡层设计方案(7)——LVS + Keepalived + Nginx安装及配置

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1、概述

上篇文章《架构设计:负载均衡层设计方案(6)——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47130609) 我们讲解了Nginx的故障切换,并且承诺各位读者会尽快讲解 LVS + Keepalived + Nginx的安装和配置。在中间由于工作的原因,我又插写了三篇关于zookeeper的原理使用的文章。今天这边文章我们回归主题,为各位读者讲解LVS + Keepalived + Nginx的安装及配置。

2、安装计划和准备工作

下图,我们表示了本篇文章要搭建的整个集成架构的抽象结构:

2019102520014\_1.png

我们采用两个LVS节点(141和142),但是一个时间工作的只有一个LVS节点,另一个始终处于热备standby状态,由keepalived监控这两个节点的工作状态并完成切换。

在LVS节点下,我们采用LVS-DR工作模式挂载了两个Nginx节点(131、132)。并最终将外网请求交由这两个节点进行处理。注意:在实际工作中,Nginx下面一般就是访问静态资源、动态资源的配置了。

2-1、准备两个keepalived节点

首先我们在将要安装LVS的两个节点上,先安装keepalived,并保证这两个keepalived节点能够正常工作(监控批次的状态)。当然,您也可以先准备LVS,在准备keepalived。

我想准备keepalived节点,大家应该轻车熟路了吧,在《架构设计:负载均衡层设计方案(6)——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》这篇文章中详细介绍了keepalived的最简配置方式。为了大家阅读方便,我们在这里再进行依次简要说明。准备keepalived的整个过程包括:

  1. 安装必要的支撑组件,源码安装keepalived
  2. 将keepalived注册成节点的服务,以便保证keepalived在节点启动时就开始工作
  3. 更改keepalived的配置文件,让其可以正常工作
  4. 验证准备工作

=============安装keepalived

    [root@lvs1 ~]# yum install -y zlib zlib-devel gcc gcc-c++ openssl openssl-devel openssh
    [root@lvs1 ~]# tar -zxvf keepalived-1.2.17.tar.gz
    [root@lvs1 ~]# cd keepalived-1.2.17
    [root@lvs1 ~]# ./configure --perfix=/usr/keepalived-1.2.17
    [root@lvs1 ~]# make & make install 

=============将keepalived注册成服务(如果您使用的默认路径安装,就不需要cp命令了)

    [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/sysconfig/keepalived  /etc/sysconfig/keepalived 
    [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/sbin/keepalived /usr/sbin/keepalived
    [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/rc.d/init.d/keepalived  /etc/rc.d/init.d/keepalived
    [root@lvs1 ~]# mkdir /etc/keepalived
    [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
    [root@lvs1 ~]# 可以做成服务了(不要拷贝,没用的)
    [root@lvs1 ~]# chkconfig keepalived on

做成服务后,先不要急着启动,因为配置文件还没有改好。
========配置keepalived(配置文件在:/etc/keepalived/keepalived.conf)

    ! Configuration File for keepalived

    global_defs {
       #notification_email {
       #  acassen@firewall.loc
       #  failover@firewall.loc
       #  sysadmin@firewall.loc
       #}
       #notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
       #smtp_server 192.168.200.1
       #smtp_connect_timeout 30
       router_id LVS_DEVEL
    }

    vrrp_instance VI_1 {
        #141节点设置为MASTER,142或者还有其他的节点设置为BACKUP
        #还记得我们前面文章讲到的无抢占设置吗?这里也可以用哦。
        state MASTER
        #网络适配器名称
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        #所有的SLAVE节点的优先级都要比这个设置值低
        priority 120
        advert_int 1
        #真实ip,142要改成相应的lvs节点真实ip
        mcast_src_ip=192.168.220.141
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        #虚拟/浮动IP
        virtual_ipaddress {
            192.168.220.140
        }
    }

以上配置还是最简单的keepalived配置,因为我们还没有加上配合LVS使用的虚拟ip监测设置和下层真实ip监测的设置。最简配置主要是为了保证keepalived节点是工作正常的。

将以上的配置分别对应到LVS的两个节点(注意要改动的地方哦)

==========进行keepalived工作状态的检查:

    [root@lvs1 ~]# /etc/init.d/keepalived start

现在设置为MASTER的keepalived节点(或者在非抢占模式下,优先级最高的那个节点),已经绑定了140这个虚拟ip了:

    [root@lvs2 ~]# ip addr
    1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
        link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
        inet 127.0.0.1/8 scope host lo
        inet6 ::1/128 scope host 
           valid_lft forever preferred_lft forever
    2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
        link/ether 00:0c:29:39:75:9f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
        inet 192.168.220.141/24 brd 192.168.220.255 scope global eth0
        inet 192.168.220.140/32 scope global eth0
        inet6 fe80::20c:29ff:fe39:759f/64 scope link 
           valid_lft forever preferred_lft forever

当然您也可以通过 /var/log/message的日志进行keepalived是否正常工作的验证。

2-2、继续两个keepalived节点上准备LVS

准备lvs的工作就太简单了,因为centos6.4、6.5、6.6都已经集成了LVS的核心,我们只需要安装LVS的管理工具就行了:

两个LVS节点都执行:

    yum -y install ipvsadm

还记得lvs管理工具怎么使用吗?请参见我介绍LVS单节点安装的博文:《架构设计:负载均衡层设计方案(5)——LVS单节点安装》。这里为了方便阅读,给出主要参数的含义列表:

    -A –add-service 在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也就是增加一台新的虚拟服务器。
    -E –edit-service 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
    -D –delete-service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
    -C –clear 清除内核虚拟服务器表中的所有记录。
    -R –restore 恢复虚拟服务器规则
    -S –save 保存虚拟服务器规则,输出为-R 选项可读的格式
    -a –add-server 在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器记录。也就是在一个虚拟服务器中增加一台新的真实服务器
    -e –edit-server 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
    -d –delete-server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
    -L –list 显示内核虚拟服务器表
    -Z –zero 虚拟服务表计数器清零(清空当前的连接数量等)
    –set tcp tcpfin udp 设置连接超时值
    –start-daemon 启动同步守护进程。他后面可以是master 或backup,用来说明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也可以采用keepalived 的VRRP 功能。
    –stop-daemon 停止同步守护进程
    -t –tcp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是tcp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port]
    -u –udp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是udp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port]
    -f –fwmark-service fwmark 说明是经过iptables 标记过的服务类型。
    -s –scheduler scheduler 使用的调度算法,选项:rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq, 默认的调度算法是: wlc.
    -p –persistent [timeout] 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求,将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
    -M –netmask netmask persistent granularity mask
    -r –real-server server-address 真实的服务器[Real-Server:port]
    -g –gatewaying 指定LVS 的工作模式为直接路由模式DR模式(也是LVS默认的模式)
    -i –ipip 指定LVS 的工作模式为隧道模式
    -m –masquerading 指定LVS 的工作模式为NAT 模式
    -w –weight weight 真实服务器的权值
    –mcast-interface interface 指定组播的同步接口
    –connection 显示LVS 目前的连接 如:ipvsadm -L -c
    –timeout 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如:ipvsadm -L –timeout
    –daemon 显示同步守护进程状态
    –stats 显示统计信息
    –rate 显示速率信息
    –sort 对虚拟服务器和真实服务器排序输出
    –numeric -n 输出IP 地址和端口的数字形式

到后面正式启动LVS的时候,就不要问我参数含义咯。^_^

2-3、准备两个Nginx节点并保证可用

在《架构设计:负载均衡层设计方案(5)——LVS单节点安装》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47010569) 这篇文章中,我们详细讲解了Nginx节点的准备工作,但是为了方便各位读者阅读,这里我们大致再讲一下。

Nginx节点的准备工作主要由以下步骤构成(这个不是本文的重点,点到即可):

  1. 安装Nginx(当然,正式系统中,还涉及到Nginx的参数调优,可以参见《架构设计:负载均衡层设计方案(2)——Nginx安装》这篇文章
  2. 打开Nginx所在服务器的“路由”功能、关闭“ARP查询”功能
  3. 将VIP:192.168.220.140 设置成Nginx所在节点的回环IP

=============安装Nginx

    [root@vm1 ~]# yum -y install make zlib zlib-devel gcc gcc-c++ ssh libtool
    [root@vm1 ~]# 下载nginx(别拷贝,不能执行的)
    [root@vm1 ~]# 解压nginx(别拷贝,不能执行的)
    [root@vm1 ~]# ./configure –prefix=/usr/nginx-1.8.0 
    [root@vm1 ~]# make && make install 
    [root@vm1 ~]# 设置环境变量(别拷贝,不能执行的)
    [root@vm1 ~]# 启动nginx

=============打开Nginx所在服务器的“路由”功能、关闭“ARP查询”功能

    [root@vm1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
    [root@vm1 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
    [root@vm1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
    [root@vm1 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

=============设置回环IP

    [root@vm1 ~]# ifconfig lo:0 192.168.220.140 broadcast 192.168.220.140 netmask 255.255.255.255 up
    [root@vm1 ~]# route add -host 192.168.220.140 dev lo:0

两台Nginx的节点都按照这样的方法去设置。然后使用浏览器,看看这两个节点的Nginx是否工作正常:

2019102520014\_2.png

=====

2019102520014\_3.png

2-4、其他说明

keepalived和LVS是天生配合完美的一对,LVS负责进行请求转发不负责任何节点的健康监测;keepalived负责监控整个环境中,包括虚拟ip,真实ip对应的下层节点的健康状态监测

3、开始配置:LVS-DR工作模式

3-1、keepalived的更改——健康监测

首先我们要更改之前配置的“最简keepalived”配置,让keepalived能够对结构中所有节点和虚拟ip的健康状态进行监测。更改配置和含义如下:

    ! Configuration File for keepalived

    global_defs {
       #notification_email {
       #  acassen@firewall.loc
       #  failover@firewall.loc
       #  sysadmin@firewall.loc
       #}
       #notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
       #smtp_server 192.168.200.1
       #smtp_connect_timeout 30
       router_id LVS_DEVEL
    }

    vrrp_instance VI_1 {
        #141节点设置为MASTER,142或者还有其他的节点设置为BACKUP
        #还记得我们前面文章讲到的无抢占设置吗?这里也可以用哦。
        state MASTER
        #网络适配器名称
        interface eth0
        virtual_router_id 51
        #所有的SLAVE节点的优先级都要比这个设置值低
        priority 120
        advert_int 1
        #真实ip,142要改成相应的lvs节点真实ip
        mcast_src_ip=192.168.220.141
        authentication {
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        #虚拟/浮动IP
        virtual_ipaddress {
            192.168.220.140
        }
    }

    virtual_server 192.168.220.140 80 {
        #健康时间检查,单位秒
        delay_loop 6
        #负载均衡调度算法wlc|rr,和您将使用的LVS的调度算法保持原则一致
        lb_algo rr
        #负载均衡转发规则 DR NAT TUN。和您将启动的LVS的工作模式设置一致
        lb_kind DR
        #虚拟地址的子网掩码
        nat_mask 255.255.255.0
        #会话保持时间,因为我们经常使用的是无状态的集群架构,所以这个设置可有可无
        #persistence_timeout 50
        #转发协议,当然是TCP
        protocol TCP

        #真实的下层Nginx节点的健康监测
        real_server 192.168.220.131 80 {
            #节点权重,
            weight 10
            #设置检查方式,可以设置HTTP_GET | SSL_GET
            HTTP_GET {
                url {
                  path /
                  digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
                }
                #超时时间,秒。如果在这个时间内没有返回,则说明一次监测失败
                connect_timeout 3
                #设置多少次监测失败,就认为这个真实节点死掉了
                nb_get_retry 3
                #重试间隔
                delay_before_retry 3
            }
        }

        real_server 192.168.220.132 80 {
            weight 10
            HTTP_GET {
                url {
                  path /
                  digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
                }
                connect_timeout 3
                nb_get_retry 3
                delay_before_retry 3
            }
        }
    }

这样一来,keepalived就可以检查整个架构中的所有节点状态了。另外要说明的是,这个检查过程并不是必须的,您使用keepalived的最简配置也是可以的,不过您就需要自己写监测脚本了(道理是一样的)

3-2、启动两个LVS节点

启动LVS的过程就太简单了(两个节点都是一样的启动方式):

    [root@lvs2 ~]# ipvsadm -C
    [root@lvs2 ~]# ipvsadm -At 192.168.220.140:80 -s rr 
    [root@lvs2 ~]# ipvsadm -at 192.168.220.140:80 -r 192.168.220.131 -g
    [root@lvs2 ~]# ipvsadm -at 192.168.220.140:80 -r 192.168.220.132 -g
    [root@lvs2 ~]# 然后我们可以使用ipvsadm 监控目前LVS的状态
    [root@lvs2 ~]# ipvsadm

注意:处于standby的lvs1节点也要这样进行设置。
还有,以上的LVS的设置,和real server上的设置,在重启后都会消失,所以一定要做成脚本哦。

4、验证工作

这样LVS + Keepalived + Nginx方式的配置就做完了。现在我们进行搭建效果的监测:

4-1、验证Master-LVS节点的工作

我们使用两个不同的浏览器,验证Master-LVS节点的工作:

=========浏览器1:
2019102520014\_4.png

=========浏览器2:
2019102520014\_5.png

看来140这个VIP下的LVS工作是正常的。

4-2、验证Master-LVS节点停止后的效果

下面我们停止Master-LVS1:

    [root@lvs2 ~]# service keepalived stop

在经历了一些访问停顿后,浏览器1显示的效果如下(这就是为什么keepalived最好设置为非抢占模式):

2019102520014\_6.png

5、后文介绍

好了,到这里负载均衡层所使用的几个标准工具就介绍完了。下一篇文章我们将进行总结,然后进入架构设计:业务层设计方案 的系列文章。在下一个系列文章中,我们将介绍至少两套SOA的实现、至少两套系统间通信使用的消息队列。哦,应我朋友的要求,我会专门写几篇文章,介绍java中线程的基础知识和进阶知识。


来源:https://blog.csdn.net/yinwenjie/column/info/load-balancing

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