2018-10-16

转载 于 2018-10-18 10:49:00 发布 · 64 阅读 · 0 ·
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原文链接：http://www.cnblogs.com/2KP2/p/9809173.html
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#开发工具 #数据库 #后端

18.1 集群介绍
  • 根据功能划分为两大类：高可用和负载均衡
  • 高可用集群通常为两台服务器，一台工作，另外一台作为冗余，当提供服务的机器宕机，冗余将接替继续提供服务
  • 实现高可用的开源软件有：heartbeat、keepalived
  • 负载均衡集群，需要有一台服务器作为分发器，它负责把用户的请求分发给后端的服务器处理，在这个集群里，除了分发器外，就是给用户提供服务的服务器了，这些服务器数量至少为2
  • 实现负载均衡的开源软件有LVS、keepalived、haproxy、nginx，商业的有F5、Netscaler
18.2 keepalived介绍
  • 在这里我们使用keepalived来实现高可用集群，因为heartbeat在centos6上有一些问题，影响实验效果
  • keepalived通过VRRP（Virtual Router Redundancy Protocl）来实现高可用。
  • 在这个协议里会将多台功能相同的路由器组成一个小组，这个小组里会有1个master角色和N（N>=1）个backup角色。
  • master会通过组播的形式向各个backup发送VRRP协议的数据包，当backup收不到master发来的VRRP数据包时，就会认为master宕机了。此时就需要根据各个backup的优先级来决定谁成为新的mater。
  • Keepalived要有三个模块，分别是core、check和vrrp。其中core模块为keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析，check模块负责健康检查，vrrp模块是来实现VRRP协议的。
18.3/18.4/18.5 用keepalived配置高可用集群

master配置

[root@localhost ~]# yum install -y keepalived nginx
[root@localhost ~]# mv /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.backup
[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   notification_email {
     aming@aminglinux.com
   }
   notification_email_from root@aminglinux.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
    interval 3
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33           //使用的网卡
    virtual_router_id 51      //路由器id，要保持一致
    priority 100              //权重
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass aminglinux>com
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.188.100
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }

}
[root@localhost ~]# vim /usr/local/sbin/check_ng.sh
#!/bin/bash
#时间变量，用于记录日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#计算nginx进程数量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#如果进程为0，则启动nginx，并且再次检测nginx进程数量，
#如果还为0，说明nginx无法启动，此时需要关闭keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
        /etc/init.d/nginx start
        n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
        if [ $n2 -eq "0"  ]; then
                echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
                systemctl stop keepalived
        fi
fi
[root@localhost ~]# chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh
[root@localhost ~]# systemctl start keepalived
[root@localhost ~]# ip add

backup配置

[root@localhost ~]# yum install -y keepalived nginx
[root@localhost ~]# mv /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.backup
[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   notification_email {
     aming@aminglinux.com
   }
   notification_email_from root@aminglinux.com
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"
    interval 3
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass aminglinux>com
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.188.100
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }

}
[root@localhost ~]# vim /usr/local/sbin/check_ng.sh
#!/bin/bash
#时间变量，用于记录日志
d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S`
#计算nginx进程数量
n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
#如果进程为0，则启动nginx，并且再次检测nginx进程数量，
#如果还为0，说明nginx无法启动，此时需要关闭keepalived
if [ $n -eq "0" ]; then
        systemctl start nginx
        n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`
        if [ $n2 -eq "0"  ]; then
                echo "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log
                systemctl stop keepalived
        fi
fi
[root@localhost ~]# chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh
[root@localhost ~]# systemctl start keepalived
[root@localhost ~]# ip add

测试

测试1：关闭两台机器上的nginx服务
结果：应该能自动重启
测试2：在master上增加iptabls规则
    iptables -I OUTPUT -p vrrp -j DROP
结果：backup自动接替
测试3：关闭master上的keepalived服务
结果：backup自动接替
测试4：启动master上的keepalived服务
结果：master自动接替
18.6 负载均衡集群介绍
  • 主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等
  • 其中LVS属于4层（网络OSI 7层模型），nginx属于7层，haproxy既可以认为是4层，也可以当做7层使用
  • keepalived的负载均衡功能其实就是lvs
  • lvs这种4层的负载均衡是可以分发除80外的其他端口通信的，比如MySQL的，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL这种
  • 相比较来说，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求，而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求
18.7 LVS介绍
  • LVS是由国人章文嵩开发
  • 流行度不亚于apache的httpd，基于TCP/IP做的路由和转发，稳定性和效率很高
  • LVS最新版本基于Linux内核2.6，有好多年不更新了
  • LVS有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel
  • LVS架构中有一个核心角色叫做分发器（Load balance），它用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器（Real Server，简称rs）
  • LVS NAT模式
    • 这种模式借助iptables的nat表来实现
    • 用户的请求到分发器后，通过预设的iptables规则，把请求的数据包转发到后端的rs上去
    • rs需要设定网关为分发器的内网ip
    • 用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器，所以分发器成为瓶颈
    • 在nat模式中，只需要分发器有公网ip即可，所以比较节省公网ip资源
  • LVS IP Tunnel模式
    • 这种模式，需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，我们把它叫做vip
    • 客户端请求的目标IP为vip，分发器接收到请求数据包后，会对数据包做一个加工，会把目标IP改为rs的IP，这样数据包就到了rs上
    • rs接收数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己
  • LVS DR模式
    • 这种模式，也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上，也就是vip
    • 和IP Tunnel不同的是，它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址
    • rs接收数据包后，会还原原始数据包，这样目标IP为vip，因为所有rs上配置了这个vip，所以它会认为是它自己
18.8 LVS调度算法

前4项常用

  • 轮询 Round-Robin rr
  • 加权轮询 Weight Round-Robin wrr
  • 最小连接 Least-Connection lc
  • 加权最小连接 Weight Least-Connection wlc
  • 基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc
  • 带复制的基于局部性最小连接 Locality-Based Least Connections with Replication lblcr
  • 目标地址散列调度 Destination Hashing dh
  • 源地址散列调度 Source Hashing sh
18.9/18.10 LVS NAT模式搭建

准备工作

三台机器
1. 分发器，也叫调度器（简写为dir）
   内网：192.168.32.10，外网：192.168.33.10（vmware仅主机模式）
2. rs1
   内网：192.168.32.20，网关：192.168.32.10
3. rs2
   内网：192.168.32.30，网关：192.168.32.10

dir配置

[root@localhost ~]# yum install -y ipvsadm
[root@localhost ~]# vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
#! /bin/bash
# director 服务器上开启路由转发功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 关闭icmp的重定向
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
# 注意区分网卡名字，两个网卡分别为ens33和ens37
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects
# director 设置nat防火墙
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.32.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.33.10:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.33.10:80 -r 192.168.32.20:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.33.10:80 -r 192.168.32.30:80 -m -w 1

rs1、2配置

[root@localhost ~]# yum install -y nginx
[root@localhost ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html
rs1 up     //rs配置不同，以便区分

dir上测试

[root@localhost ~]# ipvsadm -ln  //查看设置的规则
[root@localhost ~]# curl 192.168.33.10
rs1 up
[root@localhost ~]# curl 192.168.33.10
rs2 up
18.11 LVS DR模式搭建

准备工作

三台机器
1. 分发器，也叫调度器（简写为dir）
   内网：192.168.32.10
2. rs1
   内网：192.168.32.20
3. rs2
   内网：192.168.32.30
   
vip 192.168.32.200

dir配置

[root@localhost ~]# 
vim /usr/local/sbin/lvs_dr.sh 
#! /bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipv=/usr/sbin/ipvsadm
vip=192.168.32.200
rs1=192.168.32.20
rs2=192.168.32.30

#注意这里的网卡名字
ifdown ens33
ifup ens33
ifconfig ens33:2 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev ens33:2
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s wrr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1

rs1、2配置

[root@localhost ~]# 
vim /usr/local/sbin/lvs_rs.sh
#/bin/bash
vip=192.168.32.200
#把vip绑定在lo上，是为了实现rs直接把结果返回给客户端
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip lo:0
#以下操作为更改arp内核参数，目的是为了让rs顺利发送mac地址给客户端
#参考文档www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
18.12 keepalived + LVS
  • 完整架构需要两台服务器（角色为dir）分别安装keepalived软件，目的是实现高可用，但keepalived本身也有负载均衡的功能，所以本次实验可以只安装keepalived
  • keepalived内置了ipvsadm的功能，所以不需要再安装ipvsadm包，也不用编写和执行那个lvs_dir的脚本
  • keepalived有一个比较好的功能，可以在一台rs宕机时，不再把请求转发过去
  • 三台机器分别为：
    • dir（安装keepalived）32.10
    • rs1 32.20
    • rs2 32.30
    • vip 32.200

dir配置

[root@localhost ~]# yum install -y keepalived
[root@localhost ~]# mv /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.backup
[root@localhost ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_instance VI_1 {
    #备用服务器上为 BACKUP
    state MASTER
    #绑定vip的网卡为ens33，你的网卡和阿铭的可能不一样，这里需要你改一下
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    #备用服务器上为90
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass aminglinux
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.32.200
    }
}
virtual_server 192.168.32.200 80 {
    #(每隔10秒查询realserver状态)
    delay_loop 10
    #(lvs 算法)
    lb_algo wlc
    #(DR模式)
    lb_kind DR
    #(同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver)
    persistence_timeout 60
    #(用TCP协议检查realserver状态)
    protocol TCP

    real_server 192.168.32.20 80 {
        #(权重)
        weight 100
        TCP_CHECK {
        #(10秒无响应超时)
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
    real_server 192.168.32.30 80 {
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
     }
}

rs1、2配置

[root@localhost ~]# 
vim /usr/local/sbin/lvs_rs.sh
#/bin/bash
vip=192.168.32.200
#把vip绑定在lo上，是为了实现rs直接把结果返回给客户端
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip lo:0
#以下操作为更改arp内核参数，目的是为了让rs顺利发送mac地址给客户端
#参考文档www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

转载于:https://www.cnblogs.com/2KP2/p/9809173.html

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