LVS+keepalived（双主）+Nginx实现高可用负载均衡

news2024/11/28 9:38:29

#为什么采用双主架构：

单主架构只有一个keepalived对外提供服务，该主机长期处于繁忙状态，而另一台主机却很空闲，利用率低下

#双主架构的优点：

即将两个或以上VIP分别运行在不同的keepalived服务器，以实现服务器并行提供web访问的目的，提高服务器资源利用率

一、环境说明

#系统：Centos 7

#服务版本：nginx1.20.1、keepalived1.3.5

  • 架构图：

二.LVS+keepalived服务部署

#LVS是linux内核自带的服务，不用安装，只需安装LVS管理工具，第一种叫ipvsadm，第二种叫keepalived。ipvsadm是通过命令行管理，而keepalive读取配置文件管理

1.安装ipvsadm

[root@lvs01 ~]# yum -y install ipvsadm
[root@lvs02 ~]# yum -y install ipvsadm

2.加载ipvsadm模板进系统

[root@lvs01 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@lvs01 ~]# lsmod | grep ip_vs
ip_vs                 145497  0 
nf_conntrack          133095  1 ip_vs
libcrc32c              12644  3 xfs,ip_vs,nf_conntrack
 
 
[root@lvs02 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@lvs02 ~]# lsmod | grep ip_vs
ip_vs                 145497  0 
nf_conntrack          133095  1 ip_vs
libcrc32c              12644  3 xfs,ip_vs,nf_conntrack

3.安装Keepalived

[root@lvs01 ~]# yum install -y keepalived
[root@lvs02 ~]# yum install -y keepalived

4.修改keepalived配置文件

[root@lvs01 ~]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
  router_id lvs01
}

include /etc/keepalived/conf.d/*.conf         #启用子配置文件

vrrp_instance VI_1 {                          #实例1
    state MASTER
    interface ens32
    virtual_router_id 66
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev ens32 label ens32:1
    }
}

virtual_server 10.0.0.10 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 10.0.0.107 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
           connect_timeout 10
           retry 3
           delay_before_retry 3
          connect_port 80
 }
}
    real_server 10.0.0.100 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
       connect_timeout 10
       retry 3
       delay_before_retry 3
       connect_port 80
 }
}

vrrp_instance VI_2 {                             #实例2
    state BACKUP
    interface ens32
    virtual_router_id 88
    priority 80
    advert_int 1
    authentication {
    auth_type PASS
    auth_pass 1111
 }
  virtual_ipaddress {
      10.0.0.20/24 dev ens32 label ens32:1
}

virtual_server 10.0.0.20 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 10.0.0.107 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
           connect_timeout 10
           retry 3
           delay_before_retry 3
           connect_port 80
 }
}
    real_server 10.0.0.100 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
           connect_timeout 10
           retry 3
           delay_before_retry 3
           connect_port 80
  }
 }
}

[root@lvs02 ~]# vi /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
router_id lvs02
}

include /etc/keepalived/conf.d/*.conf             #启用子配置文件

vrrp_instance VI_1 {                              #实例1
    state BACKUP
    interface ens32
    virtual_router_id 66
    priority 80
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev ens32 label ens32:1
    }
}

virtual_server 10.0.0.10 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 10.0.0.107 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
       connect_timeout 10
       retry 3
       delay_before_retry 3
       connect_port 80
 }
}

    real_server 10.0.0.100 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
       connect_timeout 10
       retry 3
       delay_before_retry 3
       connect_port 80
  }
 }
}

vrrp_instance VI_2 {                                #实例2
    state MASTER
    interface ens32
    virtual_router_id 88
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
 }
 virtual_ipaddress {
     10.0.0.20/24 dev ens32 label ens32:1
 }
}

virtual_server 10.0.0.20 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 0
    protocol TCP

    real_server 10.0.0.107 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
       connect_timeout 10
       retry 3
       delay_before_retry 3
       connect_port 80
 }
}

    real_server 10.0.0.100 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
       connect_timeout 10
       retry 3
       delay_before_retry 3
       connect_port 80
  }
 }
}

5.创建子配置目录

[root@lvs01 ~]#mkdir /etc/keepalived/conf.d/
[root@lvs02 ~]#mkdir /etc/keepalived/conf.d/

6.添加配置

[root@lvs01 ~]# vi /etc/keepalived/conf.d/cluster1.conf
vrrp_instance VI_1 {
   state MASTER
   interface ens32
   virtual_router_id 66
   priority 100
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev ens32 label ens32:1
   }
   unicast_src_ip 10.0.0.112
   unicast_peer{
       10.0.0.113
   }
   notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
   notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
   notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
[root@lvs01 ~]# vi /etc/keepalived/conf.d/cluster2.conf
vrrp_instance VI_2 {
   state BACKUP
   interface ens32
   virtual_router_id 88
   priority 80
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
        10.0.0.20/24 dev ens32 label ens32:1
   }
   unicast_src_ip 10.0.0.112
   unicast_peer{
   10.0.0.113
   }
   notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
   notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
   notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
[root@lvs02 ~]# vi /etc/keepalived/conf.d/cluster1.conf
vrrp_instance VI_1 {
   state BACKUP
   interface ens32
   virtual_router_id 66
   priority 80
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
       10.0.0.10/24 dev ens32 label ens32:1
   }
   unicast_src_ip 10.0.0.113
   unicast_peer {
    10.0.0.112
   }
   notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
   notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
   notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}

[root@lvs02 ~]# vi /etc/keepalived/conf.d/cluster2.conf
vrrp_instance VI_2 {
   state MASTER
   interface ens32
   virtual_router_id 88
   priority 100
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS
       auth_pass 1111
   }
   virtual_ipaddress {
        10.0.0.20/24 dev ens32 label ens32:1
   }
   unicast_src_ip 10.0.0.113
   unicast_peer{
   10.0.0.112
   }
   notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
   notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
   notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}

7.查看ip地址

[root@lvs01 ~]# hostname -I
10.0.0.112 10.0.0.10

[root@lvs02 ~]# hostname -I
10.0.0.113 10.0.0.20

三.nginx服务部署

1.安装

[root@nginx01 ~]# yum install -y nginx net-tools
[root@nginx02 ~]# yum install -y nginx net-tools

2.启动

[root@nginx01 ~]# systemctl start nginx
[root@nginx02 ~]# systemctl start nginx

3.关闭VIP的ARP响应

vi /etc/rc.d/init.d/realserver.sh
#!/bin/bash
    SNS_VIP1=10.0.0.10
    SNS_VIP2=10.0.0.20
    /etc/rc.d/init.d/functions
    case "$1" in
    start)
        ifconfig lo:0 $SNS_VIP1 netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP1
        /sbin/route add -host $SNS_VIP1 dev lo:0
        ifconfig lo:1 $SNS_VIP2 netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP2
       /sbin/route add -host $SNS_VIP2 dev lo:1
        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
        sysctl -p >/dev/null 2>&1
        echo "RealServer Start OK"
        ;;
    stop)
        ifconfig lo:0 down
        route del $SNS_VIP >/dev/null 2>&1
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        echo "RealServer Stoped"
        ;;
    *)
        echo "Usage: $0 {start|stop}"
        exit 1
    esac
    exit 0

4.realserver.sh脚本授予执行权限

[root@nginx01 ~]# chmod u+x /etc/rc.d/init.d/realserver.sh
[root@nginx02 ~]# chmod u+x /etc/rc.d/init.d/realserver.sh

5.启动服务

[root@nginx01 ~]# /etc/rc.d/init.d/realserver.sh start 
/etc/rc.d/init.d/realserver.sh: line 3: /etc/rc.d/init.d/functions: Permission denied
RealServer Start OK
 
[root@nginx02 ~]# /etc/rc.d/init.d/realserver.sh  start 
/etc/rc.d/init.d/realserver.sh: line 3: /etc/rc.d/init.d/functions: Permission denied
RealServer Start OK

6.查看ip是否绑定

  7.修改页面显示，方便观察效果

echo "nginx01" > /usr/share/doc/HTML/index.html
echo "nginx02" > /usr/share/doc/HTML/index.html

6.客户端测试访问

四.模拟故障

1.停止lvs01服务

[root@lvs01 ~]# killall keepalived

 2.查看ip地址

#可以发现，虚拟ip地址已经漂到lvs02上了

[root@lvs01 ~]# hostname -I
10.0.0.112 

[root@lvs02 ~]# hostname -I
10.0.0.113 10.0.0.20 10.0.0.10

3.客户端访问vip，负载正常

4.恢复lvs01服务

[root@lvs01 ~]# systemctl start keepalived

5.查看ip地址

#虚拟ip地址漂移回来了

[root@lvs01 ~]# hostname -I
10.0.0.112 10.0.0.10

[root@lvs02 ~]# hostname -I
10.0.0.113 10.0.0.20

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