一、LVS-Linux Virtual Server：
二、LVS的作用：
三、LVS体系架构：
四、LVS负载均衡机制：
五、项目架构图：
六、 基础准备工作：
七、搭建-lanmp-两台web服务器：
1）Web框架： 2）搭建方式： 3）所需源码包： 4）安装开发环境： 5）编译mariadb： 6）编译apache-tomcat： 7）编译php： 8）配置apache与php： 9）编译nginx： 10）配置nginx： 11）编辑realserver脚本文件： 12）两台web服务器添加index.php用于测试： 八、配置lvs-master：
九、配置lvs-slave：
十、故障测试：
一、LVS-Linux Virtual Server：
LVS是Linux Virtual Server的简称，也就是Linux虚拟服务器, 是一个由章文嵩博士发起的自由软件项目，它的官方站点是www.linuxvirtualserver.org。现在LVS已经是 Linux标准内核的一部分，在Linux2.4内核以前，使用LVS时必须要重新编译内核以支持LVS功能模块，但是从Linux2.4内核以后，已经完全内置了LVS的各个功能模块，无需给内核打任何补丁，可以直接使用LVS提供的各种功能。
二、LVS的作用：
LVS主要用于服务器集群的负载均衡。它工作在网络层，可以实现高性能、高可用的服务器集群技术。它廉价，可把许多低性能的服务器组合在一起形成一个超级服务器。它易用，配置非常简单，且有多种负载均衡的方法。它稳定可靠，即使在集群的服务器中某台服务器无法正常工作，也不影响整体效果。另外可扩展性也非常好。LVS技术实现高可伸缩的、高可用的网络服务，例如WWW服务、Cache服务、DNS服务、FTP服务、MAIL服务、视频/音频点播服务等等
三、LVS体系架构：
使用LVS架设的服务器集群系统有三个部分组成： （1）最前端的负载均衡层，用Load Balancer表示； （2）中间的服务器集群层，用Server Array表示； （3）最底端的数据共享存储层，用Shared Storage表示；
四、LVS负载均衡机制：
（1）LVS是四层负载均衡，也就是说建立在OSI模型的第四层——传输层之上，传输层上有我们熟悉的TCP/UDP，LVS支持TCP/UDP的负载均衡。因为LVS是四层负载均衡，因此它相对于其它高层负载均衡的解决办法，比如DNS域名轮流解析、应用层负载的调度、客户端的调度等，它的效率是非常高的。 （2）LVS的转发主要通过修改IP地址（NAT模式，分为源地址修改SNAT和目标地址修改DNAT）、修改目标MAC（DR模式）来实现。 NAT模式：网络地址转换 NAT（Network Address Translation）是一种外网和内网地址映射的技术。NAT模式下，网络数据报的进出都要经过LVS的处理。LVS需要作为RS（真实服务器）的网关。当包到达LVS时，LVS做目标地址转换（DNAT），将目标IP改为RS的IP。RS接收到包以后，仿佛是客户端直接发给它的一样。RS处理完，返回响应时，源IP是RS IP，目标IP是客户端的IP。这时RS的包通过网关（LVS）中转，LVS会做源地址转换（SNAT），将包的源地址改为VIP，这样，这个包对客户端看起来就仿佛是LVS直接返回给它的。客户端无法感知到后端RS的存在。
DR模式：直接路由 DR模式下需要LVS和RS集群绑定同一个VIP（RS通过将VIP绑定在loopback实现），但与NAT的不同点在于：请求由LVS接受，由真实提供服务的服务器（RealServer, RS）直接返回给用户，返回的时候不经过LVS。详细来看，一个请求过来时，LVS只需要将网络帧的MAC地址修改为某一台RS的MAC，该包就会被转发到相应的RS处理，注意此时的源IP和目标IP都没变，LVS只是做了一下移花接木。RS收到LVS转发来的包时，链路层发现MAC是自己的，到上面的网络层，发现IP也是自己的，于是这个包被合法地接受，RS感知不到前面有LVS的存在。而当RS返回响应时，只要直接向源IP（即用户的IP）返回即可，不再经过LVS。
（3）DR负载均衡模式数据分发过程中不修改IP地址，只修改mac地址，由于实际处理请求的真实物理IP地址和数据请求目的IP地址一致，所以不需要通过负载均衡服务器进行地址转换，可将响应数据包直接返回给用户浏览器，避免负载均衡服务器网卡带宽成为瓶颈。因此，DR模式具有较好的性能，也是目前大型网站使用最广泛的一种负载均衡手段。
五、项目架构图：
（1）搭建一个四台Linux（CentOS 6.4）系统所构成的一个服务器集群，其中两台负载均衡服务器（一台为主机，另一台为备机），另外两台作为Web服务器（向外部提供http服务，这里使用lanmp架构）。 （2）本次基于DR负载均衡模式，设置了一个VIP（Virtual IP）为192.168.80.200，用户只需要访问这个IP地址即可获得网页服务。其中，负载均衡主机为192.168.80.100，备机为192.168.80.101。Web服务器A为192.168.80.102，Web服务器B为192.168.80.103。
六、 基础准备工作：（1）绑定静态IP地址 命令模式下可以执行setup命令进入设置界面配置静态IP地址；x-window界面下可以右击网络图标配置；配置完成后执行service network restart重新启动网络服务； 验证：执行命令ifconfig （2）设定主机名 ①修改当前会话中的主机名，执行命令hostname xxxx (这里xxxx为你想要改为的名字) ②修改配置文件中的主机名，执行命令vi /etc/sysconfig/network (√一般需要进行此步凑才能永久更改主机名) 验证：重启系统reboot （3）IP地址与主机名的绑定 执行命令vi /etc/hosts,增加一行内容，如下(下面的从节点以你自己的为主，本实验搭建了两个从节点)： 192.168.80.100 lvs-master 192.168.80.101 lvs-slave #下面是本次试验的两个真实服务器节点 192.168.80.102 lvs-webserver1 192.168.80.103 lvs-webserver2 保存后退出 验证：ping lvs-master （4）关闭防火墙 ①执行关闭防火墙命令：service iptables stop 验证：service iptables stauts ②执行关闭防火墙自动运行命令：chkconfig iptables off 验证：chkconfig --list | grep iptables
七、搭建-lanmp-两台web服务器：
1）Web框架：
LANMP：将动态页面交给Apache解析，静态页面交给Nginx解析，提高解析速率。
2）搭建方式：
源码编译
3）所需源码包：
mariadb-5.5.46-linux-x86_64.tar.gz
httpd：httpd-2.4.9.tar.bz2
php-5.4.26.tar.bz2
nginx-1.8.1.tar.gz
4）安装开发环境：
因为采用的搭建方式为源码编译方式，所以需要安装开发环境。
yum -y groupinstall "Development Tools" "Server Platform Development"
yum -y install pcre-devel openssl-devel zlib-devel apr-devel apr-util-devel libxml2-devel libmcrypt-devel bzip2-devel
5）编译mariadb：
[iyunv@lvs-webserver ~]# yum -y remove mariadb*
[iyunv@lvs-webserver ~]# tar xf mariadb-5.5.46-linux-x86_64.tar.gz -C /usr/local/
[iyunv@lvs-webserver ~]# cd /usr/local/
[iyunv@lvs-webserver local]# ln -sv mariadb-5.5.46-linux-x86_64 mysql ‘mysql’ -> ‘mariadb-5.5.46-linux-x86_64’
[iyunv@lvs-webserver local]# id mysql
uid=27(mysql) gid=27(mysql) groups=27(mysql)
[iyunv@lvs-webserver local]# cd mysql/ [iyunv@lvs-webserver mysql]# chown -R root:mysql ./* ——链接文件赋权规则 [iyunv@lvs-webserver mysql]# mkdir /mydata/data -p [iyunv@lvs-webserver mysql]# chown -R mysql.mysql /mydata/data/ [iyunv@lvs-webserver mysql]# cp support-files/my-large.cnf /etc/my.cnf [iyunv@lvs-webserver mysql]# vim /etc/my.cnf ——添加下三行 添加：
datadir = /mydata/data
skip_name_resolve = ON
innodb_file_per_table = ON
[iyunv@lvs-webserver mysql]# cp support-files/mysql.server /etc/rc.d/init.d/mysqld [iyunv@lvs-webserver mysql]# chkconfig --add mysqld [iyunv@lvs-webserver mysql]# scripts/mysql_install_db --user=mysql --datadir=/mydata/data
[iyunv@lvs-webserver mysql]# ls /mydata/data/
aria_log.00000001 mysqlmysql-bin.000002 performance_schema
aria_log_control mysql-bin.000001 mysql-bin.index test
[iyunv@lvs-webserver mysql]# service mysqld start Starting MySQL.. SUCCESS! [iyunv@lvs-webserver mysql]# ss -tnl
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
LISTEN 0 50 *:3306 *:*
LISTEN 0 128 *:80 *:*
LISTEN 0 128 *:22 *:*
LISTEN 0 128 *:808 *:*
[iyunv@lvs-webserver mysql]# vim /etc/profile.d/mysql.sh ——命令调用
export PATH=/usr/local/mysql/bin:$PATH [iyunv@lvs-webserver mysql]# . /etc/profile.d/mysql.sh
6）编译apache-tomcat：
[iyunv@lvs-webserver ~]# yum groupinstall "Development Tools" "Server Platform Development" -y
[iyunv@lvs-webserver ~]# yum -y install pcre-devel openssl-devel zlib-devel
[iyunv@lvs-webserver ~]# tar xf httpd-2.4.9.tar.bz2
[iyunv@lvs-webserver ~]# cd httpd-2.4.9/
[iyunv@lvs-webserver httpd-2.4.9]# yum -y install apr-devel apr-util-devel
[iyunv@lvs-webserver httpd-2.4.9]# ./configure --prefix=/usr/local/apache24 --sysconfdir=/etc/httpd24--enable-so --enable-ssl -- enable-rewrite --with-zlib --with-pcre --with-apr=/usr --with-apr-util=/usr --enable-modules=most --enable-mpms-shared=all --with-mpm=prefork
[iyunv@lvs-webserver httpd-2.4.9]# make -j 4 && make install
[iyunv@lvs-webserver profile.d]# cat /etc/profile.d/http24.sh
export PATH=/usr/local/apache24/bin:$PATH
[iyunv@lvs-webserver apache24]# . /etc/profile.d/httpd24.sh
7）编译php：
[iyunv@lvs-webserver ~]# yum -y install libxml2-devel libmcrypt-devel bzip2-devel [iyunv@lvs-webserver ~]# tar xf php-5.4.26.tar.bz2 [iyunv@lvs-webserver ~]# cd php-5.4.26/
[iyunv@lvs-webserver php-5.4.26]# ./configure --prefix=/usr/local/php --with-mysql=/usr/local/mysql --with-openssl --with-mysqli=/usr/local/mysql/bin/mysql_config --enable-mbstring --with-png-dir --with-jpeg-dir --with-freetype-dir --with-zlib --with-libxml-dir=/usr --enable-xml --enable-sockets --with-apxs2=/usr/local/apache24/bin/apxs --with-mcrypt --with-config-file-path=/etc --with-config-file-scan-dir=/etc/php.d --with-bz2
[iyunv@lvs-webserver php-5.4.26]# make && make install
8）配置apache与php映射：
[iyunv@lvs-webserver php-5.4.26]# cp /root/php-5.4.26/php.ini-production /etc/php.ini [iyunv@lvs-webserver php-5.4.26]# cd /etc/httpd24/ [iyunv@lvs-webserver httpd24]# cp httpd.conf{,.backup} [iyunv@lvs-webserver httpd24]# vim httpd.conf
添加：
AddType application/x-httpd-php .php
DirectoryIndex index.php index.html
Listen 808 ——修改协议端口（因为这是自己编译的apache）
[iyunv@lvs-webserver httpd24]# apachectl stop
[iyunv@lvs-webserver httpd24]# apachectl start
[iyunv@lvs-webserver httpd24]# vim /usr/local/apache24/htdocs/index.php [iyunv@lvs-webserver httpd24]# rm /usr/local/apache24/htdocs/index.html [iyunv@lvs-webserver httpd24]# firefox http://localhost:808
9）编译nginx：
[iyunv@lvs-webserver ~]# tar xf nginx-1.8.1.tar.gz
[iyunv@lvs-webserver nginx-1.8.1]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --user=nginx --group=nginx --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --with-http_ssl_module --with-http_gzip_static_module --with-debug --with-http_stub_status_module
[iyunv@lvs-webserver nginx-1.8.1]# make && make install [iyunv@lvs-webserver nginx-1.8.1]# useradd nginx
root@server nginx]# vim /etc/profile.d/nginx.sh
export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH
[iyunv@lvs-webserver nginx]# . /etc/profile.d/nginx.sh
[iyunv@lvs-webserver nginx]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful [iyunv@lvs-webserver nginx]# nginx -h nginx version: nginx/1.8.1
Usage: nginx [-?hvVtq] [-s signal] [-c filename] [-p prefix] [-g directives]
Options:
-?,-h: this help
-v: show version and exit
-V: show version and configure options then exit
-t: test configuration and exit
-q: suppress non-error messages during configuration testing
-s signal: send signal to a master process: stop, quit, reopen, reload -p prefix : set prefix path (default: /usr/local/nginx/) -c filename : set configuration file (default: /etc/nginx/nginx.conf) -g directives : set global directives out of configuration file [iyunv@lvs-webserver html]# nginx ——启动nginx
10）配置nginx：
[iyunv@lvs-webserver html]# vim /etc/nginx/nginx.conf 添加： upstream lamp {——虚拟主机，做反向代理 server 127.0.0.1:808 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
} location / { root /usr/local/apache24/htdocs ; index index.html index.htm index.php; }
location ~.*\.(php|jsp|cgi)?$——动态页面给lamp执行
{
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://lamp;
}
location ~.*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)$ ——静态页面自己执行
{
root /usr/local/apache24/htdocs;
expires 3d;
} 11）编辑realserver脚本文件 [iyunv@lvs-webserver ~]# vim /etc/init.d/realserver SNS_VIP=192.168.80.200#这里我们设置虚拟IP为：192.168.80.200 /etc/rc.d/init.d/functionscase "$1" in start) ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP /sbin/route add -host $SNS_VIP dev lo:0 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 1esac exit 0 [iyunv@lvs-webserver ~]# chmod 755 realserver #保存脚本文件后更改该文件权限： [iyunv@lvs-webserver ~]# service realserver start #开启realserver服务：
12）两台web服务器添加index.php用于测试：
192.168.80.102：vim /usr/local/apache24/htdocs/index.php From 192.168.80.102
192.168.80.103：vim /usr/local/apache24/htdocs/index.php From 192.168.80.103
八、配置lvs-master： [iyunv@lvs-master ~]# yum install -y keepalived [iyunv@lvs-master ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf global_defs { notification_email { } smtp_server 192.168.80.1 smtp_connection_timeout 30 router_id LVS_MASTER # 设置lvs的id，在一个网络内应该是唯一的 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备 interface eth1 #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备 virtual_router_id 51 #虚拟路由编号，主备要一致 priority 100 #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR advert_int 1 #检查间隔，默认为1s authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.80.200 #定义虚拟IP(VIP)为192.168.2.33，可多设，每行一个 } } # 定义对外提供服务的LVS的VIP以及port virtual_server 192.168.80.200 80 { delay_loop 6 # 设置健康检查时间，单位是秒 lb_algo wrr # 设置负载调度的算法为wlc lb_kind DR # 设置LVS实现负载的机制，有NAT、TUN、DR三个模式 nat_mask 255.255.255.0 persistence_timeout 0 protocol TCP real_server 192.168.80.102 80 { # 指定real server1的IP地址 weight 3 # 配置节点权值，数字越大权重越高 TCP_CHECK { connect_timeout 10 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 80 } } real_server 192.168.80.103 80 { # 指定real server2的IP地址 weight 3 # 配置节点权值，数字越大权重越高 TCP_CHECK { connect_timeout 10 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 80 } } } [iyunv@lvs-master ~]#service keepalived start #开启keepalived服务
九、配置lvs-slave：
从负载服务器与主负载服务器大致相同，只是在keepalived的配置文件中需要改以下两处： （1）将route_id由MASTER改为BACKUP （2）将state由MASTER改为BACKUP （3）将priority由100改为99 global_defs { notification_email { } smtp_server 192.168.80.1 smtp_connection_timeout 30 router_id LVS_BACKUP # 设置lvs的id，在一个网络内应该是唯一的 } vrrp_instance VI_1 { state BACKUP # 这里改为BACKUP interface eth1 virtual_router_id 51 priority 99 # 这里改为99，master优先级是100 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.80.200 } }
十、故障测试：
1、指定请求的均衡转发：因为两个Web服务器的权重一样，所以会依次转发给两个Web服务器； 效果：刷新交替出现from 192.168.80.102与from 192.168.0.103
2、模拟lvs-master故障，lvs-master：service keepalived stop
3、模拟lvs-webserver1故障，lvs-webserver1：nginx -s stop 恢复webserver1，lvs-webserver1：nginx
4、模拟lvs-webserver2故障，lvs-webserver2：nginx -s stop 恢复webserver2，lvs-webserver2：nginx
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发表于 2017-3-22 09:47:26
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