18.1 集群介绍
18.2 keepalived介绍
18.3/18.4/18.5 用keepalived配置高可用集群
18.6 负载均衡集群介绍
18.7 LVS介绍
18.8 LVS调度算法
18.9/18.10 LVS NAT模式搭建

18.1 集群介绍

集群的概念

集群由多台服务器构成，是为了完成同一个目的的联合体。

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
高可用的衡量标准是四个九即99.99%。时间为一年。有的是五个九甚至六个九。

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

由于heartbeat在centos6上有一些问题，影响实验效果。
所以在这里我们使用keepalived来实现高可用集群。

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocl）

VRRP(虚拟路由冗余协议)
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的三个模块：core、check和vrrp

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

1，环境布署

准备两台机器，IP分别为192.168.19.101和192.168.19.102
192.168.19.101为master
192.168.19.101为backup
两台机器都安装keepalived

yum install -y keepalived

master通过编译安装nginx
backup通过yum install -y nginx安装

2，配置master

yum安装的keepalived配置文件在/etc/keepalived/keepalived.conf
清空keepalived配置文件。

> /etc/keepalived/keepalived.conf
vim /etc/keepalived/keepalived.conf

将以下内容写入

global_defs {notification_email {aming@aminglinux.com}notification_email_from root@aminglinux.comsmtp_server 127.0.0.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVEL
}vrrp_script chk_nginx {script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"interval 3
}vrrp_instance VI_1 {state MASTERinterface ens33virtual_router_id 51priority 100advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass aminglinux>com}virtual_ipaddress {192.168.19.100}track_script {chk_nginx}}

配置说明：
vrrp_script chk_nginx定义了健康检查脚本的位置。
virtual_ipaddress定义了高可用环境下的共用IP。
编写健康检查脚本

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 startn2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`if [ $n2 -eq "0"  ]; thenecho "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.logsystemctl stop keepalivedfi
fi

写完这个脚本后要为其做权限变更。

chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh

这个脚本的作用就是：
检查nginx进程是否存在。
如果不存在就启动这个进程。
如果无法启动就杀掉keepalived进程。
因为如果真的无法启动ningx就说明主服务器挂了，要启动备用服务器。这时就不应该存在主机的keepalived。
启动keepalived

systemctl start keepalived

这时如果停止nginx但它依然会自动启动，说明keepalived配置成功。
通过/var/log/messages文件可以查看日志
vip地址只能用ip add命令查看到。

3，配置backup

清空配置文件

> /etc/keepalived/keepalived.conf
vim /etc/keepalived/keepalived.conf

添加以下内容

global_defs {notification_email {aming@aminglinux.com}notification_email_from root@aminglinux.comsmtp_server 127.0.0.1smtp_connect_timeout 30router_id LVS_DEVEL
}vrrp_script chk_nginx {script "/usr/local/sbin/check_ng.sh"interval 3
}vrrp_instance VI_1 {state BACKUPinterface ens33virtual_router_id 51priority 90advert_int 1authentication {auth_type PASSauth_pass aminglinux>com}virtual_ipaddress {192.168.19.100}track_script {chk_nginx}}

配置说明
state BACKUP是这台服务器的角色。主机就是MASTER
virtual_router_id要和主机保挂一致
priority是权重，要低于主机
编写健康检查脚本

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" ]; thensystemctl start nginxn2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l`if [ $n2 -eq "0"  ]; thenecho "$d nginx down,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.logsystemctl stop keepalivedfi
fi

写完后给脚本755权限

chmod 755 /usr/local/sbin/check_ng.sh

和主服务器有一点区别在于备机的nginx是通过yum安装的。所以可以用systemctl来控制。
启动keepalived

systemctl start keepalived

使用yum 安装的nginx默认主面在/usr/share/nginx/html/index.html

4，测试keepalived高可用集群。

先确定好两台机器上nginx差异，比如可以通过curl -I 来查看nginx版本
测试1：关闭master上的nginx服务
结果：没有变化，因为keepalived的存在nginx会自动启动nginx
测试2：在master上增加iptabls规则
iptables -I OUTPUT -p vrrp -j DROP
结果：没有变化，阻止vrrp出口协议并不会影响web访问。
测试3：关闭master上的keepalived服务
关闭后，备机马上接管了192.168.19.100的vip。
测试4：启动master上的keepalived服务
vip恢复到了主机的默认页面。因为权重比备机高。

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。keepalived内置了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(比如针对某个目录或请求)

18.7 LVS介绍

1，lvs简介

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有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel

2，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

3，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

4，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

轮询 Round-Robin rr
就是挨个给，不分高低贵贱
加权轮询 Weight Round-Robin wrr
权重高的给的多
最小连接 Least-Connection lc
谁闲给得谁多
加权最小连接 Weight Least-Connection wlc
在lc的基础上引入了权重概念
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

1，环境布署

三台机器：分别是一台分发器，也叫调度器（简写为dir），两台RS
分发器配置
内网：192.168.19.101 外网：192.168.47.128
RS1
内网：192.168.19.102 网关：192.168.19.101
RS2
内网：192.168.19.103 网关：192.168.19.101

2，关闭所有机器的防火墙

systemctl stop firewalld; systemctl disable firewalld

3，安装iptables并启动

yum install -y iptables-services
systemctl start iptables.service; iptables -F; service iptables save

这里要使用iptables的配置
顺便把selinux也关了。

setenforce 0

4，在分发器（dir）上安装ipvsadm

yum install -y ipvsadm

5，在dir上编写脚本

vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

内容如下

#! /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，阿铭的两个网卡分别为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 192.168.19.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
# 清空规则
$IPVSADM -C
# -A使用nat模式-s指定算法-p超时时间（相同ip在这个时间内会一直连接刚才的RS）单位秒
$IPVSADM -A -t 192.168.47.128:80 -s wlc -p 3
# -r指定rs地址-m指nat模式-w指定权重
$IPVSADM -a -t 192.168.47.128:80 -r 192.168.19.102:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.47.128:80 -r 192.168.19.103:80 -m -w 1

6，执行脚本

sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

没有错误提示说明执行成功。

7，测试

在rs上编辑初始化页面，做一个区分两台RS的标志。

echo RS1------RS1 > /usr/share/nginx/html/index.html

RS2也编辑一下，把内容改成RS2

echo RS2------RS2 > /usr/share/nginx/html/index.html

使用curl 外网ip查看结果

直播笔记

1 集群以及分类

2 高可用架构的意义

3 Keepalived的实现原理

VRRP协议

https://blog.csdn.net/u013920085/article/details/21184143

4 LVS 三种模式图解

http://blog.51cto.com/jiekeyang/1839583

5 fullnat模式

https://ieevee.com/tech/2015/12/08/fullnat.html

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18.2 keepalived介绍

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocl）

Keepalived的三个模块：core、check和vrrp

18.3/18.4/18.5 用keepalived配置高可用集群

1，环境布署

2，配置master

3，配置backup

4，测试keepalived高可用集群。

18.6 负载均衡集群介绍

18.7 LVS介绍

1，lvs简介

2，NAT模式

3，IP Tunnel模式

4，DR模式

18.8 LVS调度算法

18.9/18.10 LVS NAT模式搭建

1，环境布署

2，关闭所有机器的防火墙

3，安装iptables并启动

4，在分发器（dir）上安装ipvsadm

5，在dir上编写脚本

6，执行脚本

7，测试

直播笔记

1 集群以及分类

2 高可用架构的意义

3 Keepalived的实现原理

VRRP协议

4 LVS 三种模式图解

5 fullnat模式

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