keepalived+lvs|haproxy

Keepalived高可用服务器

使用3台虚拟机，2台作为Web服务器，并部署Keepalived、1台作为客户端，拓扑结构如图-1所示，主机配置如表-1所示。

 

 

 

web服务器配置对应网络环境

1）设置Web1服务器网络参数、配置Web服务（不能照抄网卡名称）

[root@web1 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.4.100/24 connection.autoconnect yes
[root@web1 ~]# nmcli connection up eth0
[root@web1 ~]# yum -y install httpd        #安装软件
[root@web1 ~]# echo "192.168.4.100" > /var/www/html/index.html    #创建网页文件
[root@web1 ~]# systemctl restart httpd        #启动服务器

2）设置Web2服务器网络参数、配置Web服务（不能照抄网卡名称）

[root@web2 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.4.200/24 connection.autoconnect yes
[root@web2 ~]# nmcli connection up eth0
[root@web2 ~]# yum -y install httpd        #安装软件
[root@web2 ~]# echo "192.168.4.200" > /var/www/html/index.html    #创建网页文件
[root@web2 ~]# systemctl restart httpd        #启动服务器

3）配置proxy主机的网络参数（如果已经设置，可以忽略此步骤）

备注：这个实验，我们使用proxy当作客户端主机，网卡名称不能照抄。

[root@proxy ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.4.5/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy ~]# nmcli connection up eth0

安装Keepalived软件

注意：两台Web服务器做相同的操作。

[root@web1 ~]# yum install -y keepalived
[root@web2 ~]# yum install -y keepalived 

部署Keepalived服务

1）修改web1服务器Keepalived配置文件

[root@web1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
  router_id  web1        #12行，设置路由ID号（实验需要修改）
    vrrp_iptables            #13行，清除防火墙的拦截规则（实验需要修改，手动添加该行）
}
vrrp_instance VI_1 {
  state MASTER            #21行，主服务器为MASTER（备服务器需要修改为BACKUP）
  interface eth0            #22行，VIP配在哪个网卡（实验需要修改，不能照抄网卡名）
  virtual_router_id 51        #23行，主备服务器VRID号必须一致
  priority 100            #24行，服务器优先级,优先级高优先获取VIP
  advert_int 1
  authentication {
    auth_type pass
    auth_pass 1111                       
  }
  virtual_ipaddress {        #30~32行，谁是主服务器谁获得该VIP（实验需要修改）
192.168.4.80/24
}    
}

2）修改web2服务器Keepalived配置文件

[root@web2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
  router_id  web2        #12行，设置路由ID号（实验需要修改）
  vrrp_iptables            #13行，清除防火墙的拦截规则（实验需要修改，手动添加该行） 
}
vrrp_instance VI_1 {
  state BACKUP            #21行，备服务器为BACKUP（实验需要修改）
  interface eth0            #22行，VIP配在哪个网卡（实验需要修改，不能照抄网卡名）
  virtual_router_id 51        #23行，主辅VRID号必须一致
  priority 50                #24行，服务器优先级（实验需要修改）
  advert_int 1
  authentication {
     auth_type pass
     auth_pass 1111                   
  }
  virtual_ipaddress {        #30~32行，谁是主服务器谁配置VIP（实验需要修改）
192.168.4.80/24 
 }   
}

3）启动服务

[root@web1 ~]# systemctl start keepalived
[root@web2 ~]# systemctl start keepalived

4）配置防火墙和SELinux

[root@web1 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
[root@web1 ~]# sed -i  '/SELINUX/s/enforcing/permissive/' /etc/selinux/config
[root@web1 ~]# setenforce 0
[root@web2 ~]# firewall-cmd --set-default-zone=trusted
[root@web2 ~]# sed -i  '/SELINUX/s/enforcing/permissive/' /etc/selinux/config
[root@web2 ~]# setenforce 0

测试

1）登录两台Web服务器查看VIP信息

[root@web1 ~]# ip addr show
[root@web2 ~]# ip addr show

2) 客户端访问

客户端使用curl命令连接http://192.168.4.80，查看Web页面；给Web1关机，客户端再次访问http://192.168.4.80，验证是否可以正常访问服务。

 

Keepalived+LVS服务器

使用5台虚拟机，1台作为客户端主机、2台作为LVS调度器、2台作为Real Server，实验拓扑环境结构如图-2所示，基础环境配置如表-2所示。

 

 

 

步骤一：配置网络环境

1）关闭服务（把案例1中给web1和web2安装的keepalived关闭）

警告：请先将案例1中web1和web2的keepalived关闭！！！

[root@web1 ~]# systemctl  stop   keepalived
[root@web2 ~]# systemctl  stop   keepalived

2）设置Web1服务器的网络参数（不能照抄网卡名称）

[root@web1 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.4.100/24 connection.autoconnect yes
[root@web1 ~]# nmcli connection up eth0

接下来给web1配置VIP地址

注意：这里的子网掩码必须是32（也就是全255），网络地址与IP地址一样，广播地址与IP地址也一样。

[root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@web1 ~]# cp ifcfg-lo  ifcfg-lo:0
[root@web1 ~]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
#设备名称
IPADDR=192.168.4.15
#IP地址
NETMASK=255.255.255.255
#子网掩码
NETWORK=192.168.4.15
#网络地址
BROADCAST=192.168.4.15
#广播地址
ONBOOT=yes
#开机是否激活该网卡
NAME=lo:0
#网卡名称

注意：这里因为web1也配置与调度器一样的VIP地址，默认肯定会出现地址冲突。

写入下面这四行的主要目的就是访问192.168.4.15的数据包，只有调度器会响应，其他主机都不做任何响应。

[root@web1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
#手动写入如下4行内容，英语词汇：ignore（忽略、忽视），announce（宣告、广播通知）
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
#arp_ignore(防止进站冲突)
#arp_announce(防出站冲突)
[root@web1 ~]# sysctl  -p                #刷新，让配置文件立刻生效

重启网络服务

[root@web1 ~]# systemctl restart network        #重启网络服务
[root@web1 ~]# ip  a   s                        #查看IP地址

3）设置Web2服务器的网络参数（不能照抄网卡名称）

[root@web2 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.4.200/24 connection.autoconnect yes
[root@web2 ~]# nmcli connection up eth0

接下来给web2配置VIP地址

注意：这里的子网掩码必须是32（也就是全255），网络地址与IP地址一样，广播地址与IP地址也一样。

[root@web2 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@web2 ~]# cp ifcfg-lo  ifcfg-lo:0
[root@web2 ~]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.4.15
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=192.168.4.15
BROADCAST=192.168.4.15
ONBOOT=yes
NAME=lo:0

注意：这里因为web2也配置与代理一样的VIP地址，默认肯定会出现地址冲突。

写入这四行的主要目的就是访问192.168.4.15的数据包，只有调度器会响应，其他主机都不做任何响应。

[root@web2 ~]# vim /etc/sysctl.conf
#手动写入如下4行内容，英语词汇：ignore（忽略、忽视），announce（宣告、广播通知）
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
#arp_ignore(防止进站冲突)
#arp_announce(防出站冲突)
[root@web2 ~]# sysctl  -p             #刷新，让配置文件立刻生效

重启网络服务

[root@web2 ~]# systemctl restart network        #重启网络服务
[root@web2 ~]# ip a  s                            #查看IP地址

4）配置proxy主机的网络参数(不配置VIP，VIP由keepalvied自动配置)

把前面在proxy主机上面创建的VIP网卡的配置文件直接删除。

备注：不能照抄网卡名称。

[root@proxy ~]# rm -rf /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:0
[root@proxy ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.4.5/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy ~]# nmcli connection up eth0

5）配置proxy2主机的网络参数(不配置VIP，VIP由keepalvied自动配置)

注意：按照前面的课程环境，默认没有该虚拟机，需要重新建一台虚拟机proxy2。

备注：不能照抄网卡名称。

[root@proxy2 ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.4.6/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy2 ~]# nmcli connection up eth0

步骤二：配置后台web服务

1）安装软件，自定义Web页面（web1和web2主机）

[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web1 ~]# echo "192.168.4.100" > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# echo "192.168.4.200" > /var/www/html/index.html

2）启动Web服务器软件(web1和web2主机)

[root@web1 ~]# systemctl start httpd ; systemctl enable httpd
[root@web2 ~]# systemctl start httpd ; systemctl enable httpd

步骤三：调度器安装Keepalived与ipvsadm软件

注意：两台LVS调度器执行相同的操作（如何已经安装软件，可忽略此步骤）。

安装软件

[root@proxy ~]# yum install -y keepalived
[root@proxy ~]# systemctl enable keepalived
[root@proxy ~]# yum install -y ipvsadm
[root@proxy ~]# ipvsadm -C
[root@proxy2 ~]# yum install -y keepalived
[root@proxy2 ~]# systemctl enable keepalived
[root@proxy2 ~]# yum install -y ipvsadm
[root@proxy2 ~]# ipvsadm -C

步骤四：部署Keepalived实现LVS-DR模式调度器的高可用

1）LVS1调度器设置Keepalived，并启动服务（在192.168.4.5主机操作）

[root@proxy ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
  router_id  lvs1        #12行，设置路由ID号(实验需要修改)
  vrrp_iptables            #13行，清除防火墙的拦截规则（实验需要修改，手动添加）   
}
vrrp_instance VI_1 {
  state MASTER            #21行，主服务器为MASTER
  interface eth0            #22行，定义网络接口（不能照抄网卡名）
  virtual_router_id 51        #23行，主辅VRID号必须一致
  priority 100            #24行，服务器优先级
  advert_int 1
  authentication {
    auth_type pass
    auth_pass 1111                       
  }
  virtual_ipaddress {        #30~32行，配置VIP（实验需要修改）
192.168.4.15/24 
 }   
}
virtual_server 192.168.4.15 80 {        #设置ipvsadm的VIP规则（实验需要修改）
  delay_loop 6                        #默认健康检查延迟6秒
  lb_algo rr                            #设置LVS调度算法为RR
  lb_kind DR                            #设置LVS的模式为DR（实验需要修改）
  #persistence_timeout 50                #（实验需要删除）
#注意persistence_timeout的作用是保持连接
#开启后，客户端在一定时间内(50秒)始终访问相同服务器
  protocol TCP                        #TCP协议
  real_server 192.168.4.100 80 {        #设置后端web服务器真实IP（实验需要修改）
    weight 1                            #设置权重为1
    TCP_CHECK {                        #对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
    connect_timeout 3                #健康检查的超时时间3秒
    nb_get_retry 3                    #健康检查的重试次数3次
        delay_before_retry 3                #健康检查的间隔时间3秒
    }
  }
 real_server 192.168.4.200 80 {        #设置后端web服务器真实IP（实验需要修改）
    weight 2                        #设置权重为2
    TCP_CHECK {                    #对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
         connect_timeout 3            #健康检查的超时时间3秒
    nb_get_retry 3                #健康检查的重试次数3次
    delay_before_retry 3            #健康检查的间隔时间3秒
    }
  }
}
[root@proxy1 ~]# systemctl start keepalived
[root@proxy1 ~]# ipvsadm -Ln        #查看LVS规则
[root@proxy1 ~]# ip a  s            #查看VIP配置

2）LVS2调度器设置Keepalived（在192.168.4.6主机操作）

[root@proxy2 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id  lvs2                        #12行，设置路由ID号（实验需要修改）
 vrrp_iptables                   #13行，清除防火墙的拦截规则（实验需要修改，手动添加）   
}
vrrp_instance VI_1 {
  state BACKUP                             #21行，从服务器为BACKUP（实验需要修改）
  interface eth0                        #22行，定义网络接口（不能照抄网卡名）
  virtual_router_id 51                    #23行，主辅VRID号必须一致
  priority 50                             #24行，服务器优先级（实验需要修改）
  advert_int 1
  authentication {
    auth_type pass
    auth_pass 1111 
  }
  virtual_ipaddress {                   #30~32行，设置VIP（实验需要修改）
192.168.4.15/24  
}  
}
virtual_server 192.168.4.15 80 {          #自动设置LVS规则（实验需要修改）
  delay_loop 6
  lb_algo  rr                              #设置LVS调度算法为RR
  lb_kind DR                               #设置LVS的模式为DR（实验需要修改）
 # persistence_timeout 50               #（实验需要删除该行）
#注意persistence_timeout的作用是保持连接
#开启后，客户端在一定时间内(50秒)始终访问相同服务器
  protocol TCP                        #TCP协议
  real_server 192.168.4.100 80 {        #设置后端web服务器的真实IP（实验需要修改）
    weight 1                              #设置权重为1
    TCP_CHECK {                         #对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
      connect_timeout 3               #健康检查的超时时间3秒
    nb_get_retry 3                   #健康检查的重试次数3次
    delay_before_retry 3            #健康检查的间隔时间3秒
    }
  }
 real_server 192.168.4.200 80 {         #设置后端web服务器的真实IP（实验需要修改）
    weight 2                              #设置权重为2，权重可以根据需要修改
    TCP_CHECK {                        #对后台real_server做健康检查（实验需要修改）
      connect_timeout 3               #健康检查的超时时间3秒
    nb_get_retry 3                   #健康检查的重试次数3次
    delay_before_retry 3            #健康检查的间隔时间3秒
    }
  }
[root@proxy2 ~]# systemctl start keepalived
[root@proxy2 ~]# ipvsadm -Ln                 #查看LVS规则
[root@proxy2 ~]# ip  a   s                    #查看VIP设置

步骤五：客户端测试

客户端使用curl命令反复连接http://192.168.4.15，查看访问的页面是否会轮询到不同的后端真实服务器。

配置HAProxy负载平衡集群

使用4台虚拟机，1台作为HAProxy调度器、2台作为Real Server、1台作为客户端，拓扑结构如图-3所示，具体配置如表-3所示。

 

 

 

为什么Haproxy的实验不需要开启路由，不需要给web服务器配置网关？

Hapoxy是代理服务器（帮你干活的人或物就是你的代理），通讯流程如图-4所示。

 

 

 

配置网络环境

实现此案例需要按照如下步骤进行。

web1配置本地真实IP地址（不能照抄网卡名）。

[root@web1 ~]# nmcli connection modify eth1 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.2.100/24 connection.autoconnect yes
[root@web1 ~]# nmcli connection up eth1

Web2配置本地真实IP地址（不能照抄网卡名）。

[root@web2 ~]# nmcli connection modify eth1 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.2.200/24 connection.autoconnect yes
[root@web2 ~]# nmcli connection up eth1

proxy关闭keepalived服务，清理LVS规则，不能照抄网卡名。

[root@proxy ~]# systemctl stop keepalived
[root@proxy ~]# systemctl disable keepalived
[root@proxy ~]# ipvsadm -C
[root@proxy ~]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.4.5/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy ~]# nmcli connection up eth0
[root@proxy ~]# nmcli connection modify eth1 ipv4.method manual \
ipv4.addresses 192.168.2.5/24 connection.autoconnect yes
[root@proxy ~]# nmcli connection up eth1

步骤一：配置后端Web服务器

设置两台后端Web服务（如果已经配置完成，可忽略此步骤）

[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web1 ~]# systemctl start httpd
[root@web1 ~]# echo "192.168.2.100" > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# systemctl start httpd
[root@web2 ~]# echo "192.168.2.200" > /var/www/html/index.html

步骤二：部署HAProxy服务器

1）配置网络，安装软件

[root@proxy ~]# yum -y install haproxy

2）修改配置文件

[root@proxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
 log 127.0.0.1 local2   ##[err warning info debug]
 pidfile /var/run/haproxy.pid ##haproxy的pid存放路径
 user haproxy
 group haproxy
 daemon                    ##以后台进程的方式启动服务
defaults
 mode http                ##默认的模式mode { tcp|http|health } 
option dontlognull      ##不记录健康检查的日志信息
 option httpclose        ##每次请求完毕后主动关闭http通道
 option httplog          ##日志类别http日志格式
 option redispatch      ##当某个服务器挂掉后强制定向到其他健康服务器
 timeout client 300000 ##客户端连接超时，默认毫秒，也可以加时间单位
 timeout server 300000 ##服务器连接超时
 maxconn  3000          ##最大连接数
 retries  3             ##3次连接失败就认为服务不可用，也可以通过后面设置
  
listen  websrv-rewrite 0.0.0.0:80          
   balance roundrobin
   server  web1 192.168.2.100:80 check inter 2000 rise 2 fall 5
   server  web2 192.168.2.200:80 check inter 2000 rise 2 fall 5
#定义集群,listen后面的名称任意，端口为80
#balance指定调度算法为轮询（不能用简写的rr）
#server指定后端真实服务器，web1和web2的名称可以任意
#check代表健康检查，inter设定健康检查的时间间隔，rise定义成功次数，fall定义失败次数
listen stats *:1080        #监听端口
    stats refresh 30s             #统计页面自动刷新时间
    stats uri /stats              #统计页面url
    stats realm Haproxy Manager #进入管理解面查看状态信息
    stats auth admin:admin       #统计页面用户名和密码设置
3）启动服务器并设置开机启动

[root@proxy ~]# systemctl restart haproxy
[root@proxy ~]# systemctl enable haproxy

步骤三：客户端验证

客户端配置与HAProxy相同网络的IP地址，并使用火狐浏览器访问http://192.168.4.5，测试调度器是否正常工作，客户端访问http://192.168.4.5:1080/stats测试状态监控页面是否正常。访问状态监控页的内容

 

备注：

Queue队列数据的信息（当前队列数量，最大值，队列限制数量）；

Session rate每秒会话率（当前值，最大值，限制数量）；

Sessions总会话量（当前值，最大值，总量，Lbtot: total number of times a server was selected选中一台服务器所用的总时间）；

Bytes（入站、出站流量）；

Denied（拒绝请求、拒绝回应）；

Errors（错误请求、错误连接、错误回应）；

Warnings（重新尝试警告retry、重新连接redispatches）；

Server(状态、最后检查的时间（多久前执行的最后一次检查）、权重、备份服务器数量、down机服务器数量、down机时长)。

 

HAProxy+keepalived

两台haproxy机器部署keepalived

 

集群调度软件对比

nginx

• 优点

  • 工作在7层，可以针对http做分流策略

  • 1.9版本开始支持4层代理

  • 正则表达式比HAProxy强大

  • 安装、配置、测试简单，通过日志可以解决多数问题

  • 并发量可以达到几万

  • Nginx还可以作为web服务器使用

• 缺点

  • 7层代理仅支持http、https、mail协议，应用面小

  • 监控检查仅通过端口，无法使用url检查

LVS

• 优点

  • 负载能力强，工作在4层，对内存、CPU消耗低

  • 配置性低，没有太多可配置性，减少人为错误

  • 应用面广，几乎可以为所有应用提供负载均衡

• 缺点

  • 不支持正则表达式，不能实现动静分离

  • 如果网站架构庞大，LVS-DR配置比较繁琐

HAProxy

• 优点

  • 支持session、cookie功能

  • 可以通过url进行健康检查

  • 效率、负载均衡速度高于Nginx，低于LVS

  • HAProxy支持TCP，可以对Mysql进行负载均衡

  • 调度算法丰富

• 缺点

  • 正则弱于Nginx

  • 日志依赖于syslogd