LVS 负载均衡解决方案 (windows IIS)

LVS 负载均衡解决方案

       因为我们的产品运行的主流平台是WINDOWS+IIS+SQLSERVER（2000以上版本），而LVS+KEEPALIVED是LINUX下的四层负载均衡软件。其有如下特点：

      LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率（在DR模式下），将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动 屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程 序。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。一般来说，LVS集群采用三层结构，其主要组成部分为：

　　A、负载调度器（load balancer），它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址（我们可称之为虚拟IP地址）上的。

　　B、服务器池（server pool），是一组真正执行客户请求的服务器，即realserver，执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。

　　C、共享存储（shared storage），它为服务器池提供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。

     LVS的IP负载均衡技术实现:
　　目前IP负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的。LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术，分别是：
     Virtual Server via Network Address Translation （VS/NAT）： 也有说端口映射的，其目标是将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。因为这种技术容易形成单点故障，从而造成网路无法访问，并且存在带宽瓶 颈。所以LVS又提供了下面两种实现。

     Virtual Server via IP Tunneling （VS/TUN ）： 通过IP隧道实现虚拟服务。
     Virtual Server via Direct Routing （VS/DR） ：直接路由实现虚拟服务器的方法（负载能力最强），本文搭建的就是DR模式。

      我们的产品目前如果要作用负载均衡技术，则需要在管理后台开启远程附件（FTP）和分布式缓存服务（MEMCACHED），有关这两个功能可以参见我之前写的这两篇文章。    
     http://www.cnblogs.com/daizhj/archive/2010/02/08/discuznt_memcache_syncdata.html 
     http://www.cnblogs.com/daizhj/archive/2008/07/28/1254648.html

      这样我们的产品配置就完成了，下面介绍一下相应的服务器环境搭建。首先是IIS配置站点(要求在一个物理网段上) 

 RealServer 1：10.0.8.13:80
 RealServer 2：10.0.8.12:80

 VIP(虚拟IP):10.0.8.9

 两台虚拟机安装Centos5.4（采用DHCP安装模式）,地址：
 Centos1: 10.0.8.25 (keepalived:MASTER)
 Centos2: 10.0.8.55 (keepalived:BACKUP)

      首先要说明的是，因为这里使用的是LVS的VS/DR模式（上面提到），也就是要求REALSERVER会直接将结果返回到客户端，即下面图中（右侧）描述：

   

      所以我们还需要在windows 服务器上配置VIP，可以使用下面的方法 ：
      1.在控制面板里添加一个硬件设备， Microsoft Loopback Adapter ，如下图：
     

          

     2.设置ip为vip，掩码随意:
           

   

      3.进注册表编辑器，搜索这个vip，把掩码改成255.255.255.255，然后禁用启用网卡即可(在window server 2003系统中有三处)。
            

      这样在‘网上邻居’上看相应Microsoft Loopback Adapter 的IP MASK就变成了255.255.255.255。然后在IIS的相应站点下配置IP地址，可使用VIP地址或使用‘全部未分配选项’。如下图：
       

      这样配置就完成了，之后用：
      c:>telnet 10.0.8.13 80和c:>telnet 10.0.8.12 80  看一下配置是否已正常启用。

      这样就完成了windows服务器的配置工作。在介绍如何如何安装配置LVS和KEEPALIVED之前，先要说明一下在虚拟机安装CENTOS时要注意的几个问题，如下：

    1.因为Keepalived需要gcc工具来编译所以要在安装时定制一下安装组件，如下：

      

     

      然后安装程序会检验相应组件依赖性

 

  

    2.之后安装防火墙时选择禁用：

 

   

      3.selinux也是禁用：
      

     下面开始介绍一下linux下如何安装配置LVS和KEEPALIVED.

     1.首先安装lvs的管理工具ipvsadm（直接使用yum安装即可）,启用Centos1虚拟机（10.0.8.25），进入终端模式，键入      

# yum –y install ipvsadm

    
     2.然后安装keepalived，因为Keepalived需要gcc工具来编译，所以请安装它（前文已做介绍），在编译时，keepalived倚赖openssl和内核源代码 

# yum –y install openssl-devel  kernel-devel 

  

     3.去官方下载最新的keepalived，解压缩，然后编译： 

#wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.1.18.tar.gz
#tar zxvf keepalived-1.1.18.tar.gz
#cd keepalived-1.1.18
#./configure --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.18-164.15.1.el5-i686 
--prefix=/usr/local/keepalived #将其布署在LVS的目录下
#上面的with-kernel-dir是和lvs集成必须的编译参数   注：with-kernel-dir是和lvs集成必须的编译参数，因为keepalived要被放到/usr/local/keepalived下进行编译，另外kernels内核源码会因linux版本不同而有所变化。

    显示结果：
    ------------------------
 ....
 Compiler                 : gcc
 Compiler flags           : -g -O2
 Extra Lib                : -lpopt -lssl -lcrypto
 Use IPVS Framework       : Yes   (这里必须为yes)
 IPVS sync daemon support : Yes   (这里必须为yes)
 Use VRRP Framework       : Yes   (这里必须为yes)
 Use LinkWatch            : No 

    # make && make install  #编译

 
       4.做成启动服务 

 #ln -s /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/ 
 #ln -s /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
 #mkdir /etc/keepalived
 #ln -s /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
 #ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
 #service keepalived start #关闭：stop

      

       5.绑定虚拟IP(该步骤在某些安装环境下可以忽略，因为keepalived会自动维护vip，并根据设置，自动在系统里添加vip，所以该步骤可能用途不大) 

    #/sbin/ifconfig eth0:0 10.0.8.9 broadcast 10.0.8.9 netmask 255.255.255.255 up  #这样的设置可防止IP冲突
    #/sbin/route add -host 10.0.8.9 dev eth0:0

       6.配置network（/etc/sysconfig/network ）文件，内容如下(注：该步骤在网上某些文章中提到，这里也就随手多做了一步):    

    NETWORKING=yes
    HOSTNAME=localhost.localdomain
    GATEWAY=10.0.8.1

     

       7.LVS 在3 种方式下均需要打开ip forward 功能，这可以配置/etc/sysctl.conf. 文件，保证其中有如下一行(注：该步骤在网上某些文章中提到，这里也就随手多做了一步):    
         #net.ipv4.ip forward = 1
         #sysctl -p  #然后执行下面命令使配置生效:    

         备注：因为KEEPALIVED要使用80端口（稍后配置文件中会做设置），所以如果要马上启用80端口，可以启动Apache，用下面命令（这一步并不在安装步骤中）：

    #service httpd start （或restart）

          

         完成了环境配置之后，下面就是打开并修改Keepalived.conf文件了，我们可以从下面地址打开并编辑它：
         /usr/local/keepalived/etc/keepalived.conf
         或：
         /etc/keepalived/keepalived.conf （之前的ln指令指向）

         这里将10.0.8.25这台虚拟机设置为MASTER,配置文件如下(相应配置信息详见这篇文章)：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     daizhj617595@12.com

   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0   #HA监测网络接口
    virtual_router_id 51 #主、备机的virtual_router_id必须相同
    priority 100   #主、备机取不同的优先级，主机值较大，备份机值较小,值越大优先级越高
    advert_int 1   #VRRP Multicast广播周期秒数
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
       10.0.8.9
    }
}

virtual_server 10.0.8.9 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo wrr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 10 !同一ip50秒内的请求都发送到同一realserver
    protocol TCP

    real_server 10.0.8.12 80 {
        weight 2
            TCP_CHECK {
             connect_timeout 3
             nb_get_retry 3
             delay_before_retry 3
             connect_port 80
            }
   }

    real_server 10.0.8.13 80 {
        weight 2
            TCP_CHECK {
             connect_timeout 3
             nb_get_retry 3
             delay_before_retry 3
             connect_port 80
            }
    }
}

      

        然后我们使用如下命令启用keepalived：       

#keepalived #位于/usr/local/keepalived/sbin/

         或    

#service keepalived start

       

       我们可以通过下面指令来查看相应进程：   

#ps aux|grep keepalived

    ------------------------------

   sr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf
 root     17670  0.0  0.2   4932   564 ?        Ss   19:03   0:00 keepalived -D
 root     17671  0.0  0.6   4976  1416 ?        S    19:03   0:02 keepalived -D
 root     17672  0.0  0.4   4976   928 ?        S    19:03   0:00 keepalived -D
 ....

         这里注意keepalived要启动一个主并fork两个子进程，所以这里显示了三个进程。

         这里我们可以下面指令检查一下配置是否生效： 

 #ping 10.0.8.9 -c 4
 #telnet 10.0.8.9 80

         

        如果正常的话，就说明keepalived已启用了我们的配置。

        注：之前本人配置过程中发现telnet经常无法正常访问，可以使用下面指令查看80端口是否启用： 

 #netstat -npl | grep :80  #windows下相应指令为：netstat -an|findstr LISTEN

        也可以使用下面指令检查LVS进程： 

 #lsmod | grep ip_vs

        到这里就完成了10.0.8.25这台虚拟机上的keepalived配置。然后重复1-7这些步骤，在10.0.8.55上也安装并配置 keepalived，这里要注意的是在keepalived.conf文件中要将state MASTER改成state BACKUP

        接着，我们在IE上输入下面地址： http://10.0.8.9/index.aspx

        如果能正常访问，就说明负载均衡环境搭建完毕了       

        注：还可以配置HOST文件（/etc/hosts）和DNS域名解析的配置文件（/etc/resolv.conf）

      

        我们可以使用下面指令查看请求的转发情况：

 [root@localhost ~]# ipvsadm -lcn|grep 10.0.8.9

  -------------------------------------------
                                          clientip                  vip                   realserver
TCP 14:44  ESTABLISHED 10.0.4.102:5244    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 14:44  ESTABLISHED 10.0.4.102:5232    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 07:35  ESTABLISHED 10.0.4.102:4875    10.0.8.9:80        10.0.8.13:80
TCP 14:44  ESTABLISHED 10.0.4.102:5249    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 14:46  ESTABLISHED 10.0.4.102:5246    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 08:40  ESTABLISHED 10.0.4.102:4913    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 08:40  ESTABLISHED 10.0.4.102:4927    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 14:44  ESTABLISHED 10.0.4.102:5247    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 08:40  ESTABLISHED 10.0.4.102:4929    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 07:35  ESTABLISHED 10.0.4.102:4872    10.0.8.9:80        10.0.8.13:80
TCP 14:47  ESTABLISHED 10.0.4.102:5243    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 08:40  ESTABLISHED 10.0.4.102:5011    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 14:56  ESTABLISHED 10.0.4.102:5245    10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 00:44  NONE        10.0.4.102:0       10.0.8.9:80        10.0.8.12:80
TCP 00:34  NONE        10.0.4.102:0       10.0.8.9:65535     10.0.8.13:65535
TCP 07:35  ESTABLISHED 10.0.4.102:4848    10.0.8.9:80        10.0.8.13:80

        接着我们可以把10.0.8.12:80或10.0.8.13:80 站点停掉，看看访问是否正常。
        然后我们将10.0.8.25或10.0.8.55 虚拟机上关掉keepalived （使用killall keepalived或serivce keepalived stop），再用IE访问相应网址看看。
        另外那台机器上的keepalived能否正常切换接管。如果正常，就说明这个环境是HA（高可用的）。

        最后再罗列一些常的指令，以便大家查看keepalived运行情况和网络状况：

   #tail -f /var/log/messages   #查看系统日志
   #tcpdump src host 10.0.8.9 and port 80  #抓包
   #curl -I http://10.0.8.9/  #利用URL语法在命令行方式下的文件传输工具
   #ip addr  #IP地址信息或ip add show eth0 查看虚拟IP绑定情况
   #service iptables stop #关闭iptables防火墙
   #iptables –nvL  #列出防火墙进入数据信息
   #ipvsadm -ln #查看lvs服务是否正常，包括活动链接，weight(keepalived配置)，内部链接等。