1 初識LVS：Linux Virtual Server
1.1 LVS是什么
LVS是Linux Virtual Server的簡稱，也就是Linux虛擬服務器, 是一個由章文嵩博士發起的自由軟件項目，它的官方站點是www.linuxvirtualserver.org。現在LVS已經是 Linux標准內核的一部分，在Linux2.4內核以前，使用LVS時必須要重新編譯內核以支持LVS功能模塊，但是從Linux2.4內核以后，已經完全內置了LVS的各個功能模塊，無需給內核打任何補丁，可以直接使用LVS提供的各種功能。
1.2 LVS有什么作用
LVS主要用於服務器集群的負載均衡。它工作在網絡層，可以實現高性能，高可用的服務器集群技術。它廉價，可把許多低性能的服務器組合在一起形成一個超級服務器。它易用，配置非常簡單，且有多種負載均衡的方法。它穩定可靠，即使在集群的服務器中某台服務器無法正常工作，也不影響整體效果。另外可擴展性也非常好。
LVS自從1998年開始，發展到現在已經是一個比較成熟的技術項目了。可以利用LVS技術實現高可伸縮的、高可用的網絡服務，例如WWW服務、Cache服務、DNS服務、FTP服務、MAIL服務、視頻/音頻點播服務等等，有許多比較著名網站和組織都在使用LVS架設的集群系統，例如：Linux的門戶網站（www.linux.com）、向RealPlayer提供音頻視頻服務而聞名的Real公司（www.real.com）、全球最大的開源網站（sourceforge.net）等。
1.3 LVS的體系結構
使用LVS架設的服務器集群系統有三個部分組成：
（1）最前端的負載均衡層，用Load Balancer表示；
（2）中間的服務器集群層，用Server Array表示；
（3）最底端的數據共享存儲層，用Shared Storage表示；
在用戶看來，所有的內部應用都是透明的，用戶只是在使用一個虛擬服務器提供的高性能服務。
1.4 LVS負載均衡機制
（1）LVS是四層負載均衡，也就是說建立在OSI模型的第四層——傳輸層之上，傳輸層上有我們熟悉的TCP/UDP，LVS支持TCP/UDP的負載均衡。因為LVS是四層負載均衡，因此它相對於其它高層負載均衡的解決辦法，比如DNS域名輪流解析、應用層負載的調度、客戶端的調度等，它的效率是非常高的。
（2）LVS的轉發主要通過修改IP地址（NAT模式，分為源地址修改SNAT和目標地址修改DNAT）、修改目標MAC（DR模式）來實現。
①NAT模式：網絡地址轉換
NAT（Network Address Translation）是一種外網和內網地址映射的技術。NAT模式下，網絡數據報的進出都要經過LVS的處理。LVS需要作為RS（真實服務器）的網關。當包到達LVS時，LVS做目標地址轉換（DNAT），將目標IP改為RS的IP。RS接收到包以后，仿佛是客戶端直接發給它的一樣。RS處理完，返回響應時，源IP是RS IP，目標IP是客戶端的IP。這時RS的包通過網關（LVS）中轉，LVS會做源地址轉換（SNAT），將包的源地址改為VIP，這樣，這個包對客戶端看起來就仿佛是LVS直接返回給它的。客戶端無法感知到后端RS的存在。
②DR模式：直接路由
DR模式下需要LVS和RS集群綁定同一個VIP（RS通過將VIP綁定在loopback實現），但與NAT的不同點在於：請求由LVS接受，由真實提供服務的服務器（RealServer, RS）直接返回給用戶，返回的時候不經過LVS。詳細來看，一個請求過來時，LVS只需要將網絡幀的MAC地址修改為某一台RS的MAC，該包就會被轉發到相應的RS處理，注意此時的源IP和目標IP都沒變，LVS只是做了一下移花接木。RS收到LVS轉發來的包時，鏈路層發現MAC是自己的，到上面的網絡層，發現IP也是自己的，於是這個包被合法地接受，RS感知不到前面有LVS的存在。而當RS返回響應時，只要直接向源IP（即用戶的IP）返回即可，不再經過LVS。
（3）DR負載均衡模式數據分發過程中不修改IP地址，只修改mac地址，由於實際處理請求的真實物理IP地址和數據請求目的IP地址一致，所以不需要通過負載均衡服務器進行地址轉換，可將響應數據包直接返回給用戶瀏覽器，避免負載均衡服務器網卡帶寬成為瓶頸。因此，DR模式具有較好的性能，也是目前大型網站使用最廣泛的一種負載均衡手段。
2 構建實戰：LVS+Keepalived實現mysql負載均衡
2.1 實驗結構總覽
（1）本次基於VMware Workstation搭建一個四台Linux（CentOS 6.4）系統所構成的一個服務器集群，其中兩台負載均衡服務器（一台為主機，另一台為備機），另外兩台作為真實的Web服務器（向外部提供http服務，這里僅僅使用了CentOS默認自帶的http服務，沒有安裝其他的類似Tomcat、Jexus服務）。
（2）本次實驗基於DR負載均衡模式
設置了一個VIP（Virtual IP）為192.168.5.200，用戶只需要訪問這個IP地址即可獲得網頁服務。
負載均衡主機為192.168.5.120
備機為192.168.5.121
mysql服務器A為192.168.5.122
mysql服務器B為192.168.5.123
2.2 基礎准備工作
以下工作針對所有服務器，也就是說要在四台服務器中都要進行配置：
（1）網絡配置
參考 centos網絡配置，將4台虛擬機配置成靜態ip
（2）設定主機名
①修改當前會話中的主機名，執行命令hostname xxxx (這里xxxx為你想要改為的名字)
②修改配置文件中的主機名，執行命令vi /etc/sysconfig/network (√一般需要進行此步湊才能永久更改主機名)
驗證：重啟系統reboot
（3）IP地址與主機名的綁定
執行命令vi /etc/hosts,增加一行內容，如下(下面的從節點以你自己的為主，本實驗搭建了兩個從節點)：
192.168.5.120 lvs-master
192.168.5.121 lvs-slave
#下面是本次試驗的兩個真實服務器節點
192.168.5.122 lvs-mysql1
192.168.5.123 lvs-mysql2
保存后退出
驗證：ping lvs-master
（4）關閉防火牆
①執行關閉防火牆命令：service iptables stop
驗證：service iptables stauts
②執行關閉防火牆自動運行命令：chkconfig iptables off
驗證：chkconfig --list | grep iptables
2.3 配置兩台mysql服務器
以下操作需要在角色為數據庫服務器的兩台中進行，不需要在負載均衡服務器中進行操作：
（1）安裝和運行mysql
參考我之前寫的一篇文章：MySQL知識總結（一）安裝與配置（Linux CentOS）
創建數據庫bruce
創建表test並插入數據：
create table test( id int, name varchar(10) ); -- A中插入 insert into test values(1,'A'); -- B中插入 insert into test values(2,'B');
（2）編輯realserver腳本文件
①進入指定文件夾：cd /etc/init.d/
②創建腳本文件：vi realserver
SNS_VIP=192.168.5.200 /etc/rc.d/init.d/functions case "$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 1 esac exit 0
這里我們設置虛擬IP為：192.168.5.200
③保存腳本文件后更改該文件權限：chmod 755 realserver
④開啟realserver服務：service realserver start
2.4 配置主負載服務器
關於keepalived相關知識，請參考：http://bbs.nanjimao.com/thread-855-1-1.html
（1）安裝Keepalived相關包
wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.13.tar.gz
tar -zxvf keepalived-1.2.13.tar.gz
cd keepalived-1.2.13
./configure --disable-fwmark --prefix=/usr/local/keepalived
make && make install
（2）編輯keepalived.conf配置文件
①進入keepalived.conf所在目錄：cd /etc/keepalived
②首先清除掉keepalived原有配置：> keepalived.conf
③重新編輯keepalived配置文件：vi keepalived.conf
global_defs { router_id LVS_DEVEL # 設置lvs的id，在一個網絡內應該是唯一的 } vrrp_instance VI_1 { state MASTER #指定Keepalived的角色，MASTER為主，BACKUP為備 interface eth1 #指定Keepalived的角色，MASTER為主，BACKUP為備 virtual_router_id 51 #虛擬路由編號，主備要一致 priority 100 #定義優先級，數字越大，優先級越高，主DR必須大於備用DR advert_int 1 #檢查間隔，默認為1s authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.5.200 #定義虛擬IP(VIP)為192.168.2.33，可多設，每行一個 } } # 定義對外提供服務的LVS的VIP以及port virtual_server 192.168.5.200 3306 { delay_loop 6 # 設置健康檢查時間，單位是秒 lb_algo wlc # 設置負載調度的算法為wlc 基於權重的調度算法 lb_kind DR # 設置LVS實現負載的機制，有NAT、TUN、DR三個模式 nat_mask 255.255.255.0 #persistence_timeout 0 會話保持時間 protocol TCP real_server 192.168.5.122 3306 { # 指定real server1的IP地址 weight 3 # 配置節點權值，數字越大權重越高 TCP_CHECK { connect_timeout 10 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306 } } real_server 192.168.5.123 3306{ # 指定real server2的IP地址 weight 3 # 配置節點權值，數字越大權重越高 TCP_CHECK { connect_timeout 10 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 connect_port 3306 } } }
注意：會話保持時間要注釋掉，這樣可以看出負載均衡的調度
（3）開啟keepalived服務
service keepalived start
停止命令
service keepalived stop
查看狀態
service keepalived status
檢測：運行命令ipvsadm
2.5 配置從負載服務器
從負載服務器與主負載服務器大致相同，只是在keepalived的配置文件中需要改以下兩處：
（1）將state由MASTER改為BACKUP
（2）將priority由100改為99
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP # 這里改為BACKUP
interface eth1
virtual_router_id 51
priority 99 # 這里改為99，master優先級是100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.5.200
}
}
2.6 驗證性測試
在客戶端上登錄mysql，客戶端機器是120，121，122，123之外的機器
mysql -h192.168.5.200 -uroot –pbruce -P3306 –Dbruce
因為mysql是長連接，所以測試時需要開啟多個命令窗口進行連接
發現請求被平均分配到A和B服務器
參考文章：
http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/4281978.html
keepalived: