nginx大家都在用,估計也很熟悉了,在做負載均衡時很好用,安裝簡單、配置簡單、相關材料也特別多。
lvs是國內的章文嵩博士的大作,比nginx被廣泛接受還要早7年,並且已經被紅帽作為了系統內置軟件,可謂很牛了。lvs相對於nginx來說配置上就要相對復雜一些。
但是,有時候我們會看到大牛們分享的經驗里面是lvs+nginx作為負載均衡了,一直想不明白這是個什么道理。
為什么會出現兩者被同時使用呢?其實,這要從兩者的各自優勢來說了。
nginx用來做http的反向代理,能夠upsteam實現http請求的多種方式的均衡轉發。由於采用的是異步轉發可以做到如果一個服務器請求失敗,立即切換到其他服務器,直到請求成功或者最后一台服務器失敗為止。這可以最大程度的提高系統的請求成功率。
lvs采用的是同步請求轉發的策略。這里說一下同步轉發和異步轉發的區別。同步轉發是在lvs服務器接收到請求之后,立即redirect到一個后端服務器,由客戶端直接和后端服務器建立連接。異步轉發是nginx在保持客戶端連接的同時,發起一個相同內容的新請求到后端,等后端返回結果后,由nginx返回給客戶端。
進一步來說:當做為負載均衡服務器的nginx和lvs處理相同的請求時,所有的請求和響應流量都會經過nginx;但是使用lvs時,僅請求流量經過lvs的網絡,響應流量由后端服務器的網絡返回。
也就是,當作為后端的服務器規模龐大時,nginx的網絡帶寬就成了一個巨大的瓶頸。
但是僅僅使用lvs作為負載均衡的話,一旦后端接受到請求的服務器出了問題,那么這次請求就失敗了。但是如果在lvs的后端在添加一層nginx(多個),每個nginx后端再有幾台應用服務器,那么結合兩者的優勢,既能避免單nginx的流量集中瓶頸,又能避免單lvs時一錘子買賣的問題。
參考文章:
章文嵩:LVS項目介紹
moon:強大的nginx反向代理異步傳輸模式(原理)
yaoweibin:nginx健康檢查
追馬博客:LVS+keepalived+nginx+tomcat部署實現
補充(20160731 下午2:07):
在后續繼續了解這部分內容時,發現了這兩個帖子:
1. 有了LVS,還要apache,nginx有什么用?
2.從一個開發的角度看負載均衡和LVS—–注意看最后一個lvs集群化的圖,nginx和rs是一對一連接的。
從以上文章來看,lvs+nginx組合使用的原因主要是用lvs來做負載均衡(因為工作在4層,效率高),nginx來做靜態文件的處理。
這里第二篇文章,和lvs的后續維護者之一的[吳佳明_普空的ppt](http://velocity.oreilly.com.cn/2012/ppts/pukong.pdf
)中比章博士的文章中多出了一種轉發模式,也就是full_nat模式,這種模式下,所有的響應也要經過lvs服務器作為出口返回給客戶端。
lvs在full_nat的模式下,是否還是同步的模式呢?我猜想應該是的,因為lvs工作在4層,所以可能當前出錯的響應要映射到之前的那一次請求(因為沒有解析http包),所以也就做不到把錯誤轉發到其他的應用服務器上重新處理。
另外,這個補充是不是就完全的否定了昨天(也就是補充之前的那一大段)的內容呢?我覺得並沒有。昨天的理解可能不是正規大型互聯網在使用的模式(當然,這里我不能確定,因為我沒有大型互聯網的經驗),但是理論應該是對的。
具體一點,lvs+nginx的組合nginx用來做靜態文件的處理的場景下,如果一次請求失敗了,那么久不能被重新處理了,當然你的nginx也可以后掛1個以上的應用服務器(這樣的話nginx實質上也是起到了lvs均衡補充的效果)。另外就是,nginx不是單單的作為靜態文件的處理,而是作為lvs的一個補充,互相彌補均衡上的不足。
那么你可能會說lvs在4層上處理的高效就不復存在了,確實是的,這點要承認,但是,我們提高了系統請求的成功率,兩者需要各自去選擇和權衡。
另外,需要說的一點是,靜態內容其實我們還可以借助cdn去處理,而不是單單的依靠nginx或者apache去處理。
補充(2016年12月17日 上午11:24)
現在到了比較大一些的互聯網公司,也看了京東的用法(可以看開濤的nginx+lua系列http://www.iteye.com/blogs/subjects/nginx-lua)。
lvs+nginx的使用中,nginx還可以作為一個中間環節來減小后端tomcat的服務壓力,以及做一些業務切換、分流、前置緩存的功能。
LVS + Keepalived + Nginx安裝及配置
1、概述
上篇文章《架構設計:負載均衡層設計方案(6)——Nginx + Keepalived構建高可用的負載層》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47130609) 我們講解了Nginx的故障切換,並且承諾各位讀者會盡快講解 LVS + Keepalived + Nginx的安裝和配置。在中間由於工作的原因,我又插寫了三篇關於zookeeper的原理使用的文章。今天這邊文章我們回歸主題,為各位讀者講解 LVS + Keepalived + Nginx的安裝及配置。
2、安裝計划和准備工作
下圖,我們表示了本篇文章要搭建的整個集成架構的抽象結構:
我們采用兩個LVS節點(141和142),但是一個時間工作的只有一個LVS節點,另一個始終處於熱備standby狀態,由keepalived監控這兩個節點的工作狀態並完成切換。
在LVS節點下,我們采用LVS-DR工作模式掛載了兩個Nginx節點(131、132)。並最終將外網請求交由這兩個節點進行處理。注意:在實際工作中,Nginx下面一般就是訪問靜態資源、動態資源的配置了。
2-1、准備兩個keepalived節點
首先我們在將要安裝LVS的兩個節點上,先安裝keepalived,並保證這兩個keepalived節點能夠正常工作(監控批次的狀態)。當然,您也可以先准備LVS,在准備keepalived。
我想准備keepalived節點,大家應該輕車熟路了吧,在《架構設計:負載均衡層設計方案(6)——Nginx + Keepalived構建高可用的負載層》這篇文章中詳細介紹了keepalived的最簡配置方式。為了大家閱讀方便,我們在這里再進行依次簡要說明。准備keepalived的整個過程包括:
- 安裝必要的支撐組件,源碼安裝keepalived
- 將keepalived注冊成節點的服務,以便保證keepalived在節點啟動時就開始工作
- 更改keepalived的配置文件,讓其可以正常工作
- 驗證准備工作
=============安裝keepalived
[root@lvs1 ~]# yum install -y zlib zlib-devel gcc gcc-c++ openssl openssl-devel openssh [root@lvs1 ~]# tar -zxvf keepalived-1.2.17.tar.gz [root@lvs1 ~]# cd keepalived-1.2.17 [root@lvs1 ~]# ./configure --perfix=/usr/keepalived-1.2.17 [root@lvs1 ~]# make & make install
=============將keepalived注冊成服務(如果您使用的默認路徑安裝,就不需要cp命令了)
[root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/keepalived [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/sbin/keepalived /usr/sbin/keepalived [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/rc.d/init.d/keepalived [root@lvs1 ~]# mkdir /etc/keepalived [root@lvs1 ~]# cp /usr/keepalived-1.2.17/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf [root@lvs1 ~]# 可以做成服務了(不要拷貝,沒用的) [root@lvs1 ~]# chkconfig keepalived on
這里我們先設置浮動ip
設置VIP的信息
做成服務后,先不要急着啟動,因為配置文件還沒有改好。
========配置keepalived(配置文件在:/etc/keepalived/keepalived.conf)
! Configuration File for keepalived global_defs { #notification_email { # acassen@firewall.loc # failover@firewall.loc # sysadmin@firewall.loc #} #notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #smtp_server 192.168.200.1 #smtp_connect_timeout 30 router_id LVS_DEVEL } vrrp_instance VI_1 { #141節點設置為MASTER,142或者還有其他的節點設置為BACKUP #還記得我們前面文章講到的無搶占設置嗎?這里也可以用哦。 state MASTER #網絡適配器名稱 interface eth0 virtual_router_id 51 #所有的SLAVE節點的優先級都要比這個設置值低 priority 120 advert_int 1 #真實ip,142要改成相應的lvs節點真實ip mcast_src_ip=192.168.220.141 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } #虛擬/浮動IP virtual_ipaddress { 192.168.220.140 } }
以上配置還是最簡單的keepalived配置,因為我們還沒有加上配合LVS使用的虛擬ip監測設置和下層真實ip監測的設置。最簡配置主要是為了保證keepalived節點是工作正常的。
將以上的配置分別對應到LVS的兩個節點(注意要改動的地方哦)
==========進行keepalived工作狀態的檢查:
[root@lvs1 ~]# /etc/init.d/keepalived start
現在設置為MASTER的keepalived節點(或者在非搶占模式下,優先級最高的那個節點),已經綁定了140這個虛擬ip了:
[root@lvs2 ~]# ip addr 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo inet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:39:75:9f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 192.168.220.141/24 brd 192.168.220.255 scope global eth0 inet 192.168.220.140/32 scope global eth0 inet6 fe80::20c:29ff:fe39:759f/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
當然您也可以通過 /var/log/message的日志進行keepalived是否正常工作的驗證。
2-2、繼續兩個keepalived節點上准備LVS
准備lvs的工作就太簡單了,因為centos6.4、6.5、6.6都已經集成了LVS的核心,我們只需要安裝LVS的管理工具就行了:
(1)如果要源碼安裝的話:
這里源碼安裝ipvsadm(http://www.linuxidc.com/Linux/2016-03/129232.htm)
yum install kernel-devel -y
yum -y install popt popt-devel libnl libnl-devel popt-static(我嘗試過要是不安裝的話就會報錯)
ln -s /usr/src/kernels/2.6.32-642.4.2.el6.x86_64/ /usr/src/linux
wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.26.tar.gz
tar xf ipvsadm-1.25.tar.gz
cd ipvsadm-1.25
make && make install
然后我們檢測一下
ipvsadm 是否有內容輸出
(2)如果yum安裝的話
兩個LVS節點都執行:
yum -y install ipvsadm
還記得lvs管理工具怎么使用嗎?請參見我介紹LVS單節點安裝的博文:《架構設計:負載均衡層設計方案(5)——LVS單節點安裝》。這里為了方便閱讀,給出主要參數的含義列表:
-A –add-service 在內核的虛擬服務器表中添加一條新的虛擬服務器記錄。也就是增加一台新的虛擬服務器。 -E –edit-service 編輯內核虛擬服務器表中的一條虛擬服務器記錄。 -D –delete-service 刪除內核虛擬服務器表中的一條虛擬服務器記錄。 -C –clear 清除內核虛擬服務器表中的所有記錄。 -R –restore 恢復虛擬服務器規則 -S –save 保存虛擬服務器規則,輸出為-R 選項可讀的格式 -a –add-server 在內核虛擬服務器表的一條記錄里添加一條新的真實服務器記錄。也就是在一個虛擬服務器中增加一台新的真實服務器 -e –edit-server 編輯一條虛擬服務器記錄中的某條真實服務器記錄 -d –delete-server 刪除一條虛擬服務器記錄中的某條真實服務器記錄 -L –list 顯示內核虛擬服務器表 -Z –zero 虛擬服務表計數器清零(清空當前的連接數量等) –set tcp tcpfin udp 設置連接超時值 –start-daemon 啟動同步守護進程。他后面可以是master 或backup,用來說明LVS Router 是master 或是backup。在這個功能上也可以采用keepalived 的VRRP 功能。 –stop-daemon 停止同步守護進程 -t –tcp-service service-address 說明虛擬服務器提供的是tcp 的服務[vip:port] or [real-server-ip:port] -u –udp-service service-address 說明虛擬服務器提供的是udp 的服務[vip:port] or [real-server-ip:port] -f –fwmark-service fwmark 說明是經過iptables 標記過的服務類型。 -s –scheduler scheduler 使用的調度算法,選項:rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq, 默認的調度算法是: wlc. -p –persistent [timeout] 持久穩固的服務。這個選項的意思是來自同一個客戶的多次請求,將被同一台真實的服務器處理。timeout 的默認值為300 秒。 -M –netmask netmask persistent granularity mask -r –real-server server-address 真實的服務器[Real-Server:port] -g –gatewaying 指定LVS 的工作模式為直接路由模式DR模式(也是LVS默認的模式) -i –ipip 指定LVS 的工作模式為隧道模式 -m –masquerading 指定LVS 的工作模式為NAT 模式 -w –weight weight 真實服務器的權值 –mcast-interface interface 指定組播的同步接口 –connection 顯示LVS 目前的連接 如:ipvsadm -L -c –timeout 顯示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如:ipvsadm -L –timeout –daemon 顯示同步守護進程狀態 –stats 顯示統計信息 –rate 顯示速率信息 –sort 對虛擬服務器和真實服務器排序輸出 –numeric -n 輸出IP 地址和端口的數字形式
到后面正式啟動LVS的時候,就不要問我參數含義咯。^_^
2-3、准備兩個Nginx節點並保證可用
在《架構設計:負載均衡層設計方案(5)——LVS單節點安裝》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47010569) 這篇文章中,我們詳細講解了Nginx節點的准備工作,但是為了方便各位讀者閱讀,這里我們大致再講一下。
Nginx節點的准備工作主要由以下步驟構成(這個不是本文的重點,點到即可):
- 安裝Nginx(當然,正式系統中,還涉及到Nginx的參數調優,可以參見《架構設計:負載均衡層設計方案(2)——Nginx安裝》這篇文章)
- 打開Nginx所在服務器的“路由”功能、關閉“ARP查詢”功能
- 將VIP:192.168.220.140 設置成Nginx所在節點的回環IP
=============安裝Nginx
[root@vm1 ~]# yum -y install make zlib zlib-devel gcc gcc-c++ ssh libtool pcre* [root@vm1 ~]# 下載nginx(別拷貝,不能執行的) [root@vm1 ~]# 解壓nginx(別拷貝,不能執行的) [root@vm1 ~]# ./configure –prefix=/usr/nginx-1.8.0 [root@vm1 ~]# make && make install [root@vm1 ~]# 設置環境變量(別拷貝,不能執行的) [root@vm1 ~]# 啟動nginx
=============打開Nginx所在服務器的“路由”功能、關閉“ARP查詢”功能
[root@vm1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore [root@vm1 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce [root@vm1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@vm1 ~]# echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
=============設置回環IP
[root@vm1 ~]# ifconfig lo:0 192.168.220.140 broadcast 192.168.220.140 netmask 255.255.255.255 up [root@vm1 ~]# route add -host 192.168.220.140 dev lo:0
兩台Nginx的節點都按照這樣的方法去設置。然后使用瀏覽器,看看這兩個節點的Nginx是否工作正常:
我這里在做實驗的時候忘了把防火牆和selinux關了,所以瀏覽器訪問不了。不要忘了關哦
我們可以把nginx的首頁改一下以便分辨區別
=====
2-4、其他說明
keepalived和LVS是天生配合完美的一對,LVS負責進行請求轉發不負責任何節點的健康監測;keepalived負責監控整個環境中,包括虛擬ip,真實ip對應的下層節點的健康狀態監測。
3、開始配置:LVS-DR工作模式
3-1、keepalived的更改——健康監測
首先我們要更改之前配置的“最簡keepalived”配置,讓keepalived能夠對結構中所有節點和虛擬ip的健康狀態進行監測。更改配置和含義如下:
! Configuration File for keepalived global_defs { #notification_email { # acassen@firewall.loc # failover@firewall.loc # sysadmin@firewall.loc #} #notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #smtp_server 192.168.200.1 #smtp_connect_timeout 30 router_id LVS_DEVEL } vrrp_instance VI_1 { #141節點設置為MASTER,142或者還有其他的節點設置為BACKUP #還記得我們前面文章講到的無搶占設置嗎?這里也可以用哦。 state MASTER #網絡適配器名稱 interface eth0 virtual_router_id 51 #所有的SLAVE節點的優先級都要比這個設置值低 priority 120 advert_int 1 #真實ip,142要改成相應的lvs節點真實ip mcast_src_ip=192.168.220.141 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } #虛擬/浮動IP virtual_ipaddress { 192.168.220.140 } } virtual_server 192.168.220.140 80 { #健康時間檢查,單位秒 delay_loop 6 #負載均衡調度算法wlc|rr,和您將使用的LVS的調度算法保持原則一致 lb_algo rr #負載均衡轉發規則 DR NAT TUN。和您將啟動的LVS的工作模式設置一致 lb_kind DR #虛擬地址的子網掩碼 nat_mask 255.255.255.0 #會話保持時間,因為我們經常使用的是無狀態的集群架構,所以這個設置可有可無 #persistence_timeout 50 #轉發協議,當然是TCP protocol TCP #真實的下層Nginx節點的健康監測 real_server 192.168.220.131 80 { #節點權重, weight 10 #設置檢查方式,可以設置HTTP_GET | SSL_GET HTTP_GET { url { path / digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc } #超時時間,秒。如果在這個時間內沒有返回,則說明一次監測失敗 connect_timeout 3 #設置多少次監測失敗,就認為這個真實節點死掉了 nb_get_retry 3 #重試間隔 delay_before_retry 3 } } real_server 192.168.220.132 80 { weight 10 HTTP_GET { url { path / digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } }
這樣一來,keepalived就可以檢查整個架構中的所有節點狀態了。另外要說明的是,這個檢查過程並不是必須的,您使用keepalived的最簡配置也是可以的,不過您就需要自己寫監測腳本了(道理是一樣的)。
3-2、啟動兩個LVS節點
啟動LVS的過程就太簡單了(兩個節點都是一樣的啟動方式):
[root@lvs2 ~]# ipvsadm -C [root@lvs2 ~]# ipvsadm -At 192.168.220.140:80 -s rr [root@lvs2 ~]# ipvsadm -at 192.168.220.140:80 -r 192.168.220.131 -g [root@lvs2 ~]# ipvsadm -at 192.168.220.140:80 -r 192.168.220.132 -g [root@lvs2 ~]# 然后我們可以使用ipvsadm 監控目前LVS的狀態 [root@lvs2 ~]# ipvsadm
注意:處於standby的lvs1節點也要這樣進行設置。
還有,以上的LVS的設置,和real server上的設置,在重啟后都會消失,所以一定要做成腳本哦。
4、驗證工作
這樣LVS + Keepalived + Nginx方式的配置就做完了。現在我們進行搭建效果的監測:
4-1、驗證Master-LVS節點的工作
我們使用兩個不同的瀏覽器,驗證Master-LVS節點的工作:
=========瀏覽器1:
=========瀏覽器2:
看來140這個VIP下的LVS工作是正常的。
4-2、驗證Master-LVS節點停止后的效果
下面我們停止Master-LVS1:
[root@lvs2 ~]# service keepalived stop
在經歷了一些訪問停頓后,瀏覽器1顯示的效果如下(這就是為什么keepalived最好設置為非搶占模式):
5、后文介紹
好了,到這里負載均衡層所使用的幾個標准工具就介紹完了。下一篇文章我們將進行總結,然后進入架構設計:業務層設計方案 的系列文章。在下一個系列文章中,我們將介紹至少兩套SOA的實現、至少兩套系統間通信使用的消息隊列。哦,應我朋友的要求,我會專門寫幾篇文章,介紹Java中線程的基礎知識和進階知識。
文章轉自:http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47211551