Linux集群從功能分類
- 高可用集群，高可用集群通常為倆台服務器，一台工作，另一台冗余，當提供服務器的服務器宕機時候，冗余服務器將接替宕機的服務器繼續提供服務。實現高可用的集群開源軟件有Heatbeat和Keepalived。
- 負載均衡集群，需要有一台服務器作為分發器，它負載把用戶的請求分發給后端的服務器處理，在負載均衡集群中，除分發器外，就是給用戶提供服務的服務器了，這些服務器的數量至少是倆台。實現負載均衡的開源軟件有很多，如：LVS，keepalived，Haproxy，Nginx，商業版有F5和Netscaler,商業版的優勢在於並發量高，擁有很好的穩定性。
Keepalived的VRRP協議
Keepalived是通過VRRP協議來實現高可用的，VRRP協議會將多台功能相同的路由器組成一個組，這個組里有一個master角色和N(N>1)個backup角色，master會通過組播的組播的形式向各個backup發送VRRP協議的數據包，當backup不會受到master發來的VRRP數據包時，就會認為master宕機了，就會根據backup的優先級來決定誰是master。
Keepalived的有三個模塊，core，check和VRRP,core模塊是keepalived的核心，負責主進程的啟動，維護，以及全局配置文件的加載和解析，check模塊負責健康檢查，VRRP模塊用來實現VRRP協議。
集群准備，哈哈，來戰
准備倆台虛擬機，ip為192.168.31.132的主機S-32作為master，ip為192.168.31.139的主機c-39作為backup，倆台虛擬主機同時安裝keepalived和nginx。
yum install keepalived nginx -y systemctl stop firewalld systemctl enable firewalld
設置Keepalived主服務器
查看keepalived的配置文件vim /etc/keepalived/keepalived.conf
1 ! Configuration File for keepalived 2 3 global_defs { #全局定義參數 4 notification_email { #出問題時給郵箱發郵件 5 acassen@firewall.loc 6 failover@firewall.loc 7 sysadmin@firewall.loc #郵件報警，暫時可不設置，后期zabbix統一管理 8 } 9 notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc 10 smtp_server 192.168.200.1 11 smtp_connect_timeout 30 12 router_id LVS_DEVEL #此處注意router_id為負載均衡標識，在局域網內應該是唯一的。 13 vrrp_scripts chk_nginx{ 14 scripts "/scripts/check_ng.sh" #檢測服務是否正常，腳本的路徑 15 interval 3 #檢測間斷3秒 16 } 17 vrrp_skip_check_adv_addr 18 vrrp_strict 19 vrrp_garp_interval 0 20 vrrp_gna_interval 0 21 } 22 23 vrrp_instance VI_1 { 24 state MASTER #狀態只有MASTER和BACKUP兩種，並且要大寫，MASTER為工作狀態，BACKUP是備用狀態。 25 interface ens33 #通過ens33發送廣播，centos6是eth0。 26 lvs_sync_daemon_inteface ens33 #這個默認沒有，相當於心跳線接口，DR模式用的和上面的接口一樣，也可以用機器上的其他網卡eth1，用來防止腦裂。 27 virtual_router_id 51 #虛擬路由標識，同一個vrrp_instance的MASTER和BACKUP的vitrual_router_id 是一致的。 28 priority 100 #優先級，同一個vrrp_instance的MASTER優先級必須比BACKUP高。 29 advert_int 1 30 authentication { 31 auth_type PASS #驗證authentication。包含驗證類型和驗證密碼。類型主要有PASS、AH 兩種，通常使用的類型為PASS，\ 32 auth_pass 1111 #據說AH 使用時有問題。驗證密碼為明文，同一vrrp 實例MASTER 與BACKUP 使用相同的密碼才能正常通信。 33 } 34 virtual_ipaddress { #虛擬ip地址,可以有多個地址，每個地址占一行，不需要子網掩碼，同時這個ip 必須與我們在lvs 客戶端設定的vip 相一致！ 35 192.168.200.100 36 192.168.200.17 37 192.168.200.18 38 track_scripts{ 39 chk_nginx #加載腳本 40 } 41 } 42 } 43 44 virtual_server 192.168.200.100 443 { #虛擬IP，來源與上面的虛擬IP地址，后面加空格加端口號 45 delay_loop 6 #健康檢查間隔，單位為秒 46 lb_algo rr #負載均衡調度算法，一般用wrr、rr、wlc 47 lb_kind NAT #負載均衡轉發規則。一般包括DR,NAT,TUN 3種。 48 persistence_timeout 50 #會話保持時間，會話保持，就是把用戶請求轉發給同一個服務器，不然剛在1上提交完帳號密碼，就跳轉到另一台服務器2上了。 49 protocol TCP #轉發協議，有TCP和UDP兩種，一般用TCP，沒用過UDP 50 51 real_server 192.168.201.100 443 { #真實服務器，包括IP和端口號 52 weight 1 #權重，數值越大，權重越高 53 SSL_GET { 54 url { 55 path / 56 digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc 57 } 58 url { 59 path /mrtg/ 60 digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd 61 } 62 connect_timeout 3 63 nb_get_retry 3 64 delay_before_retry 3 65 } 66 } 67 } 68 69 virtual_server 10.10.10.2 1358 { 70 delay_loop 6 71 lb_algo rr 72 lb_kind NAT 73 persistence_timeout 50 74 protocol TCP 75 76 sorry_server 192.168.200.200 1358 77 78 real_server 192.168.200.2 1358 { 79 weight 1 80 HTTP_GET { 81 url { 82 path /testurl/test.jsp 83 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 84 } 85 url { 86 path /testurl2/test.jsp 87 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 88 } 89 url { 90 path /testurl3/test.jsp 91 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 92 } 93 connect_timeout 3 94 nb_get_retry 3 95 delay_before_retry 3 96 } 97 } 98 99 real_server 192.168.200.3 1358 { 100 weight 1 101 HTTP_GET { 102 url { 103 path /testurl/test.jsp 104 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c 105 } 106 url { 107 path /testurl2/test.jsp 108 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334c 109 } 110 connect_timeout 3 111 nb_get_retry 3 112 delay_before_retry 3 113 } 114 } 115 } 116 117 virtual_server 10.10.10.3 1358 { 118 delay_loop 3 119 lb_algo rr 120 lb_kind NAT 121 persistence_timeout 50 122 protocol TCP 123 124 real_server 192.168.200.4 1358 { 125 weight 1 126 HTTP_GET { 127 url { 128 path /testurl/test.jsp 129 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 130 } 131 url { 132 path /testurl2/test.jsp 133 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 134 } 135 url { 136 path /testurl3/test.jsp 137 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 138 } 139 connect_timeout 3 140 nb_get_retry 3 141 delay_before_retry 3 142 } 143 } 144 145 real_server 192.168.200.5 1358 { 146 weight 1 147 HTTP_GET { 148 url { 149 path /testurl/test.jsp 150 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 151 } 152 url { 153 path /testurl2/test.jsp 154 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 155 } 156 url { 157 path /testurl3/test.jsp 158 digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d 159 } 160 connect_timeout 3 161 nb_get_retry 3 162 delay_before_retry 3 163 } 164 } 165 }
編輯檢測nginx 的腳本
vim /scripts/check_ng.sh腳本需要授權755的權限。
1 #!/bin/bash 2 #author:king 3 #blog:https://www.cnblogs.com/liang-io/ 4 #usage: 5 #定義時間變量，用於紀錄日志 6 d=`date --date today +%Y%m%d_%H:%M:%S` 7 #計算nginx的進程數量 8 n=`ps -C nginx --no-heading|wc -l` 9 #如果n為0，則啟動nginx，並在次檢測nginx，還是為0說明nginx無法啟動，則關閉Keepalived 10 if [ $n -eq "0" ]; then 11 systemctl start nginx 12 n2=`ps -C nginx --no-heading|wc -l` 13 if [ $n2 -eq "0" ]; then 14 echo "$d nginx,keepalived will stop" >> /var/log/check_ng.log 15 systemctl stop keepalived 16 fi 17 fi
啟動keepalived服務，使用ps aux命令查看keepalived進程，檢查nginx是否啟動，啟動后關閉nginx，再次查詢它時會自動啟動，說明腳本生效
1 [root@c-32 scripts]# systemctl start keepalived 2 [root@c-32 scripts]# ps -aux|grep keep 3 root 7390 0.0 0.0 123008 1408 ? Ss 11:27 0:00 /usr/sbin/keepalived -D 4 root 7391 0.0 0.1 133980 3384 ? S 11:27 0:00 /usr/sbin/keepalived -D 5 root 7392 0.0 0.1 133848 2656 ? S 11:27 0:00 /usr/sbin/keepalived -D 6 root 7408 0.0 0.0 6824 196 pts/0 R+ 11:27 0:00 grep --color=auto keep 7 [root@c-32 scripts]# ps -aux|grep nginx 8 root 6748 0.0 0.1 120896 2104 ? Ss 10:03 0:00 nginx: master process nginx 9 nginx 6749 0.0 0.1 121292 3564 ? S 10:03 0:00 nginx: worker process 10 nginx 6750 0.0 0.1 121292 3328 ? S 10:03 0:00 nginx: worker process 11 root 7013 0.0 0.1 120908 2280 ? Ss 10:09 0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx 12 nginx 7014 0.0 0.1 121312 3344 ? S 10:09 0:00 nginx: worker process 13 nginx 7015 0.0 0.1 121312 3588 ? S 10:09 0:00 nginx: worker process 14 root 7410 0.0 0.0 8988 216 pts/0 R+ 11:27 0:00 grep --color=auto nginx 15 [root@c-32 scripts]# systemctl stop nginx 16 [root@c-32 scripts]# ps -aux|grep nginx 17 root 6748 0.0 0.1 120896 2104 ? Ss 10:03 0:00 nginx: master process nginx 18 nginx 6749 0.0 0.1 121292 3564 ? S 10:03 0:00 nginx: worker process 19 nginx 6750 0.0 0.1 121292 3328 ? S 10:03 0:00 nginx: worker process
Keepalived服務日志在/var/log目錄下的messages文件中，設置的VIP 100 使用ifcofng命令查看不到，需要使用 ip add 查看
1 [root@c-32 scripts]# ip add 2 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 3 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 4 inet 127.0.0.1/8 scope host lo 5 valid_lft forever preferred_lft forever 6 inet6 ::1/128 scope host 7 valid_lft forever preferred_lft forever 8 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000 9 link/ether 00:0c:29:a8:f5:e5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 10 inet 192.168.31.132/24 brd 192.168.31.255 scope global noprefixroute dynamic ens33 11 valid_lft 1563sec preferred_lft 1563sec 12 inet 192.168.200.100/32 scope global ens33 13 valid_lft forever preferred_lft forever 14 inet 192.168.200.17/32 scope global ens33 15 valid_lft forever preferred_lft forever 16 inet 192.168.200.18/32 scope global ens33 17 valid_lft forever preferred_lft forever 18 inet6 fe80::f19:5632:205a:cb78/64 scope link noprefixroute 19 valid_lft forever preferred_lft forever
設置Keepalived從服務器
配置文件keepalived.conf，是上面的配置文件，就是改了一個vip，權重從服務器都比主服務器低，nginx健康的腳本也是上面的。
1 [root@c-139 keepalived]# vim keepalived.conf #把priority 100 改為90，sed -i "s/priority 100/priority 90/g" /etc/keepalived/keepalived.conf 2 [root@c-139 keepalived]# egrep "priority" /etc/keepalived/keepalived.conf 3 priority 90 4 [root@c-139 keepalived]#
區分主從nginx服務
主服務器和從服務器都安裝了nginx，根據安裝的nginx，web目錄來寫個html測試，ip來訪問就可以了，
LVS負載均衡，算法
負載均衡集群有LVS，Keepalived，Haporxy，Nginx等開源軟件實現，LVS基於4層，(OSI網絡7層模型)，nginx基於7層，Haporxy既可以做4層也可以做7層，Keepalived的負載均衡功能就是LVS,LVS（4層）負載均衡可以分發TCP協議，web服務器是80端口，除分發80端口外，它還可以分發其他端口通信，比如：mysql負載均衡也可以用LVS去實現，而nginx不支持這個功能，僅支持http，https，mail，相比較而言，LVS這種4層的結構更穩定，能承載的並發量更高，而nginx這種7層結構更加靈活，能夠實現更多的個性化需求。
lvs有三種工作模式，分別是NAT模式，DR模式，IP Tunnel模式，lvs架構中有一個核心的角色叫作分發器，用來分發用戶的請求，還有諸多處理用戶請求的服務器(Real Server簡稱RS)。
lvs的NAT模式是借助於iptables的nat來表示實現的，用戶的請求到分發器后，通過預設的iptables規則，把請求的數據包轉發的后端的RS上，RS設定的網關為分發器的內網ip，用戶請求的數據包全部經過分發器，所以分發器成為瓶頸，在NAT模式中，分發器有公網ip即可，所以比較節省公網ip資源
lvs ip Tunnel模式需要有一個公網ip配置在分發器和所有的RS上，我們稱之為VIP，客戶端請求的目標ip為VIP，分發器接受到請求數據包會對數據做加工處理，把目標ip改為RS的ip，這樣數據包就到了RS上，RS接受數據包后，會還原原始的數據包，這樣目標的ip就為VIp，因為所有的RS配置了這個VIP，所以他的任務就是他自己
lvs DR模式需要一個公網的ip配置在分發器和所有的RS上，也就是VIP，和ipTunnel不同的是，他會把數據包的mac地址修改為RS的mac地址，rs接受數據包后，會還原原始數據包，這樣目標ip就為VIP，因為所有的RS上配置的了這個VIP，所以他會認為是他自己。
LVS 支持的算法包括 8 種：輪詢（Round-Robin，簡稱 rr）、加權輪詢（Weight Round-Robin，簡稱wrr）、最小連接（Least-Connection，簡稱lc）、加權最小連接（Weight Least-Connection，簡稱 wlc）、基於局部性的最小連接（Locality-Based Least Connections，簡稱 lblc）、帶復制的基於局部性最小連接（Locality-Based Least Connections with Replication，簡稱lblcr）、目標地址散列調度（Destination Hashing，簡稱dh）和源地址散列調度（Source Hashing，簡稱sh）。