利用Piranha+LVS方案实现WEB负载均衡

本文涉及的产品
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
应用型负载均衡 ALB,每月750个小时 15LCU
简介:

背景:最近公司上了一个项目,项目主要是实现手机终端访问WEB页面,但是用户量较大,需要实现负载均衡,经过方案选型,最终选择了用Piranha+LVS+nginx来实现。


环境:  

         操作系统  Centos 6.6 _X64  

         WEB         nginx

结构: 

          LVS-ACTIVE:10.6.1.210
          LVS-BACKUP10.6.1.211
          LVS-VIP: 10.6..1.214
          Realsever: 10.6.1.212,10.6.1.213




一.Piranha方案基本简绍.
1.Piranha方案优点:
1.1.1配置简洁高效:
配置简便一个lvs.conf配置文件即可搞定(keepalived方案.)

1.1.2WEB配置界面.
WEB配置对于那些不懂LVS配置的人员来说非常吸引力,你几乎只要花15分钟就可以配置好一个完美的负载均衡及高可用性方案.

1.1.3完整的功能:

主备LVS (Load Balancer)HeartbeatHA (pulse,send_arp)
LoadBalancerReal Server间进程服务的Heartbeat (nanny)
IPVS功能 (lvsd)
IPVS的管理 (ipvsadm)

2.Piranha方案原理结构描述:
Piranha方案是基于LVS基础上设计的一套负载均衡高可用解决方案.
LVS运行在一对有相似配置的计算机上:
一个作为活动LVS Router(Active LVS Router)
一个作为备份LVS Router(Backup LVS Router)

活动LVS Router服务有两个角色:
均衡负载到真实服务器上。
检查真实服务器提供的服务是否正常。
备份LVS Router用来监控活动的LVS Router,以备活动的LVS Router失败时由备份LVS Router接管。

wKioL1YJFWeR1c75AAE-Ln2SF1Y661.jpg


Pulse:
Pulse进程运行在活动LVS Router和备份LVS Router上。
在备份LVS Router上,pulse发送一个心跳(heartbeat)到活动LVS Router的公网接口上以检查活动LVS Router是否正常。
在活动LVS Router上,pulse启动lvs进程并响应来自于备份LVS Router的心跳。

lvsd:
lvs进程调用ipvsadm工具去配置和维护IPVS路由表,并为每一个在真实服务器上的虚拟服务启动一个nanny进程。

nanny:
每一个nanny进程去检查真实服务器上的虚拟服务状态,并将故障情况通知lvs进程。假如一个故障被发现,lvs进程通知ipvsadm在IPVS路由表中将此节点删除。

send_arp:
如果备份LVS Router未收到来自于活动LVS Router的响应,
它将调用send_arp将虚拟IP地址再分配到备份LVS Router的公网接口上。
并在公网接口和局域网接口上分别发送一个命令去关掉活动LVS Router上的lvs进程。同时启动自己的lvs进程来调度客户端请求。


3.Piranha方案基本套件安装:


      3.1 #yum install ipvsadm modcluster piranha system-config-cluster php php-cli   php-common

   

      3.2  # piranha-passwd    输入一个密码,要记住,后面登录WEB管理页面要用到。

 

         3.3     #  /etc/init.d/piranha-gui start     启动piranha页面服务。

  

         3.4   在浏览器里输入http://10.6.1.210:3636 , 点击login .  用户名:piranha  密码:redhat (就是刚才设置的密码)

     wKioL1YJFRqAoeYqAAGf4wkhns0017.jpg




4.配置文件介绍及常用命令:
/etc/sysconfig/ha/lvs.cf     //由http://ip:3636 web界面配置的配置文件写入此文件.
/etc/init.d/piranha-gui start  //启动piranha服务的WEB配置界面.
/etc/init.d/pulse  start         //启动piranha服务读取的就是/etc/sysconfig/ha/lvs.cf.

/etc/init.d/pulse   stop         //停止LVS服务



二。 Piranha配置


配置主备LVS服务器(主备Server都要提前按3步骤安装Piranha). 
# vi /etc/sysctl.conf找到下面行 //启用数据转发.
net.ipv4.ip_forward = 0将0 改成1,net.ipv4.ip_forward = 1
执行如下命令来应用:sysctl -p

通过WEB界面配置Piranha服务.

http://10.6.1.210:3636, 用户名:piranha  密码:redhat


登陆后,选择Global Settings 这是对LVS的配置
Primary server public IP 输入公网IP:10.6.1.210,应用后按ACCEPT按钮保存设置。

通过WEB配置主LVS的信息
1. 配置主LVS

wKiom1YJ_nqjSMUXAAHFPH3XqkE789.jpg


2.配置备份LVS

wKiom1YJ_nrgSk_2AAHY8Am5DQE937.jpg



3. 配置添加LVS( VIP信息)

wKioL1YJ_oWyoSYgAAM58sYmfRw695.jpg



4.配置Realserver

wKiom1YJ_nuyAd31AAGHlcahNg0710.jpg



点击”编辑”添加具体的Realsever信息.

wKioL1YJ_oWA6-ZmAAENqusl8HY603.jpg


5.启动LVS服务pulse

# /etc/init.d/pulse start


如果不报错,表示启动成功!到此LVS的服务器已经配置完成了启动两个程序 
1、piranha-gui  是用来配置LVS的
2、pulse       是用来启动LVS的



6.备份LVS安装与配置  

备份LVS安装同主LVS安装方法同样.直接将lvs.conf拷贝到相应的目录下:
#scp  lvs.cf root@10.6.1.211:/etc/sysconfig/ha/

注: 主备服务器上lvs.cf配置文件内容是一样的。

LVS-BACKUP 10.6.1.211上启动LVS服务.

# /etc/init.d/pulse start 启动服务即可.



7.安装配置Realserver, 主要在realserver上安装nginx服务和配置nginx文件等,此处省略。


注:LVS网络模式选择DR,即直接路由; 且选择不同的模式,相应的realserver执行的脚本是不同的,此处只对DR做配置。


有两种方法,任取其一即可,推荐方法二。


方法一:

  1) 

通过iptables实现Real Server的目标地址重定向:

[root@server3 ~]# iptables -t nat -A PREROUTING -d 10.6.1.214/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -j REDIRECT

[root@server3 ~]# /etc/init.d/iptables save 

[root@server3 ~]# chkconfig iptables on 

   

   要求在所有Real Server中通过iptables在防火墙的nat链中加入规则,将所有通过80端口外发数据包的目标地址模拟成虚拟IP的地址 10.6.1.214,然后发送给用户端,以便用户端可以正常接收此返回信息。因此请确保没有其他iptables规则与此规则冲突,并保证所有 通过80端口外发的包都经过了此规则的处理。


    2)  把下面的写成脚本,加入/etc/rc.local中开机执行


  ##################################################################

  #!/bin/bash

       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"

 


 或者把下面命令写入/etc/sysctl.conf文件中,然后执行sysctl -p命令,使生效。

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++




方法二:

写如下脚本,命名为realserver, 放入目录/etc/init.d/realserver,


启动脚本

service realserver start


把该脚本加入系统自动启动

chkconfig realserver on



####################################################################

#!/bin/bash
# description: Config realserver
#Written by shixl
# chkconfig: 2345 10 90
# description: realserver ...

SNS_VIP=10.6.1.169

. /etc/rc.d/init.d/functions

case "$1" in
start)
       /sbin/ifconfig lo:0 $SNS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $SNS_VIP up
       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
       echo "RealServer Start OK"

       ;;
stop)
       /sbin/ifconfig lo:0 down
       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

####################################################################



到此配置完成。




三。 测试。


说明: 可以通过停止主LVS,看备LVS能否接管服务; 可以停止其中一台realserver,看连接状态里是否还能看到停止的服务器,多注意日志的变化并分析。


              下面有几个命令可查看状态:

查看LVS的连接情况:ipvsadm -L -n

查看LVS的吞吐量情况: ipvsadm -L -n --rate

查看LVS的统计信息:ipvsadm -L -n --stats

实时查看LVS连接状态变化: watch ipvsadm -ln



ipvsadm –ln    //查看LVS连接状态.


[root@localhost ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.6.1.214:80 wlc persistent 600
  -> 10.6.1.212:80                Route   1      0          0         
  -> 10.6.1.213:80                Route   1      0          0       



查看日志。tail -f /var/log/messages

Sep 28 16:03:03 localhost kernel: IPVS: stopping backup sync thread 7242 ...
Sep 28 16:03:04 localhost nanny[7302]: [ active ] making 10.6.1.213:80 available
Sep 28 16:03:04 localhost kernel: IPVS: sync thread started: state = MASTER, mcast_ifn = eth0, syncid = 0
Sep 28 16:03:04 localhost kernel: send_arp uses obsolete (PF_INET,SOCK_PACKET)
Sep 28 16:03:04 localhost nanny[7301]: [ active ] making 10.6.1.212:80 available
Sep 28 16:03:05 localhost ntpd[1546]: Listen normally on 21 eth0:1 10.6.1.214 UDP 123
Sep 28 16:03:05 localhost ntpd[1546]: peers refreshed
Sep 28 16:03:09 localhost pulse[7309]: gratuitous lvs arps finished
Sep 28 16:32:11 localhost nanny[7301]: [inactive] shutting down 10.6.1.212:80 due to connection failure
Sep 28 16:33:11 localhost nanny[7301]: [ active ] making 10.6.1.212:80 available



分析:


如日志中出现: gratuitous lvs arps finished, 表示LVS启动成功。


如日志中出现:[inactive] shutting down 10.6.1.212:80 due to connection failure,我把一台realserver停止了。  


如日志中出现:ocalhost nanny[7301]: [ active ] making 10.6.1.212:80 available ,我把realserver又启动了。




——————————————————————————————————————

备机LVS处于监听状态,主LVS关闭后,备机在设定的时间内接替主服务,如下日志显示。


Sep 29 11:59:20 localhost kernel: IPVS: sync thread started: state = BACKUP, mcast_ifn = eth0, syncid = 0
Sep 29 12:00:08 localhost pulse[16199]: partner dead: activating lvs
Sep 29 12:00:08 localhost lvsd[16212]: starting virtual service WEB_LVS active: 80
Sep 29 12:00:08 localhost lvsd[16212]: create_monitor for WEB_LVS/WEB_A running as pid 16216
Sep 29 12:00:08 localhost lvsd[16212]: create_monitor for WEB_LVS/WEB_B running as pid 16217
Sep 29 12:00:08 localhost nanny[16216]: starting LVS client monitor for 10.6.1.214:80 -> 10.6.1.212:80
Sep 29 12:00:08 localhost nanny[16217]: starting LVS client monitor for 10.6.1.214:80 -> 10.6.1.213:80
Sep 29 12:00:08 localhost kernel: IPVS: stopping backup sync thread 16204 ...
Sep 29 12:00:08 localhost kernel: IPVS: sync thread started: state = MASTER, mcast_ifn = eth0, syncid = 0
Sep 29 12:00:09 localhost nanny[16217]: [ active ] making 10.6.1.213:80 available
Sep 29 12:00:09 localhost nanny[16216]: [ active ] making 10.6.1.212:80 available
Sep 29 12:00:10 localhost ntpd[1672]: Listen normally on 9 eth0:1 10.6.1.214 UDP 123
Sep 29 12:00:10 localhost ntpd[1672]: peers refreshed
Sep 29 12:00:13 localhost pulse[16223]: gratuitous lvs arps finished


—————————————————————————————————————————


【注】服务切换测试:
测试过程中多注意分析日志.在Linuxtone网站编写heartbeat+lvs方案的时候还需要自己送一个arping命令告诉网关我的MAC发生变化了.但是Piranha方案能自动送一个arp命令.




在测试的过程中,我本机访问VIP http://10.6.1.214 时,总是访问到realserver10.6.1.212 上,换浏览器也是一样,我以为配置有问题,后来才发现:原来同一个IP访问的请求会分配到同一台服务器上。 你换个IP访问就OK了。


wKioL1YKDiSwu9_3AAF5v_gEUAE912.jpg



本文转自pizibaidu 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/pizibaidu/1699080,如需转载请自行联系原作者

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