lvs+keepalived高可用集群

在 Linux 下使用 LVS（Linux Virtual Server） 和 Keepalived 来实现高可用的集群方案，通常用于负载均衡和故障转移。LVS 提供强大的负载均衡功能，而 Keepalived 主要负责健康检查和故障切换。

一、LVS+Keepalived 高可用集群架构

架构概述：

LVS（Linux Virtual Server）：用于实现负载均衡，将客户端请求分发到后端的服务器池（Real Server）。
Keepalived：用于健康检查和高可用性管理。它可以监控 LVS 服务器的状态，并在主 LVS 服务器失效时自动切换到备用 LVS 服务器。

典型的部署方式：

主 LVS（Master）：负责处理实际的负载分发工作。
备 LVS（Backup）：作为冗余系统，在主 LVS 出现故障时自动接管流量。
后端 Real Server：实际处理业务请求的服务器。

通过 Keepalived，主 LVS 失效时，备 LVS 会接管虚拟 IP（VIP），确保服务的高可用性。

二、LVS 负载均衡模式

LVS 提供多种负载均衡模式，常见的有以下几种：

LVS-NAT（Network Address Translation）：通过网络地址转换将请求转发给后端服务器。
LVS-DR（Direct Routing）：通过直接路由的方式转发请求，LVS 服务器只负责请求的分发，响应则直接返回给客户端。
LVS-TUN（IP Tunneling）：通过 IP 隧道方式转发请求，适用于分布在不同地理位置的服务器。

LVS-DR 是最常用的模式，具有高性能和可扩展性。

三、部署 LVS+Keepalived 高可用集群的步骤

1. 环境准备

两台 LVS 服务器：Master 和 Backup。
多台后端 Real Server。
操作系统：通常选择 CentOS 或 Ubuntu 等 Linux 发行版。

2. 安装 LVS 和 Keepalived

在两台 LVS 服务器上安装 ipvsadm 和 keepalived：

bash 复制代码

# CentOS/Red Hat:
yum install ipvsadm keepalived -y

# Ubuntu/Debian:
apt-get install ipvsadm keepalived -y

3. 配置 Keepalived

主 LVS 配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）

bash 复制代码

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER               # 指定为主节点
    interface eth0             # 网卡接口，VIP 将绑定在该网卡上
    virtual_router_id 51       # VRID 同一组集群保持一致
    priority 100               # 优先级，备节点的优先级要比主节点低
    advert_int 1               # 心跳检测间隔时间（秒）
    authentication {           # 主备节点认证配置
        auth_type PASS
        auth_pass 1234
    }
    virtual_ipaddress {        # 定义 VIP（虚拟 IP 地址）
        192.168.0.100          # 替换为你实际的 VIP
    }
}

virtual_server 192.168.0.100 80 {  # 监听的 VIP 和端口（HTTP）
    delay_loop 6                  # 健康检查间隔时间
    lb_algo rr                    # 负载均衡算法：rr（轮询）
    lb_kind DR                    # 负载均衡模式：DR
    persistence_timeout 50        # 会话持久化时间（秒）
    protocol TCP                  # 使用的协议

    real_server 192.168.0.101 80 {  # 定义后端 Real Server
        weight 1                    # 权重
        TCP_CHECK {                 # 健康检查配置
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
    real_server 192.168.0.102 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

备 LVS 配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）

备 LVS 的配置与主 LVS 类似，只需将 state MASTER 改为 state BACKUP，并且将 priority 的值设置得比主 LVS 小（例如 90）：

bash 复制代码

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 90                  # 备节点优先级低于主节点
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1234
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.100
    }
}

4. 配置 LVS 负载均衡

LVS 负载均衡通过 ipvsadm 工具进行配置。

查看 LVS 负载均衡规则：

bash 复制代码

ipvsadm -L -n

添加负载均衡规则（根据 Keepalived 配置可以自动化实现）：

bash 复制代码

ipvsadm -A -t 192.168.0.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.101:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.0.100:80 -r 192.168.0.102:80 -g

-A：添加虚拟服务器。
-t：使用 TCP 协议（虚拟 IP 和端口）。
-s rr：使用轮询（Round Robin）算法。
-a：添加后端真实服务器。
-r：指定后端服务器的 IP 地址。
-g：使用 LVS-DR 模式（直接路由）。

5. 后端 Real Server 配置

后端服务器（Real Server）需要对 LVS-DR 模式进行配置。主要步骤是：

配置 loopback 网卡，绑定 VIP 地址，但不响应 ARP 请求。

在每台 Real Server 上，创建一个新的 lo 接口，并绑定 VIP：

bash 复制代码

ip addr add 192.168.0.100 dev lo

为了避免 VIP 响应 ARP 请求，可以在每个后端服务器上添加以下规则：

bash 复制代码

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

6. 启动 Keepalived

在主备 LVS 节点上分别启动 Keepalived 服务：

bash 复制代码

systemctl start keepalived
systemctl enable keepalived

通过 ip addr 命令，可以在主 LVS 上看到 VIP（192.168.0.100）已经被绑定到指定的网卡上。

四、验证高可用性

通过访问 VIP（如 http://192.168.0.100），验证负载均衡效果，确认请求能被分发到后端服务器。
关闭主 LVS 服务器的 Keepalived 服务：
bash 复制代码
```
systemctl stop keepalived
```
此时，VIP 应该会切换到备用 LVS 服务器，确保高可用性。

总结

通过 LVS 和 Keepalived 配置高可用集群，可以实现负载均衡和主备切换的高可用性架构。这种架构适用于需要高性能和高可用性的网站或应用场景。