基于LVS的互联网应用
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网络环境
1、 硬件:服务器、网络附属存储(NAS)和交换机。3个服务器用来做web,2个服务器
来做流媒体,1个服务器做LVS-DR,2个mysql服务器,一个邮件服务器,2个交换机,一个NETAPP NAS。
2、 运行环境:流媒体windows,其他的都是linux。
逻辑结构:除数据库服务器和NETAPP存储外,其他的服务器都使用2个网络地址,一个公网地址和一个私有网络地址。设置为公网ip的网络接口连接在一个交换机,设置为私有网络ip的网络接另外一个交换机,处于安全和网络带宽考虑,网络存储设备和数据库只使用私有网络地址。网络拓扑图如下所示:
![]() 基本原理:
传统模式下,用户的访问请求通过DNS服务器解析后,把服务请求转发给web服务器,取得数据后返回给用户。这种模式有2个麻烦:同时访问的用户增加到某个程度后,服务器不能提供所需的正常访问;遇到故障,所有的访问请求都将失败。要解决这样一个难题,LVS是上上之选。当我们采用lvs方案之后,更改dns服务器的记录,这样用户的访问将首先到达LVS控制器所在的服务器,LVS把请求按照某种算法转发给后面真正的服务器。那么数据的返还是怎样的一个过程呢?在采用DR方式的集群形式下,真实服务器直接把数据返还给用户而不再经过LVS控制器。访问数据的流向在上图中用带箭头的虚线标识出来了,这样设计使得结构更简单一些,lvs控制器的压力也小很多。
根据应用的实际情况考虑,本项目采用LVS/DR方式。
技术实现:
先列出个相关服务器的ip地址:
一、修改DNS记录。
修改bind完成后测试一下,看是否被正确的解析。注意:主机记录应该解析到虚拟地址。
二、配置LVS/DR。
LVS/DR主要由控制器和真实服务器2部分构成,需要在控制器和真实服务器上做好配置才能提供正常的服务,下面分步来说明。
安装控制器部分:安装好系统(我用的是centos 5),指定ip地址61.135.55.100/24,关闭不必要的系统/网络服务(执行ntsysv用上下键和空白键来完成)。实现LVS/DR最重要的两个东西是ipvs内核模块和ipvsadm工具包,幸运的是,当前的发行版已经包含ipvs内核模块,不必再像旧的内核版本需要打这个补丁,ipvsadm需要从网上下载安装,下面总结一下这个过程:
1、 检查内核模块,看ipvs 模块是否被加载
![]() 上图实现,ipvs模块没有被加载,可以手动加载,当然这不是必需的(当安装好ipvsadm包后,执行ipvsadm命令就会把ip_vs加载到系统内核)。执行命令 modprobe ip_vs 就可以把ip_vs模块加载到内核。现在再执行 lsmod –l | grep ip_vs 应该看见ip_vs模块被列出。
![]() 2、安装ipvsadm。Ipvsadm的官方下载地址为 http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.24.tar.gz ,解压后先做一个链接文件,把目录/usr/src/kernels/
(二) 控制器配置:既可以使用脚本也可以更改系统的配置文件 /etc/sysconfig/ipvsadm。在实际应用中,我建议用脚本,这样的话,维护和移植lvs会很方便。下面给出本案使用的lvs/dr脚本:
[root@mysql2 ~]# more /usr/local/bin/lvsdr
#!/bin/bash
RIP1=61.135.55.150
RIP2=61.135.55.151
RIP3=61.135.55.152
VIP1=61.135.55.160
VIP2=61.135.55.161
/etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo " start LVS of DirectorServer"
# set the Virtual IP Address and sysctl parameter
/sbin/ifconfig eth0:0 $VIP1 broadcast $VIP1 netmask 255.255.255.255 up
/sbin/ifconfig eth0:1 $VIP2 broadcast $VIP2 netmask 255.255.255.255 up
/sbin/route add -host $VIP1 dev eth0:0
/sbin/route add -host $VIP2 dev eth0:1
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#Clear IPVS table
/sbin/ipvsadm -C
#set LVS
#Web Apache
/sbin/ipvsadm -A -t $VIP1:80 -s wlc -p 120
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP1:80 -r $RIP1:80 -g
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP1:80 -r $RIP2:80 -g
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP1:80 -r $RIP3:80 -g
#Media (mms)
/sbin/ipvsadm -A -t $VIP2:1755 -s rr -p 3600
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP2:1755 -r $RIP3:1755 -g
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP2:1755 -r $RIP4:1755 -g
/sbin/ipvsadm -A -t $VIP2:554 -s rr -p 3600
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP2:554 -r $RIP3:554 –g
/sbin/ipvsadm -a -t $VIP2:554 -r $RIP4:554 –g
#Run LVS
/sbin/ipvsadm
;;
stop)
echo "close LVS Directorserver"
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
/sbin/ipvsadm -C
/sbin/ifconfig eth0:0 down
/sbin/ifconfig eth0:1 down
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac
.RIP1=61.135.55.150到RIP3=61.135.55.152定义3个真实服务器的ip地址。
.VIP1=61.135.55.160,VIP2=61.135.55.161定义2个虚拟ip地址,一个作web服务的虚拟地址,一个做流媒体服务的虚拟地址。
. /etc/rc.d/init.d/functions,执行这个系统脚本,以取得运行其他脚本所需的环境和参数。
.case语句是一个多路选择,本脚本给出3个:start,stop及*,3选1。$1表示脚本带一个参数。
. /sbin/ifconfig eth0:0 $VIP1 broadcast $VIP1 netmask 255.255.255.255 up把web服务所需的ip地址(虚拟地址)绑定在辅助接口eth0:0。在LVS方案中,虚拟ip地址与普通网络接口大大不同,这点需要特别注意。虚拟ip地址的广播地址是它本身,子网掩码是255.255.255.255。为什么要这样呢?因为有若干机器要使用同一个ip地址,用本身做广播地址和把子网掩码设成4个255就不会造成ip地址冲突了,否则lvs将不能正常转发访问请求。
. /sbin/route add -host $VIP1 dev eth0:0添加主机路由,这2条可有可无,较新的linux发行版能正确路由这个主机地址。
. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward启用ip转发功能。
. /sbin/ipvsadm –C清空ipvs转发表。
. /sbin/ipvsadm -A -t $VIP1:80 -s wlc -p 120 添加一个虚拟服务,服务协议是tcp(-t);服务类型是web($VIP1:80);-s 表示采用wlc这种调度算法转发数据包(调度算法包括:rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq);-p表示连接的持续时间为120秒,这个会话时间是根据实际情况调整的,如果这个值设置得不合理,用户将得到非常糟糕的访问效果。下面举例简单说明一下
![]() 从上图我们可以看出,随着时间的变化,用户的请求将可能被lvs转发到不同的服务器,而那些需要保持会话的请求将被丢失,导致访问不能进行。
. /sbin/ipvsadm -a -t $VIP1:80 -r $RIP1:80 –g 以直接路由的方式把请求转发到LVS后面的真实服务器。我曾企图把web(80端口)请求转发到真实服务器的其他端口(如8000),但不能如愿。
余下的行参照上面的解释,理解起来应该不是问题,因此不再一一说明。脚本写好后,把它放在目录/usr/local/bin,然后授与执行权限(chmod 700 /usr/local/bin/lvsdr),运行这个脚本,LVS/DR控制器部分就算配置好了。如果脚本不能正常运行,多半情况是脚本书写错误所致,如在windows用写字板写脚本再拷贝到linux,或者写丢了某个“;”等等。不管真实服务器端是否正确设置lvs,LVS/DR控制器都能独个运行。有2个方法检验LVS/DR是否正常运行了:(1)查看内核是否列出ip_vs模块;(2)直接运行ipvsadm –l看输出是否有转发规则。
(三) 真实服务器配置虚拟ip地址。LVS可以把服务请求转发到各种各样的操作系统,在本案中有2种操作系统:centos和windows 2003 server。其他unix的处理跟centos(一种linux发行版)相似。
(1) centos服务器设置虚拟服务器:与LVS/DR控制类似,既可以修改配置文件也可以用脚本,相对来讲,还是脚本方便,下面是某个服务器设置虚拟ip地址的脚本:
[root@WEB2 ~]# more /usr/local/bin/lvs
#!/bin/bash
#description:start realserver
#chkconfig 235 26 26
VIP1=220.194.55.160
/etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
echo " start LVS of REALServer"
/sbin/ifconfig lo:0 $VIP1 broadcast $VIP1 netmask 255.255.255.255 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
;;
stop)
/sbin/ifconfig lo:0 down
echo "close LVS Directorserver"
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 "Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac
. /sbin/ifconfig lo:0 $VIP1 broadcast $VIP1 netmask 255.255.255.255 up 跟LVS/DR控制器一样,广播地址设置为虚拟地址本身,子网掩码4个255,不同的是,虚拟ip地址被绑定在环回(loopback)子接口,而不是物理接口的子接口。
. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore 一共四行,其目的是关闭arp响应。
(2)windows服务器设置虚拟地址。windows下设置子网掩码为255.255.255.255比linux设置要麻烦些。要想在网上邻居本地连接的tcp/ip属性设置4个255掩码是不能得逞的,唯一的办法是修改注册表。默认状况下,windows并没有环回接口存在,配置之前得先安装这个“设备”。接下来介绍一下环回接口设置步骤:
①控制面板点击添加新硬件
![]() 选“网络适配器”,按“下一步”,选“Microsoft”及“Microsoft Loopback Adapter”
![]() 点击下一步安装好loopback adapter.。
②设置loopback的tcp/ip参数值。
![]() 先设置ip,把子网掩码设置成255.255.255.0。
![]() 设置ip地址的目的是方便在注册表中搜索loopback设置子网掩码的位置,我们用设置的虚拟ip地址做搜索关键字,很快就找到位置了。
![]() 搜索“61.135.
![]() 找到ip地址“61.135.
项“SubnetMask”,它的值为255.255.255.0. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||












