LVS+Nginx(LVS + Keepalived + Nginx安装及配置)

(也可以每个nginx都挂在上所有的应用服务器) 

nginx大家都在用，估计也很熟悉了，在做负载均衡时很好用，安装简单、配置简单、相关材料也特别多。

lvs是国内的章文嵩博士的大作，比nginx被广泛接受还要早7年，并且已经被红帽作为了系统内置软件，可谓很牛了。lvs相对于nginx来说配置上就要相对复杂一些。

但是，有时候我们会看到大牛们分享的经验里面是lvs+nginx作为负载均衡了，一直想不明白这是个什么道理。

为什么会出现两者被同时使用呢？其实，这要从两者的各自优势来说了。

nginx用来做http的反向代理，能够upsteam实现http请求的多种方式的均衡转发。由于采用的是异步转发可以做到如果一个服务器请求失败，立即切换到其他服务器，直到请求成功或者最后一台服务器失败为止。这可以最大程度的提高系统的请求成功率。

lvs采用的是同步请求转发的策略。这里说一下同步转发和异步转发的区别。同步转发是在lvs服务器接收到请求之后，立即redirect到一个后端服务器，由客户端直接和后端服务器建立连接。异步转发是nginx在保持客户端连接的同时，发起一个相同内容的新请求到后端，等后端返回结果后，由nginx返回给客户端。

进一步来说：当做为负载均衡服务器的nginx和lvs处理相同的请求时，所有的请求和响应流量都会经过nginx；但是使用lvs时，仅请求流量经过lvs的网络，响应流量由后端服务器的网络返回。

也就是，当作为后端的服务器规模庞大时，nginx的网络带宽就成了一个巨大的瓶颈。

但是仅仅使用lvs作为负载均衡的话，一旦后端接受到请求的服务器出了问题，那么这次请求就失败了。但是如果在lvs的后端在添加一层nginx（多个），每个nginx后端再有几台应用服务器，那么结合两者的优势，既能避免单nginx的流量集中瓶颈，又能避免单lvs时一锤子买卖的问题。

参考文章： 
章文嵩：LVS项目介绍 
moon：强大的nginx反向代理异步传输模式（原理）
yaoweibin:nginx健康检查 
追马博客：LVS+keepalived+nginx+tomcat部署实现

补充（20160731 下午2：07）：

在后续继续了解这部分内容时，发现了这两个帖子： 
1.有了LVS，还要apache，nginx有什么用？ 
2.从一个开发的角度看负载均衡和LVS—–注意看最后一个lvs集群化的图，nginx和rs是一对一连接的。

从以上文章来看，lvs+nginx组合使用的原因主要是用lvs来做负载均衡（因为工作在4层，效率高），nginx来做静态文件的处理。

这里第二篇文章，和lvs的后续维护者之一的[吴佳明_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种转发模式，也就是full_nat模式，这种模式下，所有的响应也要经过lvs服务器作为出口返回给客户端。

lvs在full_nat的模式下，是否还是同步的模式呢？我猜想应该是的，因为lvs工作在4层，所以可能当前出错的响应要映射到之前的那一次请求（因为没有解析http包），所以也就做不到把错误转发到其他的应用服务器上重新处理。

另外，这个补充是不是就完全的否定了昨天（也就是补充之前的那一大段）的内容呢？我觉得并没有。昨天的理解可能不是正规大型互联网在使用的模式（当然，这里我不能确定，因为我没有大型互联网的经验），但是理论应该是对的。

具体一点，lvs+nginx的组合nginx用来做静态文件的处理的场景下，如果一次请求失败了，那么久不能被重新处理了，当然你的nginx也可以后挂1个以上的应用服务器（这样的话nginx实质上也是起到了lvs均衡补充的效果）。另外就是，nginx不是单单的作为静态文件的处理，而是作为lvs的一个补充，互相弥补均衡上的不足。

那么你可能会说lvs在4层上处理的高效就不复存在了，确实是的，这点要承认，但是，我们提高了系统请求的成功率，两者需要各自去选择和权衡。

另外，需要说的一点是，静态内容其实我们还可以借助cdn去处理，而不是单单的依靠nginx或者apache去处理。

补充（2016年12月17日 上午11：24）

现在到了比较大一些的互联网公司，也看了京东的用法（可以看开涛的nginx+lua系列http://www.iteye.com/blogs/subjects/nginx-lua）。

lvs+nginx的使用中，nginx还可以作为一个中间环节来减小后端tomcat的服务压力，以及做一些业务切换、分流、前置缓存的功能。

LVS + Keepalived + Nginx安装及配置

 

1、概述

上篇文章《架构设计：负载均衡层设计方案（6）——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47130609) 我们讲解了Nginx的故障切换，并且承诺各位读者会尽快讲解 LVS + Keepalived + Nginx的安装和配置。在中间由于工作的原因，我又插写了三篇关于zookeeper的原理使用的文章。今天这边文章我们回归主题，为各位读者讲解 LVS + Keepalived + Nginx的安装及配置。

2、安装计划和准备工作

下图，我们表示了本篇文章要搭建的整个集成架构的抽象结构：

我们采用两个LVS节点（141和142），但是一个时间工作的只有一个LVS节点，另一个始终处于热备standby状态，由keepalived监控这两个节点的工作状态并完成切换。

在LVS节点下，我们采用LVS-DR工作模式挂载了两个Nginx节点（131、132）。并最终将外网请求交由这两个节点进行处理。注意：在实际工作中，Nginx下面一般就是访问静态资源、动态资源的配置了。

2-1、准备两个keepalived节点

首先我们在将要安装LVS的两个节点上，先安装keepalived，并保证这两个keepalived节点能够正常工作（监控批次的状态）。当然，您也可以先准备LVS，在准备keepalived。

我想准备keepalived节点，大家应该轻车熟路了吧，在《架构设计：负载均衡层设计方案（6）——Nginx + Keepalived构建高可用的负载层》这篇文章中详细介绍了keepalived的最简配置方式。为了大家阅读方便，我们在这里再进行依次简要说明。准备keepalived的整个过程包括：

1. 安装必要的支撑组件，源码安装keepalived
2. 将keepalived注册成节点的服务，以便保证keepalived在节点启动时就开始工作
3. 更改keepalived的配置文件，让其可以正常工作
4. 验证准备工作

=============安装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 

=============将keepalived注册成服务（如果您使用的默认路径安装，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 ~]# 可以做成服务了（不要拷贝，没用的）
[root@lvs1 ~]# chkconfig keepalived on

这里我们先设置浮动ip

设置ＶＩＰ的信息

 ifconfig eth0:0 192.168.220.140 broadcast 192.168.220.140 netmask 255.255.255.255 up

route add -host 192.168.220.140 dev eth0:0　　　　　

做成服务后，先不要急着启动，因为配置文件还没有改好。 
========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节点设置为MASTER，142或者还有其他的节点设置为BACKUP
    #还记得我们前面文章讲到的无抢占设置吗？这里也可以用哦。
    state MASTER
    #网络适配器名称
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    #所有的SLAVE节点的优先级都要比这个设置值低
    priority 120
    advert_int 1
    #真实ip，142要改成相应的lvs节点真实ip
    mcast_src_ip=192.168.220.141
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    #虚拟/浮动IP
    virtual_ipaddress {
        192.168.220.140
    }
}

以上配置还是最简单的keepalived配置，因为我们还没有加上配合LVS使用的虚拟ip监测设置和下层真实ip监测的设置。最简配置主要是为了保证keepalived节点是工作正常的。

将以上的配置分别对应到LVS的两个节点（注意要改动的地方哦）

==========进行keepalived工作状态的检查：

[root@lvs1 ~]# /etc/init.d/keepalived start

现在设置为MASTER的keepalived节点（或者在非抢占模式下，优先级最高的那个节点），已经绑定了140这个虚拟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

当然您也可以通过 /var/log/message的日志进行keepalived是否正常工作的验证。

2-2、继续两个keepalived节点上准备LVS

准备lvs的工作就太简单了，因为centos6.4、6.5、6.6都已经集成了LVS的核心，我们只需要安装LVS的管理工具就行了：

（１）如果要源码安装的话：

这里源码安装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(我尝试过要是不安装的话就会报错)
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
然后我们检测一下
ipvsadm   是否有内容输出
（２）如果yum安装的话

两个LVS节点都执行：

yum -y install ipvsadm

还记得lvs管理工具怎么使用吗？请参见我介绍LVS单节点安装的博文：《架构设计：负载均衡层设计方案（5）——LVS单节点安装》。这里为了方便阅读，给出主要参数的含义列表：

-A –add-service 在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也就是增加一台新的虚拟服务器。
-E –edit-service 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-D –delete-service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-C –clear 清除内核虚拟服务器表中的所有记录。
-R –restore 恢复虚拟服务器规则
-S –save 保存虚拟服务器规则，输出为-R 选项可读的格式
-a –add-server 在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器记录。也就是在一个虚拟服务器中增加一台新的真实服务器
-e –edit-server 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-d –delete-server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-L –list 显示内核虚拟服务器表
-Z –zero 虚拟服务表计数器清零（清空当前的连接数量等）
–set tcp tcpfin udp 设置连接超时值
–start-daemon 启动同步守护进程。他后面可以是master 或backup，用来说明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也可以采用keepalived 的VRRP 功能。
–stop-daemon 停止同步守护进程
-t –tcp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是tcp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port]
-u –udp-service service-address 说明虚拟服务器提供的是udp 的服务[vip:port] or [real-server-ip:port]
-f –fwmark-service fwmark 说明是经过iptables 标记过的服务类型。
-s –scheduler scheduler 使用的调度算法，选项：rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq, 默认的调度算法是： wlc.
-p –persistent [timeout] 持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求，将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
-M –netmask netmask persistent granularity mask
-r –real-server server-address 真实的服务器[Real-Server:port]
-g –gatewaying 指定LVS 的工作模式为直接路由模式DR模式（也是LVS默认的模式）
-i –ipip 指定LVS 的工作模式为隧道模式
-m –masquerading 指定LVS 的工作模式为NAT 模式
-w –weight weight 真实服务器的权值
–mcast-interface interface 指定组播的同步接口
–connection 显示LVS 目前的连接 如：ipvsadm -L -c
–timeout 显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如：ipvsadm -L –timeout
–daemon 显示同步守护进程状态
–stats 显示统计信息
–rate 显示速率信息
–sort 对虚拟服务器和真实服务器排序输出
–numeric -n 输出IP 地址和端口的数字形式

到后面正式启动LVS的时候，就不要问我参数含义咯。^_^

2-3、准备两个Nginx节点并保证可用

在《架构设计：负载均衡层设计方案（5）——LVS单节点安装》(http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47010569) 这篇文章中，我们详细讲解了Nginx节点的准备工作，但是为了方便各位读者阅读，这里我们大致再讲一下。

Nginx节点的准备工作主要由以下步骤构成（这个不是本文的重点，点到即可）：

1. 安装Nginx（当然，正式系统中，还涉及到Nginx的参数调优，可以参见《架构设计：负载均衡层设计方案（2）——Nginx安装》这篇文章）
2. 打开Nginx所在服务器的“路由”功能、关闭“ARP查询”功能
3. 将VIP：192.168.220.140 设置成Nginx所在节点的回环IP

=============安装Nginx

[root@vm1 ~]# yum -y install make zlib zlib-devel gcc gcc-c++ ssh libtool pcre*
[root@vm1 ~]# 下载nginx（别拷贝，不能执行的）
[root@vm1 ~]# 解压nginx（别拷贝，不能执行的）
[root@vm1 ~]# ./configure –prefix=/usr/nginx-1.8.0
[root@vm1 ~]# make && make install
[root@vm1 ~]# 设置环境变量（别拷贝，不能执行的）
[root@vm1 ~]# 启动nginx

=============打开Nginx所在服务器的“路由”功能、关闭“ARP查询”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

=============设置回环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

两台Nginx的节点都按照这样的方法去设置。然后使用浏览器，看看这两个节点的Nginx是否工作正常：

我这里在做实验的时候忘了把防火墙和selinux关了，所以浏览器访问不了。不要忘了关哦

我们可以把nginx的首页改一下以便分辨区别

=====

2-4、其他说明

keepalived和LVS是天生配合完美的一对，LVS负责进行请求转发不负责任何节点的健康监测；keepalived负责监控整个环境中，包括虚拟ip，真实ip对应的下层节点的健康状态监测。

3、开始配置：LVS-DR工作模式

3-1、keepalived的更改——健康监测

首先我们要更改之前配置的“最简keepalived”配置，让keepalived能够对结构中所有节点和虚拟ip的健康状态进行监测。更改配置和含义如下：

! 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节点设置为MASTER，142或者还有其他的节点设置为BACKUP
    #还记得我们前面文章讲到的无抢占设置吗？这里也可以用哦。
    state MASTER
    #网络适配器名称
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    #所有的SLAVE节点的优先级都要比这个设置值低
    priority 120
    advert_int 1
    #真实ip，142要改成相应的lvs节点真实ip
    mcast_src_ip=192.168.220.141
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    #虚拟/浮动IP
    virtual_ipaddress {
        192.168.220.140
    }
}

virtual_server 192.168.220.140 80 {
    #健康时间检查，单位秒
    delay_loop 6
    #负载均衡调度算法wlc|rr，和您将使用的LVS的调度算法保持原则一致
    lb_algo rr
    #负载均衡转发规则 DR NAT TUN。和您将启动的LVS的工作模式设置一致
    lb_kind DR
    #虚拟地址的子网掩码
    nat_mask 255.255.255.0
    #会话保持时间，因为我们经常使用的是无状态的集群架构，所以这个设置可有可无
    #persistence_timeout 50
    #转发协议，当然是TCP
    protocol TCP

    #真实的下层Nginx节点的健康监测
    real_server 192.168.220.131 80 {
        #节点权重，
        weight 10
        #设置检查方式，可以设置HTTP_GET | SSL_GET
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
            }
            #超时时间，秒。如果在这个时间内没有返回，则说明一次监测失败
            connect_timeout 3
            #设置多少次监测失败，就认为这个真实节点死掉了
            nb_get_retry 3
            #重试间隔
            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
        }
    }
}

这样一来，keepalived就可以检查整个架构中的所有节点状态了。另外要说明的是，这个检查过程并不是必须的，您使用keepalived的最简配置也是可以的，不过您就需要自己写监测脚本了（道理是一样的）。

3-2、启动两个LVS节点

启动LVS的过程就太简单了（两个节点都是一样的启动方式）：

[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 ~]# 然后我们可以使用ipvsadm 监控目前LVS的状态
[root@lvs2 ~]# ipvsadm

注意：处于standby的lvs1节点也要这样进行设置。 
还有，以上的LVS的设置，和real server上的设置，在重启后都会消失，所以一定要做成脚本哦。

4、验证工作

这样LVS + Keepalived + Nginx方式的配置就做完了。现在我们进行搭建效果的监测：

4-1、验证Master-LVS节点的工作

我们使用两个不同的浏览器，验证Master-LVS节点的工作：

=========浏览器1： 

=========浏览器2： 

看来140这个VIP下的LVS工作是正常的。

4-2、验证Master-LVS节点停止后的效果

下面我们停止Master-LVS1：

[root@lvs2 ~]# service keepalived stop

在经历了一些访问停顿后，浏览器1显示的效果如下（这就是为什么keepalived最好设置为非抢占模式）：

5、后文介绍

好了，到这里负载均衡层所使用的几个标准工具就介绍完了。下一篇文章我们将进行总结，然后进入架构设计：业务层设计方案 的系列文章。在下一个系列文章中，我们将介绍至少两套SOA的实现、至少两套系统间通信使用的消息队列。哦，应我朋友的要求，我会专门写几篇文章，介绍Java中线程的基础知识和进阶知识。

文章转自：http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/47211551