負載均衡集群企業級應用實戰-LVS

實現基於LVS負載均衡集群的電商網站架構

　　背景：隨著業務的發展，網站的訪問量越來越大，網站訪問量已經從原來的1000QPS，變為3000QPS，網站已經不堪重負，響應緩慢，面對此場景，單純靠單台LNMP的架構已經無法承載更多的用戶訪問，此時需要用負載均衡技術，對網站容量進行擴充，來解決承載的問題。scale out? scale up?  

總項目流程圖，詳見http://www.cnblogs.com/along21/p/7435612.html

實現基於LVS負載均衡集群的電商網站架構

前景：隨著業務的發展，網站的訪問量越來越大，網站訪問量已經從原來的1000QPS，變為3000QPS，網站已經不堪重負，響應緩慢，面對此場景，單純靠單台LNMP的架構已經無法承載更多的用戶訪問，此時需要用負載均衡技術，對網站容量進行擴充，來解決承載的問題。scale out? scale up?

實驗前準備：

1、ipvsadm

yum install ipvsadm -y #在LVS-server安裝lvs管理軟體

程式包：ipvsadm（LVS管理工具）

Unit File: ipvsadm.service

主程式：/usr/sbin/ipvsadm

規則保存工具：/usr/sbin/ipvsadm-save

規則重載工具：/usr/sbin/ipvsadm-restore

配置文件：/etc/sysconfig/ipvsadm-config

2、grep -i -C 10 "ipvs" /boot/config-VERSION-RELEASE.x86_64 查看內核是否支持IPVS

3、iptables -F && setenforing 清空防火牆策略，關閉selinux

實戰一：LVS的NAT模式實現負載均衡

實戰架構圖：

1、環境準備：

註意：確保rs 在一個網段，且只有一個網段

2、在directory 負載均衡器上

yum -y install ipvsadm

① 開啟一個基於80埠的虛擬服務vip，調度方式為wrr

ipvsadm -A -t 172.17.1.6:80 -s wrr

② 配置web服務後端real server  為nat工作方式  權重為1

ipvsadm -a -t 172.17.1.6:80 -r 192.168.30.107:80 -m -w 1

ipvsadm -a -t 172.17.1.6:80 -r 192.168.30.7:80 -m -w 1

③ 修改內核配置，開啟路由轉發

vim /etc/sysctl.conf 該一行

net.ipv4.ip_forward = 1

sysctl -p 讀一些，使其生效

3、在兩台real server 上設置

① 開啟實現準備好的web網頁服務

systemctl start nginx

systemctl start php-mysql

systemctl start mariadb

② 把網關指向directory

route add default gw 192.168.30.106

4、自己的windows 做客戶端，通過vip 172.17.1.6訪問web服務，調度成功

實戰二：LVS的DR 模式實現負載均衡

實戰架構圖：

1、環境準備

註意：lvs-server 和rs 要在一個網段，rs只有一個網段

2、在lvs-server 上設置

① 配置VIP到本地網卡別名，廣播只自己響應

ifconfig eth0:0 172.17.100.100 broadcast 172.17.100.100 netmask 255.255.255.255 up

route add -host 172.17.100.100 dev eth0:0 給網卡別名指向網關

② ipvsadm 策略配置

開啟一個基於80埠的虛擬服務，調度方式為wrr

ipvsadm -A -t 172.17.100.100:80 -s wrr

配置web服務後端real server  為DR工作方式  權重為1

ipvsadm -a -t 172.17.100.100:80 -r 172.17.22.22:80 -g -w 1

ipvsadm -a -t 172.17.100.100:80 -r 172.17.1.6:80 -g -w 1

3、real server 上配置

① 配置VIP到本地迴環網卡lo上，並只廣播自己

ifconfig lo:0 172.17.100.100 broadcast 172.17.100.100 netmask 255.255.255.255 up

配置本地迴環網卡路由

route add -host 172.17.100.100 lo:0

② 使RS "閉嘴"

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

忽略ARP廣播

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

註意：關閉arp應答

1：僅在請求的目標IP配置在本地主機的接收到請求報文的介面上時，才給予響應

2：必須避免將介面信息向非本網路進行通告

③ 想永久生效，可以寫到配置文件中

vim /etc/sysctl.conf

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

sysctl -p 讀一下，使其生效

4、開啟實現準備好的web網頁服務

systemctl start nginx

systemctl start php-mysql

systemctl start mariadb

5、效果驗證

① 可分別在rs1和rs2建立2個不同內容，統一路徑的test.html測試文件，測試負載均衡功能

在RS01 上vim ../test.html

real server 1

在RS01 上vim ../test.html

real server 1

② 打開http://172.17.1.6/ ，併在director上用ipvsadm -L -n觀察訪問連接

③ 用另外一臺測試機，用ab壓力測試工具，測試經過負載均衡後的伺服器容量

實戰三：實現80、443埠都可訪問服務，且LVS實現持久連接

1、環境準備

2、在vs 上設置：

① 在iptables 打上標記，把80埠標記為99

iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.17.100.100 -p tcp --dport 80 -j MARK --set-mark 99

在iptables打上標記，把443埠標記為99

iptables -t mangle -A PREROUTING -d 172.17.100.100-p tcp --dport 443 -j MARK --set-mark 99

② 在lvs上建立基於99號標記的虛擬服務

ipvsadm -A -f 99 -s rr -p

設置後端服務地址，用DR模式

ipvsadm -a -f 99 -r 172.17.1.7 -g

ipvsadm -a -f 99 -r 172.17.22.22 -g

解析：-p 就是持久連接

3、在rs 準備好了的web服務，開啟80、443埠

關於ssl 443加密的代碼，具體實現下實驗四

4、測試，自己windows 做客戶端，訪問 http://172.17.1.6/

訪問 http://172.17.1.6/

實驗四：實現ssl 加密

（1）一個物理伺服器設置一個https

1、創建存放證書的目錄

mkdir /etc/nginx/ssl

2、自簽名證書

cd /etc/pki/tls/certs/

make nginx.crt

openssl rsa -in nginx.key -out nginx2.key 因為剛私鑰被加密了，為了後邊方便，解密

3、把證書和私鑰cp 到nginx存放證書目錄

cp nginx.crt nginx2.key /etc/nginx/ssl/

cd /etc/nginx/ssl/

mv nginx2.key nginx.key 把名字改回來

4、修改配置文件，加一段server

server {

listen 443 ssl;

server_name www.along.com;

ssl on;

ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;

ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;

ssl_session_cache shared:sslcache:20m;

ssl_session_timeout 10m;

}

5、測試，網頁打開 https://192.168.30.7/

windows 信任證書

（2）因為nginx 強大，可以實現多個虛擬主機基於不同的FQDN 實現ssl加密，httpd不能實現

一個物理伺服器設置多個https

1、生成3個證書和私鑰

make nginx.crt

make nginx2.crt

make nginx3.crt

2、把證書和私鑰cp 到nginx存放證書目錄，並解開私鑰的加密

cp nginx{1,2,3}* /etc/nginx/ssl/

openssl rsa -in nginx.key -out nginx.key

openssl rsa -in nginx2.key -out nginx2.key

openssl rsa -in nginx3.key -out nginx3.key

3、創建各自對應的訪問網頁

mkdir /app/website{1,2,3}

echo website1 > /app/website1/index.html

echo website1 > /app/website2/index.html

echo website1 > /app/website3/index.html

4、測試訪問，成功