LVS+Keepalived 介绍
LVS
LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的*软件项目之一。目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR），十种调度算法（rrr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）。
Keepalvied
Keepalived在这里主要用作RealServer的健康状态检查以及Master主机和BackUP主机之间failover的实现
下面，搭建基于LVS+Keepalived的MyCAT高可用负载均衡集群，其中，LVS实现MyCAT的负载均衡，但是，简单的LVS不能监控后端节点是否健康，它只是基于具体的调度算法对后端服务节点进行访问。同时，单一的LVS又存在单点故障的风险。在这里，引进了Keepalived，可以实现以下几个功能：
1. 检测后端节点是否健康。
2. 实现LVS本身的高可用。
配置环境：
角色 主机IP 主机名 操作系统版本 软件版本
VIP 192.168.244.10
LVS-DR-Master 192.168.244.146 keepalived01 CentOS7.1 Keepalived v1.2.13，LVS 1.2.1
LVS-DR-Backup 192.168.244.147 keepalived02 CentOS7.1 Keepalived v1.2.13，LVS 1.2.1
mycat-Realserver 192.168.244.148 mycat01 CentOS7.1 mycat v1.5
mycat-Realserver 192.168.244.149 mycat02 CentOS7.1 mycat v1.5
一、安装keepalived和ipvsadm
注意：ipvsadm并不是lvs，它只是lvs的配置工具，因lvs在3.10（CentOS7.1的内核版本）的内核中是默认支持的。所以在这里就不需要重新安装。
为了方便起见，在这里我们使用yum的安装方式
分别在keepalived01和keepalived02两台主机上安装keepalived和ipvsadm
# yum install -y keepalived ipvsadm
除了这种简易方式外，也可直接编译官方的源码包。
LVS：http://www.linuxvirtualserver.org/software/index.html
Keepalived：http://www.keepalived.org/download.html
安装步骤可参考：http://www.cnblogs.com/mchina/archive/2012/05/23/2514728.html
二、配置Keepalived
keepalived01，即LVS-DR-Master上，其配置如下：
[root@keepalived01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc #设置报警邮件地址，可以设置多个，每行一个。
failover@firewall.loc #需开启本机的sendmail服务
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc #设置邮件的发送地址
smtp_server 127.0.0.1 #设置smtp server地址
smtp_connect_timeout 30 #设置连接smtp server的超时时间
router_id LVS_DEVEL #表示运行keepalived服务器的一个标识。发邮件时显示在邮件主题的信息
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #指定keepalived的角色，MASTER表示此主机是主服务器，BACKUP表示此主机是备用服务器
interface eno16777736 #指定HA监测网络的接口
virtual_router_id 51 #虚拟路由标识，这个标识是一个数字，同一个vrrp实例使用唯一的标识。即同一vrrp_instance下，MASTER和BACKUP必须是一致的
priority 100 #定义优先级，数字越大，优先级越高，在同一个vrrp_instance下，MASTER的优先级必须大于BACKUP的优先级
advert_int 1 #设定MASTER与BACKUP负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
authentication { #设置验证类型和密码
auth_type PASS #设置验证类型，主要有PASS和AH两种
auth_pass 1111 #设置验证密码，在同一个vrrp_instance下，MASTER与BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
}
virtual_ipaddress { #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个
192.168.244.10
}
}
virtual_server 192.168.244.10 8066 { #设置虚拟服务器，需要指定虚拟IP地址和服务端口，IP与端口之间用空格隔开
delay_loop 6 #设置运行情况检查时间，单位是秒
lb_algo rr #设置负载调度算法，这里设置为rr，即轮询算法
lb_kind DR #设置LVS实现负载均衡的机制，有NAT、TUN、DR三个模式可选
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 50 #会话保持时间，单位是秒。这个选项对动态网页是非常有用的，为集群系统中的session共享提供了一个很好的解决方案。
#有了这个会话保持功能，用户的请求会被一直分发到某个服务节点，直到超过这个会话的保持时间。
#需要注意的是，这个会话保持时间是最大无响应超时时间，也就是说，用户在操作动态页面时，如果50秒内没有执行任何操作
#那么接下来的操作会被分发到另外的节点，但是如果用户一直在操作动态页面，则不受50秒的时间限制
protocol TCP #指定转发协议类型，有TCP和UDP两种
real_server 192.168.244.148 8066 { #配置服务节点1，需要指定real server的真实IP地址和端口，IP与端口之间用空格隔开
weight 1 #配置服务节点的权值，权值大小用数字表示，数字越大，权值越高，设置权值大小可以为不同性能的服务器
#分配不同的负载，可以为性能高的服务器设置较高的权值，而为性能较低的服务器设置相对较低的权值，这样才能合理地利用和分配系统资源
TCP_CHECK { #realserver的状态检测设置部分，单位是秒
connect_timeout 3 #表示3秒无响应超时
nb_get_retry 3 #表示重试次数
delay_before_retry 3 #表示重试间隔
connect_port 8066
}
}
real_server 192.168.244.149 8066 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 8066
}
}
}
将该文件scp到keepalived02上，修改如下：
! 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 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP #将state从MASTER改为BACKUP
interface eno16777736
virtual_router_id 51
priority 99 #修改优先级
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.244.10
}
}
virtual_server 192.168.244.10 8066 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.0
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.244.148 8066 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 8066
}
}
real_server 192.168.244.149 8066 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 8066
}
}
}
在上面这两个配置文件中，有一个地方尤其需要注意，即interface，网上的相关部署文档都是eth0，在CentOS7之前，网络接口的确都是eth0，但在CentOS7中，该接口为eno16777736。所以需要根据生产实际情况进行相应的修改。
三、安装，配置，启动MyCAT
分别在mycat01和mycat02两台主机上部署MyCAT，具体可参考：
http://www.cnblogs.com/ivictor/p/5111495.html
注意：为了便于观察后续MyCAT负载均衡的效果，MyCAT的配置文件并没有进行修改，均是指向本地的MySQL实例。
四、在MyCAT服务器上为lo:0绑定VIP地址、抑制ARP广播
分别在mycat01和mycat02两台主机上执行以下脚本。
[root@mycat01 ~]# cat realserver.sh
#!/bin/bash
#description: Config realserver
VIP=192.168.244.10
/etc/rc.d/init.d/functions
case "$1" in
start)
/sbin/ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP
/sbin/route add -host $VIP dev lo:0
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"
;;
stop)
/sbin/ifconfig lo:0 down
/sbin/route del $VIP >/dev/null 2>&1
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
exit 0
[root@mycat01 ~]# sh realserver.sh start
[root@mycat02 ~]# sh realserver.sh start
执行ip addr查看VIP是否绑定成功
五、分别在keepalived01和keepalived02上启动Keepalived服务
[root@keepalived01 keepalived]# service keepalived start
[root@keepalived02 keepalived]# service keepalived start
通过ipvsadm -L命令查看VIP是否能成功映射到后端mycat服务。如果失败了，可通过/var/log/messages日志定位keepalived启动失败的原因。
[root@keepalived01 ~]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.244.10:8066 rr persistent 50
-> 192.168.244.148:8066 Route 1 0 0
-> 192.168.244.149:8066 Route 1 0 0
[root@keepalived02 keepalived]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.244.10:8066 rr persistent 50
-> 192.168.244.148:8066 Route 1 0 0
-> 192.168.244.149:8066 Route 1 0 0
从输出的结果来看，VIP已成功映射到后端mycat服务，下面，具体测试一下
六、测试MyCAT高可用负载均衡集群的可用性。
测试MyCAT集群的负载均衡
通过mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'命令来判断当前访问的是哪个mycat节点。
但是很奇怪的时，连续执行三次，每次都是访问mycat02节点。
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat02 |
+------------+
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat02 |
+------------+
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat02 |
+------------+
通过ipvsadm -L命令查看这三个连接确实都被转发到mycat02上了。
[root@keepalived01 ~]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.244.10:8066 rr persistent 50
-> 192.168.244.148:8066 Route 1 0 0
-> 192.168.244.149:8066 Route 1 0 3
原来，这个与配置文件中的persistence_timeout有关，指的是在一定的时间内来自同一IP的连接将会被转发到同一realserver中。而不是严格意义上的轮询。默认为50s，具体的失效时间还是比较复杂，可参考：lvs持久性工作原理和配置
在这里，为了观察到明显的轮询效果。将该值设为0。重启keepalived服务。
重新测试，结果如下
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat02 |
+------------+
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat01 |
+------------+
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat02 |
+------------+
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat01 |
+------------+
实现了严格意义上的轮询，ipvsadm -L的输出结果如下：
[root@keepalived01 ~]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.244.10:8066 rr
-> 192.168.244.148:8066 Route 1 0 2
-> 192.168.244.149:8066 Route 1 0 2
每个节点对应2个连接，与上述通过mysql客户端得到的结果相符。
测试LVS的高可用
手动断开LVS-DR-Master节点的Keepalived服务
[root@keepalived01 ~]# service keepalived stop
Redirecting to /bin/systemctl stop keepalived.service
[root@keepalived01 ~]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
可以发现，mysql客户端依旧可以通过mycat连接到mysql服务端
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB -e 'select @@hostname'
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
+------------+
| @@hostname |
+------------+
| mycat02 |
+------------+
重启LVS-DR-Master节点的Keepalived服务后，不难检测出keepalived01又重新作为了Master节点（因为BACKUP节点的persistence_timeout没有修改，所以可根据轮询的特点来判断哪个节点是master节点）。
测试Keepalived对于MyCAT服务的监控检测
手动关闭mycat01节点的mycat服务
[root@mycat01 ~]# cd /usr/local/mycat/
[root@mycat01 mycat]# bin/mycat stop
Stopping Mycat-server...
Stopped Mycat-server.
通过LVS-DR-Master节点节点上的ipvsadm -L可以看出VIP的映射关系中已剔除了mycat01节点。
[root@keepalived01 ~]# ipvsadm -L
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.244.10:8066 rr
-> 192.168.244.149:8066 Route 1 0 0
至此，基于LVS+Keepalived的MyCAT集群搭建完毕。
在整个搭建过程中，有以下几点需要注意：
1. VIP的端口，必须和后端服务的端口是对应的，我在测试的过程中，将VIP的端口改为7066，结果无法连接上mycat。
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P7066 -utest -ptest -DTESTDB
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 2003 (HY000): Can't connect to MySQL server on '192.168.244.10' (111)
[root@mysql-server1 ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDB
Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 2003 (HY000): Can't connect to MySQL server on '192.168.244.10' (111
2. LVS和后端的realserver还是要物理上分开，刚开始是放到一个机器上测试，但无法得到预期的效果。
3. interface eno16777736这里是个坑，刚开始写的是eth0，结果，ping都ping不通，所以还是要与网卡的实际名称相对应。
4. Keepalived还是蛮强大的，即便不使用LVS，也可基于它做高可用集群。譬如，常见的MySQL的双主高可用集群。
5. 关于是否要启动Linux内核中的路由转发功能，经测试，无论是LVS还是后端MyCAT服务节点，均可不启动。