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[数据库]LVS+Keepalived搭建MyCAT高可用负载均衡集群

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自由软件项目之一。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:

     [[email protected] ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalivedglobal_defs {  notification_email {   [email protected]   #设置报警邮件地址,可以设置多个,每行一个。   [email protected]  #需开启本机的sendmail服务   [email protected]  }  notification_email_from [email protected] #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 keepalivedglobal_defs {  notification_email {   [email protected]   [email protected]   [email protected]  }  notification_email_from [email protected]  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。

      [[email protected] ~]# cat realserver.sh

#!/bin/bash#description: Config realserverVIP=192.168.244.10 /etc/rc.d/init.d/functions case "$1" instart)    /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 1esac exit 0

      [[email protected] ~]# sh realserver.sh start

      [[email protected] ~]# 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

      [[email protected] keepalived]# service keepalived start

      [[email protected] 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。      

[[email protected] ~]# ipvsadm -LIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port      Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 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

[[email protected] keepalived]# ipvsadm -LIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port      Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 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。  

[[email protected] ~]# 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  |+------------+[[email protected] ~]# 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  |+------------+[[email protected] ~]# 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。

[[email protected] ~]# ipvsadm -LIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port      Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 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

[[email protected] ~]# 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  |+------------+[[email protected] ~]# 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  |+------------+[[email protected] ~]# 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  |+------------+[[email protected] ~]# 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:

[[email protected] ~]# ipvsadm -LIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port      Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 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

[[email protected] ~]# service keepalived stopRedirecting to /bin/systemctl stop keepalived.service[[email protected] ~]# ipvsadm -LIP 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

[[email protected] ~]# 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

[[email protected] ~]# cd /usr/local/mycat/[[email protected] mycat]# bin/mycat stopStopping 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。

[[email protected] ~]# ipvsadm -LIP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port      Forward Weight ActiveConn InActConnTCP 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。

[[email protected] ~]# mysql -h192.168.244.10 -P7066 -utest -ptest -DTESTDBWarning: 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)[[email protected] ~]# mysql -h192.168.244.10 -P8066 -utest -ptest -DTESTDBWarning: 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。