如何配置Web服务器实现负载均衡

如何配置Web服务器实现负载均衡~

这篇实用文章介绍如何将pfSense 2.0配置成你那些Web服务器的负载均衡器。这篇实用文章假设你已经安装了一个pfSense设备和至少两台Apache服务器，并且运行在你的网络上；还假设你具备了pfSense方面的一些知识。
要求
一台设备用于安装pfSense 2.0（如果这是你的边缘防火墙，我会建议物理机器）。
至少两台Apache2服务器（这些可以是虚拟服务器）。
对Apache服务器进行了配置，以便以某种方式同步Web文件（rsync/corosync或通过Web服务器维持文件版本最新的另一个选项）。
配置pfSense
pfSense使用负载均衡器，将某些类型的流量带来的负载分摊到多台服务器上；如果你有多台服务器用于托管运行应用程序，这很好；你可以将负载分摊到所有服务器上，而不是把负载全扔给一台服务器、导致不堪重负。
可以入手了，先点击“Services”（服务），然后点击“Load Balancers”（负载均衡器），然后点击“Monitor”（监视器）选项卡。
要添加一个新条目，点击“Plus”（添加）按钮，指定“Name”（名称）和“Description”（描述，在这个示例中，我会使用ApacheClusterMon作为名称和描述），将类型设成“HTTP”，然后为“Host”（主机）设置一个未使用的IP地址（我们随后会创建虚拟服务器的IP，以便分配给故障切换服务器组），任由“HTTP Code”（HTTP代码）设成“200 OK”。需要的话，然后点击“Save”（保存），使更改生效。
现在我们要创建服务器池。点击“Pools”（服务器池）选项卡，点击“Plus”（添加）按钮，即可添加新的服务器池。
指定一个名称（ApacheSrvPool将用在我的示例中）。将“Mode”（模式）设成“Load Balance”（负载均衡），然后将“Port”（端口）设成“80”（你可以让pfSense对其他端口上的其他应用程序实现负载均衡），将“Monitor”（监视器）设成你之前创建的监视器配置，并且指定你希望在服务器池中的所有Web服务器的IP地址，需要的话，点击“Save”（保存），使更改生效。
接下来点击“Virtual Servers”（虚拟服务器）选项卡，点击“Plus”（添加）按钮，添加一个新条目。指定“Name”（名称）和“Description”（描述），然后用你之前选择的未使用IP地址来设置“IP Address”（IP地址），将“Port”（端口）设成“80”，然后将“Virtual Server Pool”（虚拟服务器池）设成你之前创建的服务器池，点击“Submit”（提交），使更改生效。
就这样，你刚配置好了pfSense，对你的Web服务器之间的网络流量实现负载均衡。
顺便提一下，如果任何一台服务器没有给出200 OK状态这样的回应（pfSense定期向你的Web服务器发送请求，以确定它们是否正常运行），服务器池就会处于离线停运状态。要避免出现停运，最好的办法就是配置故障切换系统（下一篇文章会有介绍）。

HAProxy是一款反向代理服务器工具，通过它，可以实现负载均衡。它支持双机热备支持虚拟主机，但其配置简单，拥有非常不错的服务器健康检查功能，当其代理的后端服务器出现故障, HAProxy会自动将该服务器摘除，故障恢复后再自动将该服务器加入。新的1.3引入了frontend,backend,frontend根据任意HTTP请求头内容做规则匹配，然后把请求定向到相关的backend.

利用HAPorxy实现负载均衡

1. 利用HAProxy实现负载均衡
192.168.169.137 (haproxy)———负载均衡———-(192.168.169.117;192.168.169.118)
安装配置HAproxy
cd /usr/local/
wget http://haproxy.1wt.eu/download/1.3/src/haproxy-1.3.14.2.tar.gz
tar zxvf haproxy-1.3.14.2.tar.gz
mv haproxy-1.3.14.2 haproxy
cd haproxy
make TARGET=linux26

2. 创建配置文件
# vi haproxy.cfg
global
maxconn 5120
chroot /usr/local/haproxy
uid 99
gid 99
daemon
quiet
nbproc 2 #通过nbproc多设置几个haproxy并发进程，这样每个进程的task_queue相对就会短很多，性能自然就能提高不少
#pidfile /var/run/haproxy-private.pid

defaults
log global
mode http
option httplog
option dontlognull
log 127.0.0.1 local3
retries 3
option redispatch
maxconn 2000
contimeout 5000
clitimeout 50000
srvtimeout 50000

listen webfarm 0.0.0.0:80
mode http
stats uri /haproxy-stats #监控haproxy状态
stats realm Haproxy\ statistics
stats auth netseek:52netseek #设置状态监控的用户名为netseek密码为52netseek
balance roundrobin #负载均衡算法
cookie SERVERID insert indirect
option httpclose #
option forwardfor #apache日志转发功能
option httpchk HEAD /check.txt HTTP/1.0 #健康检测
server app_bbs1 192.168.169.117:80 cookie app1inst1 check inter 2000 rise 2 fall 5
server app_bbs2 192.168.169.118:80 cookie app1inst2 check inter 2000 rise 2 fall 5

syslog.conf里加一行
local3.* /var/log/haproxy.log

# touch /var/log/haproxy.log
# chown haproxy:haproxy /var/log/haproxy.log
# chmod u+x /var/log/haproxy.log

# tail –f /var/log/harpoxy.log 监控日志

# ./haproxy -f haproxy.cfg 启动服务.
监控状态图示http://192.168.169.137/haproxy-stats ,输入用户名密码查看状态。

后端apache日志处理
配置httpd.conf
LogFormat “%{X-Forwarded-For}i %l %u %t \”%r\” %>s %b ” combined
CustomLog /var/log/httpd/access_log combined

虚拟主机不记录检测日志:
SetEnvIf Request_URI “^/check\.txt$” dontlog
LogLevel warn
ErrorLog /var/log/httpd/vhost_error.log
CustomLog /var/log/httpd/vhost_access.log combined env=!dontlog
相关介绍
#./haproxy –help //haproxy相关命令参数介绍.
haproxy -f [-n 最大并发连接总数] [-N 每个侦听的最大并发数] [-d] [-D] [-q] [-V] [-c] [-p ] [-s] [-l] [-dk]
[-ds] [-de] [-dp] [-db] [-m ] [{-sf|-st} pidlist...]
-d 前台，debug模式
-D daemon模式启动
-q 安静模式,不输出信息
-V 详细模式
-c 对配置文件进行语法检查
-s 显示统计数据
-l 显示详细统计数据
-dk 不使用kqueue
-ds 不使用speculative epoll
-de 不使用epoll
-dp 不使用poll
-db 禁用后台模式，程序跑在前台
-sf
程序启动后向pidlist里的进程发送FINISH信号，这个参数放在命令行的最后
-st
程序启动后向pidlist里的进程发送TERMINATE信号，这个参数放在命令行的最后

网络的负载均衡是一种动态均衡技术，通过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中的数据流量状况，把任务合理均衡地分配出去。这种技术基于现有网络结构，提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。

以四台服务器为例实现负载均衡：

安装配置LVS

1. 安装前准备：

(1)首先说明，LVS并不要求集群中的服务器规格划一，相反，可以根据服务器的不同配置和负载状况，调整负载分配策略，充分利用集群环境中的每一台服务器。如下表：

Srv Eth0 Eth0：0 Eth1 Eth1：0

vs1 10.0.0.1 10.0.0.2 192.168.10.1 192.168.10.254

vsbak 10.0.0.3 192.168.10.102

real1 192.168.10.100

real2 192.168.10.101

其中，10.0.0.2是允许用户访问的IP。

(2)这4台服务器中，vs1作为虚拟服务器(即负载平衡服务器)，负责将用户的访问请求转发到集群内部的real1，real2，然后由real1，real2分别处理。
Client为客户端测试机器，可以为任意操作系统。

(3)所有OS为redhat6.2，其中vs1 和vsbak 的核心是2.2.19， 而且patch过ipvs的包， 所有real
server的Subnet mask 都是24位， vs1和vsbak 的10.0.0. 网段是24 位。

2.理解LVS中的相关术语

(1) ipvsadm ：ipvsadm是LVS的一个用户界面。在负载均衡器上编译、安装ipvsadm。

(2) 调度算法： LVS的负载均衡器有以下几种调度规则：Round-robin，简称rr;weighted
Round-robin，简称wrr;每个新的连接被轮流指派到每个物理服务器。Least-connected，简称lc;weighted
Least-connected，简称wlc，每个新的连接被分配到负担最小的服务器。

(3) Persistent client
connection，简称pcc，(持续的客户端连接，内核2.2.10版以后才支持)。所有来自同一个IP的客户端将一直连接到同一个物理服务器。超时时间被设置为360秒。Pcc是为https和cookie服务设置的。在这处调度规则下，第一次连接后，所有以后来自相同客户端的连接(包括来自其它端口)将会发送到相同的物理服务器。但这也会带来一个问题，因为大约有25%的Internet
可能具有相同的IP地址。

(4) Persistent port
connection调度算法：在内核2.2.12版以后，pcc功能已从一个调度算法(你可以选择不同的调度算法：rr、wrr、lc、wlc、pcc)演变成为了一个开关选项(你可以让rr、
wrr、lc、wlc具备pcc的属性)。在设置时，如果你没有选择调度算法时，ipvsadm将默认为wlc算法。 在Persistent port
connection(ppc)算法下，连接的指派是基于端口的，例如，来自相同终端的80端口与443端口的请求，将被分配到不同的物理服务器上。不幸的是，如果你需要在的网站上采用cookies时将出问题，因为http是使用80端口，然而cookies需要使用443端口，这种方法下，很可能会出现cookies不正常的情况。

(5)Load Node Feature of Linux Director：让Load balancer 也可以处理users 请求。

(6)IPVS connection synchronization。

(7)ARP Problem of LVS/TUN and LVS/DR：这个问题只在LVS/DR，LVS/TUN 时存在。

3. 配置实例

(1) 需要的软件包和包的安装：

I. piranha-gui-0.4.12-2*.rpm (GUI接口cluster设定工具);

II. piranha-0.4.12-2*.rpm;

III. ipchains-1.3.9-6lp*.rpm (架设NAT)。

取得套件或mount到光盘，进入RPMS目录进行安装:

# rpm -Uvh piranha*

# rpm -Uvh ipchains*

(2) real server群：

真正提供服务的server(如web
server)，在NAT形式下是以内部虚拟网域的形式，设定如同一般虚拟网域中Client端使用网域：192.168.10.0/24
架设方式同一般使用虚拟IP之局域网络。

a. 设网卡IP

real1 ：192.168.10.100/24

real2 ：192.168.10.101/24

b.每台server均将default gateway指向192.168.10.254。
192.168.10.254为该网域唯一对外之信道，设定在virtual server上，使该网域进出均需通过virtual server 。

c.每台server均开启httpd功能供web server服务，可以在各real server上放置不同内容之网页，可由浏览器观察其对各real
server读取网页的情形。

d.每台server都开启rstatd、sshd、rwalld、ruser、rsh、rsync，并且从Vserver上面拿到相同的lvs.conf文件。

(3) virtual server：

作用在导引封包的对外主机，专职负责封包的转送，不提供服务，但因为在NAT型式下必须对进出封包进行改写，所以负担亦重。

a.IP设置：

对外eth0：IP：10.0.0.1 eth0：0 ：10.0.0.2

对内eth1：192.168.10.1 eth1：0 ：192.168.10.254

NAT形式下仅virtual server有真实IP，real server群则为透过virtual server.

b.设定NAT功能

# echo 1 >; /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# echo 1 >; /proc/sys/net/ipv4/ip_always_defrag

# ipchains -P forward MASQ

c.设定piranha 进入X-window中 (也可以直接编辑/etc/lvs.cf )

a).执行面板系统piranha

b).设定“整体配置”(Global Settings) 主LVS服务器主机IP：10.0.0.2， 选定网络地址翻译(预设) NAT路径名称：
192.168.10.254， NAT 路径装置： eth1：0

c).设定虚拟服务器(Virtual Servers) 添加编辑虚拟服务器部分：(Virtual
Server)名称：(任意取名);应用：http;协议： tcp;连接：80;地址：10.0..0.2;装置：eth0：0; 重入时间：180
(预设);服务延时：10 (预设);加载监控工具：ruptime (预设);调度策略：Weighted least-connections; 持续性：0
(预设); 持续性屏蔽： 255.255.255.255 (预设); 按下激活：实时服务器部分：(Real Servers); 添加编辑：名字：(任意取名);
地址： 192.168.10.100; 权重：1 (预设) 按下激活

另一架real server同上，地址：192.168.10.101。

d). 控制/监控(Controls/Monitoring)
控制：piranha功能的激活与停止，上述内容设定完成后即可按开始键激活piranha.监控器：显示ipvsadm设定之routing table内容
可立即更新或定时更新。

(4)备援主机的设定(HA)

单一virtual server的cluster架构virtual server 负担较大，提供另一主机担任备援，可避免virtual
server的故障而使对外服务工作终止;备份主机随时处于预备状态与virtual server相互侦测

a.备份主机：

eth0： IP 10.0.0.3

eth1： IP 192.168.10.102 同样需安装piranha，ipvsadm，ipchains等套件

b.开启NAT功能(同上面所述)。

c.在virtual server(10.0.0.2)主机上设定。

a).执行piranha冗余度 ;

b).按下“激活冗余度”;

冗余LVS服务器IP： 10.0.0.3;HEARTBEAT间隔(秒数)： 2 (预设)

假定在…秒后进入DEAD状态： 5 (预设);　HEARTBEAT连接埠： 539 (预设)

c).按下“套用”;

d).至“控制/监控”页，按下“在当前执行层添加PULSE DEAMON” ，按下“开始”;

e).在监控器按下“自动更新”，这样可由窗口中看到ipvsadm所设定的routing table，并且动态显示real
server联机情形，若real server故障，该主机亦会从监视窗口中消失。

d.激活备份主机之pulse daemon (执行# /etc/rc.d/init.d/pulse start)。

至此，HA功能已经激活，备份主机及virtual server由pulse daemon定时相互探询，一但virtual
server故障，备份主机立刻激活代替;至virtual server 正常上线后随即将工作交还virtual server。

LVS测试

经过了上面的配置步骤，现在可以测试LVS了，步骤如下：

1. 分别在vs1，real1，real2上运行/etc/lvs/rc.lvs_dr。注意，real1，real2上面的/etc/lvs
目录是vs2输出的。如果您的NFS配置没有成功，也可以把vs1上/etc/lvs/rc.lvs_dr复制到real1，real2上，然后分别运行。确保real1，real2上面的apache已经启动并且允许telnet。

2. 测试Telnet：从client运行telnet 10.0.0.2，
如果登录后看到如下输出就说明集群已经开始工作了：(假设以guest用户身份登录)

[guest@real1 guest]$——说明已经登录到服务器real1上。

再开启一个telnet窗口，登录后会发现系统提示变为：

[guest@real2 guest]$——说明已经登录到服务器real2上。

3. 测试http：从client运行iexplore http://10.0.0.2

因为在real1 和real2 上面的测试页不同，所以登录几次之后，显示出的页面也会有所不同，这样说明real server 已经在正常工作了。

不建议windows使用软件来做负载均衡，linux因为开源还可以考虑。 如果应用真的需要还是用硬件负载均衡设备来做吧。

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