如何在RedHat Linux上实现集群负载均衡(1)

　　1.前言

　　先来简单说说负载均衡集群, 它是在应用服务器高负载的情况下，由多台节点提供可伸缩的，高负载的服务器组以保证对外提供良好的服务响应;而LVS就是实现这一功能的技术，它通过使内核支持ipvs来实现LVS/Direct Routing (DR)、LVS/IP Tunnel、LVS/NAT的功能。由于本文的着眼点在于如何利用LVS构建一个负载均衡集群，所以关于负载均衡集群、LVS的详细内容就不在这里阐述了,如果大家有兴趣可参考如下信息：

　　http://www.linuxvirtualserver.org/ LVS的官方网站

　　http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/cluster/lvs/part1/index.shtml LVS项目介绍

　　RedHat 7.3/8.0都把ipvs预先编译到了RedHat发行版的内核中，但使用的ipvs版本比较低是ipvs 0.9.7/1.0.4,从RedHat 9开始ipvs不再被预先编译到了RedHat发行版的内核中，本文介绍了如何把最新版的ipvs Version 1.0.9编译到内核中并配置负载均衡集群的方法和一些技巧。

　　不论是在哪个版本的RedHat Linux上安装ipvs，工作大都可以分为如下几步：

　　图1给出了最简单的负载均衡集群的网络拓扑，这里需要指出的是以上提到的安装ipvs/ipvsadm的工作都是在Director上进行的。

　　2.在RedHat Linux上实现ipvs

　　在RedHat 7.3/8.0已经预先打了ipvs的补丁，在预安装的内核中已将ipvs编译成模块，如果你能在目录/lib/modules/2.4.18-*/kernel/net/ipv4/ipvs中看到ip_vs_*文件，就证明你的系统已经支持ipvs,可以通过如下步骤安装ipvsadm并配置转发方式。

　　但系统预编译的ipvs是比较早的版本(version 0.9.7/1.0.4)，本文把它升级到最新的版本Version 1.0.9。

　　2.1得到内核源码和相关的软件包

　　这里需要强调的是由于RedHat 7.3/8.0的内核源码中已经预先打了ipvs的补丁，所以在安装ipvs时不能使用RedHat光盘中的Kernel Source，而是需要去下载标准的内核。对于RedHat 9.0，虽然内核中没有预编译ipvs，但我还是提倡使用standard kernel，因为所有的ipvs的补丁包都是为标准内核开发的。从kernel ftp site得到standard kernel linux-2.4.18.tar.gz(RedHat 7.3/8.0), linux-2.4.20.tar.gz (RedHat 9.0), 从lvs homepage 得到ipvs-1.0.9.tar.gz、ipvsadm-1.21.tar.gz。(在下面的阐述中都以内核linux-2.4.18.tar.gz为例，对于内核linux-2.4.20.tar.gz做法是完全相同的)

　　2.2把ipvs补丁Patch到内核源码中

　　把linux-2.4.18.tar.gz解压到/usr/src目录，生成了/usr/src/linux目录;如果生成的是/usr/src/linux-2.4.18*目录，则要在/usr/src下建立一个连接 ln –s linux-2.4.18* linux，因为在ipvs-1.0.9中的makefile文件中默认指定Kernel Source的路径为：KERNELSOURCE = /usr/src/linux(当然，如果您直接修改makefile中的KERNELSOURCE值，使它指向源码的目录也可以)。

　　把ipvs-1.0.9.tar.gz解压缩到某个目录，如/usr/src/source，生成了/usr/src/source/ipvs-1.0.9目录;进入/usr/src/source/ipvs-1.0.9，依次执行如下命令：make patchkernel、make installsource,将ipvs的Patch加载到kernel的source中。当然您也可以用linux-2.4.20-ipvs-1.0.9.patch.gz直接patch到内核中，在/usr/src执行 gzip -cd linux-2.4.20-ipvs-1.0.9.patch.gz，然后进入/usr/src/linux执行patch -p1 < ../linux-2.4.20-ipvs-1.0.9.patch

　　2.3重新编译支持ipvs的内核

　　进入/usr/src/linux目录，分别执行：

　　make mrproper 为创建新的内和配置做好准备

　　make menuconfig 进行配置

　　主界面-->Networking options选项-->IP:Virtual Server Configuration选项(如图2 图3)

　　IP:Virtual Server Configuration中的选项设定都用M

　　make dep 检测是否有相关的软件包被使用

　　make clean 为新内核结构准备源目录树

　　make bzImage 创建内核引导映像

　　make modules、make modules_install 生成模块

　　图2

　　图3

　　注意的问题：如果使用Standard Kernel,在make menuconfig时可能在Networking options选项中找不到IP:Virtual Server Configuration选项，这是因为没有选中Network packet filtering选项，如图 4

　　图 4

　　IP:Virtual Server Configuration选项是基于Network packet filtering选项的。

　　技巧：在make menuconfig时，我们面对众多的选项常常不知道该如何选择，此时可以把安装时的配置文件copy到/usr/src/linux中：cp /boot/config-2.4.* /usr/src/linux/.config,再用make menuconfig编译，它会读取.config中原来的配置信息，这样只要对IP:Virtual Server Configuration中的新选项选择即可。

　　2.4启用新内核

　　mkinitrd /boot/initrd-2.4.18ipvs.img 2.4.18 创建initrd映像

　　cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.4.18ipvs

　　cd /boot

　　rm vmlinuz

　　ln –s vmlinuz-2.4.18ipvs vmlinuz

　　cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.18ipvs

　　cd /boot

　　rm System.map

　　ln –s System.map-2.4.18ipvs System.map

　　vi /etc/lilo.conf

　　添加启动选项：

　　image=/boot/vmlinuz-2.4.18ipvs

　　label=linux-ipvs

　　initrd=/boot/initrd-2.4.18ipvs.img

　　read-only

　　root=/dev/hda3

　　lilo

　　然后重新启动，选择新内核就可支持最新的ipvs

　　2.5安装ipvs管理工具ipvsadm

　　当使用了支持ipvs的内核后，就可以安装ipvsadm，ipvsadm是设置ipvs转发方式和调度算法的工具

　　tar xzvf ipvsadm-1.21.tar.gz

　　cd ./ipvsadm-1.21

　　make

　　make install

　　安装完成后，执行ipvsadm命令，如果有如下信息出现则说明安装成功了。

　　到现在为止，支持负载均衡功能的director就配置成功了，接下来我们可以通过ipvsadm来配置一个负载均衡集群。

　　3.配置LVS，构建负载均衡集群

　　LVS提供了三种转发方式：VS/NAT、VS/DR 、VS/TUN， 而不同的转发方式对后端的realserver要求也不同(如表1)

　　表 1

　　构建负载均衡集群的工作主要涉及三个方面(如图5)：

　　图 5