文章目录
前言一：LVS-DR工作原理1.1：DR模式概述1.2：如何分析LVS-DR数据包流向？1.3：LVS-DR中存在的ARP问题3.4：解决上述两个ARP问题的方法
二：LVS-DR部署2.1：实验环境2.2：实验拓扑图2.3：实验目的2.4：实验过程2.4.1：调度器配置2.4.2：配置两台节点IP地址绑定VIP2.4.2：配置两台节点IP地址绑定VIP2.4.3：节点服务器配置抑制ARP响应2.4.4：两台节点服务器配置测试网址
2.5：实验验证
三：keepalived实现原理3.1：keepalived工具概述3.2：原理解析
四：如何部署Keepalievd4.1：Keepalievd部署概述4.2：Keepalievd安装与启动4.3：配置Keepalievd master服务器4.4：配置Keepalived slave服务器4.5：Keepalived双机热备效果测试
五：双机热备keepalived配置5.1：实验验证
前言
一：LVS-DR工作原理
1.1：DR模式概述
负载均衡群集工作模式–直接路由（Direct Routing）
简称DR模式，采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道
1.2：如何分析LVS-DR数据包流向？
为方便进行原理分析，将 Client与群集机器放在同一网络中，数据包流经的路线为1-2-3-4
Client向目标VIP发出请求， Director（负载均衡器）接收。此时IP包头及数据帧头信息为
Director根据负载均衡算法选择 Realserver_1，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址，然后在局域网上发送。IP包头及数据帧头信息如下 - RealServer_1收到这个帧，解封装后发现目标IP与本机匹配（ RealServer事先绑定了VIP），于是处理这个报文。随后重新封装报文，发送到局域网。此时IP包头及数据帧头信息为
Client将收到回复报文。 Client认为得到正常的服务，而不会知道是哪一台服务器处理的
注意：如果跨网段，那么报文通过路由器经由 terne返回给用户
1.3：LVS-DR中存在的ARP问题
在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡器与节点服务器都要配置相同的VIP地址
在局域网中具有相同的IP地址，势必会造成各服务器ARP通信的紊乱
当一个ARP广播发送到LVS-DR集群时，因为负载均衡器和节点服务器都是连接到相同的网络上的，它们都会接收到ARP广播此时只有前端的负载均衡器进行响应，其他节点服务器不应该响应ARP广播
对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求
使用虚接口lo:0承载ⅥP地址设置内核参数 arp_ignore=1：系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
RealServe返回报文（源IP是VIP）经路由器转发，在重新封装报文时需要先获取路由器的MAC地址
发送ARP请求时， Linux默认使用IP包的源IP地址（即VIP）作为ARP请求包中的源IP地址，而不使用发送接口（例如ens33）的IP地址
路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项
原有的VIP对应 Director的MAC地址会被更新为ⅥP对应RealServer的MAC地址
此时新来的请求报文，路由器根据ARP表项，会将该报文转发给RealServer，从而导致 Director的VIP失效
解决办法
对节点服务器进行处理，设置内核参数arp_announce=2：系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口的IP地址
3.4：解决上述两个ARP问题的方法
修改/etc/sysctl.conf文件
对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口的IP地址net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
二：LVS-DR部署
2.1：实验环境
为了进一步提高公司网站的负载能力，公司决定扩展现有的网站平台，基于LVS构筑负载均衡群集。考虑到群集的访问效率，管理员准备采用LVS群集的DR模式，共享存储设备存放在内部专有网络中LVS1：192.168.100.100LVS2：192.168.100.110Web1：192.168.100.200Web2：192.168.100.222VIP=192.168.100.10Win 10 ：192.168.100.50
2.2：实验拓扑图
2.3：实验目的
win10客户机通过访问lvs调度器漂移IP地址可以成功访问web节点服务器内容
2.4：实验过程
2.4.1：调度器配置
两台LVS服务器都安装工具包
[root@lvs1 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y
'//keepalived：双机热备要用到的，ipvsadm：调度管理要用'
[root@lvs2 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y
两台LVS服务器都开启路由转发，关闭重定向
[root@lvs1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
'//尾行插入下段配置'
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@lvs1 ~]# sysctl -p
'//重载配置，使之生效'
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
两台LVS服务器都创建脚本便于service管理
[root@lvs1 network-scripts]# vim /etc/init.d/dr.sh
'//编辑以下脚本内容'
#!/bin/bash
GW=192.168.100.1
VIP=192.168.100.10 ##虚拟ip
RIP1=192.168.100.200 ##真实web服务器ip
RIP2=192.168.100.222
case
"$1" in
start
)
/sbin/ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm ##保存配置
systemctl start ipvsadm ##启动服务
/sbin/ifconfig
ens33:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up
##
设置ens33:0地址，广播地址，子网掩码，并开启
/sbin/route add -host $VIP dev
ens33:0 ##添加路由网段信息
/sbin/ipvsadm -A -t $
VIP:80 -s rr ##指定虚拟服务访问入口，指定轮询算法
/sbin/ipvsadm -a -t $
VIP:80 -r $
RIP1:80 -g ##指定真实服务器，dr模式
/sbin/ipvsadm -a -t $
VIP:80 -r $
RIP2:80 -g
echo
"ipvsadm starting --------------------[ok]"
;;
stop
)
/sbin/ipvsadm -C ##清空缓存
systemctl stop ipvsadm ##关闭服务
ifconfig
ens33:0 down ##关闭接口
route del $VIP ##删除路由信息
echo
"ipvsamd stoped----------------------[ok]"
;;
status
)
if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ]
;then ##判断文件存在与否决定状态
echo
"ipvsadm stoped---------------"
exit 1
else
echo
"ipvsamd Runing ---------[ok]"
fi
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop|status
}"
exit 1
esac
exit 0
[root@lvs1 network-scripts]# chmod +x /etc/init.d/dr.sh
两台LVS服务器都修改网卡为仅主机模式 两台LVS服务器都为ens33配置IP地址、ens33:0配置ⅥP地址
[root@lvs1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@lvs1 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33
ifcfg-ens33:0
[root@lvs1 network-scripts]# vim
ifcfg-ens33:0
'//配置虚拟ip地址'
'//删除原本内容，添加以下配置'
DEVICE=
ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0
[root@lvs1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
'//...省略内容，修改为static'
BOOTPROTO=static
'//...省略内容，尾行添加内容'
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1
[root@lvs2 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
'//注意lvs2的IP地址为192.168.100.110'
IPADDR=192.168.100.110
两台LVS服务器都重启各项配置
[root@lvs1 network
-scripts
]# systemctl restart network
[root@lvs1 network
-scripts
]# ifup ens33
:0
[root@lvs1 network
-scripts
]# service dr
.sh start
ipvsadm starting
--------------------[ok
]
[root@lvs1 network
-scripts
]# systemctl stop firewalld
.service
[root@lvs1 network
-scripts
]# setenforce
0
2.4.2：配置两台节点IP地址绑定VIP
LVS-DR中，两台节点服务器要配置绑定VIP地址
VIP地址仅用作Web响应数据包的源地址，并不监听客户机的访问请求
都修改为仅主机模式
两台节点服务器为ens33配置IP地址，为lo：0配置VIP地址
[root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@web1 network-scripts]# cp -p ifcfg-lo
ifcfg-lo:0
[root@web1 network-scripts]# vim
ifcfg-lo:0
DEVICE=
lo:0
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes
[root@web1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
'//...省略内容，修改为static'
BOOTPROTO=static
'//...省略内容，尾行添加内容'
IPADDR=192.168.100.200
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1
'//其中web2服务器修改为192.168.100.222'
IPADDR=192.168.100.222
两台LVS服务器都重启各项配置
[root@lvs1 network-scripts]# systemctl restart network
[root@lvs1 network-scripts]# ifup
ens33:0
[root@lvs1 network-scripts]# service dr.sh start
ipvsadm starting --------------------[ok]
[root@lvs1 network-scripts]# systemctl stop firewalld.service
[root@lvs1 network-scripts]# setenforce 0
2.4.2：配置两台节点IP地址绑定VIP
LVS-DR中，两台节点服务器要配置绑定VIP地址
VIP地址仅用作Web响应数据包的源地址，并不监听客户机的访问请求
都修改为仅主机模式
两台节点服务器为ens33配置IP地址，为lo：0配置VIP地址
[root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@web1 network-scripts]# cp -p ifcfg-lo
ifcfg-lo:0
[root@web1 network-scripts]# vim
ifcfg-lo:0
DEVICE=
lo:0
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes
[root@web1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
'//...省略内容，修改为static'
BOOTPROTO=static
'//...省略内容，尾行添加内容'
IPADDR=192.168.100.200
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1
'//其中web2服务器修改为192.168.100.222'
IPADDR=192.168.100.222
2.4.3：节点服务器配置抑制ARP响应
配置抑制ARP脚本
[root@web1 network-scripts]# vim /etc/init.d/web.sh
#!/bin/bash
VIP=192.168.100.10
case
"$1" in
start
)
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
'//arp忽略'
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
)
ifconfig
lo:0 down
route del $VIP /dev/null 2>&1
echo
"0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
'//arp开启'
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 Stopd"
;;
*)
echo "Usage: $0 {start|stop
}"
exit 1
esac
exit 0
[root@web1 network-scripts]# chmod +x /etc/init.d/web.sh
2.4.4：两台节点服务器配置测试网址
在两台节点服务器上安装配置并启用httpd服务器，分别创建测试网页，测试网页内容要不相同，以区别不同的节点服务器
[root@web1 ~]# yum install httpd -y
[root@web2 ~]# yum install httpd -y
[root@web1 ~]# vim /var/www/html/index.html
<h1>this is web1 web</h1>
[root@web2 ~]# vim /var/www/html/index.html
<h1>this is web2 web</h1>
重启各项服务
[root@web1 network-scripts]# systemctl restart network
[root@web1 network-scripts]# ifup
lo:0
[root@web1 network-scripts]# service web.sh start
RealServer Start OK
[root@web1 network-scripts]# systemctl start httpd
[root@web1 network-scripts]# systemctl stop firewalld.service
[root@web1 network-scripts]# setenforce 0
2.5：实验验证
修改win10主机IP地址 使用win10访问192.168.100.10验证 验证成功
三：keepalived实现原理
3.1：keepalived工具概述
专为LVS和HA设计的一款健康检查工具
支持故障自动切换（ Failover）支持节点健康状态检查（ Health Checking）官方网站http://www.keepalived.org
3.2：原理解析
Keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux服务器的多机热备功能
VRRP，虚拟路由冗余协议，是针对路由器的一种备份解决方案
由多台路由器组成一个热备组，通过共用的虚拟IP地址对外提供服务
每个热备组内同一时刻只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态
若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务
四：如何部署Keepalievd
4.1：Keepalievd部署概述
Keepalived可实现多机热备，每个热备组可有多台服务器，最常用的就是双机热备
双机热备的故障切换是由虚拟IP地址的漂移来实现，适用于各种应用服务器
本次部署将实现基于web服务的双机热备
4.2：Keepalievd安装与启动
在LVS群集环境中应用时，也需用到 lipvsadm管理工具YUM安装 Keepalived启用 Keepalived服务
4.3：配置Keepalievd master服务器
Keepalievd配置目录位于/etc/keepalievd/keepalievd.conf是主配置文件
global_defs{…}区段指定全局参数vrrp_instance实例名称{…}区段指定VRRP热备参数注释文字以“！”符号开头目录samples/,提供了许多配置样例作为参考 常用配置选项
router_id HA_TEST_R1: 本路由器（服务器）的名称vrrp_instance VI_1：定义VRRP热备实例state MASTER：热备状态，MASTER表示主服务器interface ens33：承载VIP地址的物理接口virtual_router_id 1：虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致priority 100：优先级，数值越大优先级越高advert_int 1：通告间隔秒数（心跳频率）auth_type PASS：认证类型auth_pass 123456：密码字串virtual_ipaddress{vip}：指定漂移地址（VIP），可以有多个，多个漂移地址以逗号分隔
4.4：配置Keepalived slave服务器
Keepalived备份服务器的配置与master的配置有三个选项不同
router_id:设为自由名称state：设为BACKUPpriority：值低于主服务器 其他选项与master相同
4.5：Keepalived双机热备效果测试
测试双机热备的效果
主、备机均启用Web服务，内容相同先后禁用、启用主服务器的网卡，执行以下测试 测试1：使用ping检测19216810.72的连通性测试2：访问htt:/192168.10.72，确认可用性及内容变化测试3：查看日志文件/var/log/messages中的变化
五：双机热备keepalived配置
两台lvs调度器配置
[root@lvs1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! 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
'//邮件协议指向自己'
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_01
'//router_id不能相同'
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER '//主服务器为MASTER，备服务器为BACKUP'
interface eth0
virtual_router_id 10 '//主备组号要相同'
priority 100 '//优先级，备服务器的优先级要小于主'
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
'//主备密码要相同'
}
virtual_ipaddress {
192.168.100.10
}
}
virtual_server 192.168.100.10 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr '//轮询算法'
lb_kind DR '//修改为DR模式'
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.100.200 80 { '//节点1配置'
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.100.222 80 { '//节点2配置'
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
第二台lvs调度器与第一台调度器不同的地方
[root@lvs1
~]# vim
/etc
/keepalived
/keepalived
.conf
...省略内容
router_id LVS_02
'//router_id不能相同'
...省略内容
vrrp_instance VI_1
{
state BACKUP
'//此处选择为BACKUP备服务器'
interface eth0
virtual_router_id
10
priority
90 '//优先级需要低于主服务器'
...省略内容
'//其他配置都相同'
开启keepalived服务
[root@lvs1 ~]# systemctl start keepalived
[root@lvs2 ~]# systemctl start keepalived
5.1：实验验证
修改win10主机IP地址
使用win10访问192.168.100.10验证
此时可以关闭主服务器的漂移地址 ifdown ens33:0，再次访问页面，发现依然可以访问，双机热备成功
两台服务器多刷新几次会显示另一台web首页
若无法显示网页，尝试重启两台lvs服务器的dr.sh脚本或其他服务
