lvs集群高可用之DR+keepalived
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了lvs集群高可用之DR+keepalived相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
DR+keepalived
前言：
lvs作为调度器有两个问题需要解决，一是后端服务端的web中，假如有一台出现故障，然后在调度的时候将其自动踢出集群，二是调度假如出现故障，如何实现调度器的功能转移，避免单点故障。本章我们会介绍一个新的软件，keepalived，用它来实现这个功能。
一、分析LVS—DR群集工作原理
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 .
解读：调度器和服务端web在一个机房，同一网段；数据返回到用户时，不经过调度器。
数据包流向的过程：
1、Client向目标VIP发出请求，Director(负载均衡器)接收
总结：数据包的指向的ip为集群的vip，mak指向的lvs
2、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
总结：server1也绑定了vip，负载均衡器的将报文中源mask地址换成了lvs的，目标mask地址换成的server1的真实mask
3、 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
4、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
总结：每次只是修改了mask的地址，ip地址不做修改（当然要先解决ARP的冲突问题。一个ip对应了多个mask）
二、LVS-DR中的ARP问题及办法
问题一：
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，它们都会接收到ARP广播。
解决方法
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
问题二：
建立第一次通信后，下次通信直接发送到上次的server1上，不经过调度器
产生原因：ARP请求使用IP包的源IP地址（即VIP）作为ARP请求包中的源IP地址
解决方法
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
总结：
解决ARP的两个问题的设置方法
修改letc/sysctl.conf文件
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_annougce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
四、LVS-DR处理问题后的流量分析
① 客户端发送请求到Director server (负载均衡器)，请求的数据报文(源IP是CIP，目标IP是VIP)到达内核空间。
② Director Server和Real server在同一个网络中，数据通过二层数据链路层来传输。
③ 内核空间判断数据包的目标IP是本机VIP，此时IPVS (IP虚拟服务器)比对数据包请求的服务是否是集群服务，是集群服务就重新封装数据包。修改源MAC地址为Director Server的MAC地址，修改目标MAC地址为Real Server的MAC地址，源IP地址与目标IP地址没有改变，然后将数据包发送给Real Server。
④到达Real server的请求报文的MAC地址是自身的MAC地址，就接收此报文。数据包重新封装报文(源IP地址为VIP，目标IP为CIP)，将响应报文通过 lo 接口传送给物理网卡ens33然后向外发出。
⑤ Real Server 直接将响应报文传送到客户端。
五、LVS-DR 特性
① Director Server和Real Server必须在同一个物理网络中。
② Real Server可以使用私有地址，也可以使用公网地址。如果使用公网地址，可以通过互联网对RIP进行直接访问。
③ Director Server作为群集的访问入口，但不作为网关使用。
所有的请求报文经由Director Server，但回复响应报文不能经过Director Server
④ Real Server的网关不允许指向Director Server IP，即Real Server发送的数据包不允许经过Director Server。
⑤ Real Server上的l0接口配置VIP的IP地址。
六、keeplived的简单介绍
1、Keepalived
专为LVS负载均衡和HA高可用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）
判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，当master主机出现故障及时切换到backup节点保证业务正常，当 master
故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回 master 节点（优先级）。
2、Keepalived实现原理剖析
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份组，通过共用的虚拟IP地址对外提供服务
每个热备组内同时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
snmp 通过网络管理服务器、交换机、路由器等设备的一种协议
在keepalived SNMP管理的是健康检查(状态)
PS: 在监控中也会通过snmp 监控、获取被监控服务器的数据
keepalive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——由虚拟IP地址的漂移来实现，适用于各种应用服务器
实验lvs-DR+keepalived
1、实验环境
服务器 IP地址配置 需要的工具
lvs1主负载调度器（Director1） ens33：192.168.100.8 ipvsadm、keepalived（热备）
lvs2备负载调度器（Director2） ens33：192.168.100.7 ipvsadm、keepalived
web服务器1 ens33 192.168.100.5
lo:0 (VIP)： 192.168.100.100 httpd
web服务器2 ens33 192.168.100.6
lo:0 (VIP)： 192.168.100.100 httpd
centos客户端 192.168.99.11 web浏览器
centos客户端 192.168.99.12 web浏览器
2、lvs的配置
在两台lvs上进行操作
lvs1的网卡为ens33
[root@lvs1 ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@lvs1 ~]# setenforce 0
[root@lvs1 ~]# yum -y install ipvsadm keepalived
cd /etc/sysconfig/network-scripts
cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0 #删除原有的东西
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.226.100
NETMASK=255.255.255.255
systemctl restart network
ifup ens33:0 #开启ens33:0网卡
#配置dr的转发规则
vim /etc/sysctl.conf #添加规则
net.ipv4.ip_forward = 0 #关闭转发
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0 #关闭所有重定向
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0 #关闭默认的重定向
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0 #关闭ens33
##调整proc响应参数
#由于LVS负载均衡器和各节点需要共用vip地址，应该关闭linux内核的重定向响应参数，不充当路由器（转发、重定向）
sysctl -p #启动配置
#开启ipvsadm
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
#配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
vim /opt/dr.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.100.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.5:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.6:80 -g
ipvsadm
ipvsadm -Lnc
#lvs2相同配置
3、两台web的设置
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.255
[root@web1 network-scripts]# ifup lo:0
[root@web1 network-scripts]# ifconfig lo:0
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 192.168.100.100 netmask 255.255.255.255
loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)
route add -host 192.168.100.100 dev lo:0 #禁锢路由
route -n #查看路由
#配置启动管理执行路由禁锢
vim /etc/rc.local
.......
/sbin/route add -host 192.168.100.100 dev lo:0
yum -y install httpd
②、调整内核的ARP响应参数以阻止更新VIP的MAC地址，避免冲突
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
sysctl -p
systemctl start httpd
web1:
vim /var/www/html/index.html
<h1>this is kcc</h1>
web2:
vim /var/www/html/index.html
<h1>this is bnenet</h1>
4、配置主备keeplived
lvs1主配置
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
global_defs { #定义全局参数
router_id lvs_01 #热备组内的设备名称不能一致
}
vrrp_instance vi_1 { #定义VRRP热备实例参数
state MASTER #指定热备状态，主为master，备为backup
interface ens33 #指定承载vip地址的物理接口
virtual_router_id 51 #指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
priority 110 #指定优先级，数值越大越优先
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress { #指定集群VIP地址
192.168.100.100
}
}
#指定虚拟服务器地址vip，端口，定义虚拟服务器和web服务器池参数
virtual_server 192.168.226.100 80 {
lb_algo rr #指定调度算法，轮询（rr）
lb_kind DR #指定集群工作模式，直接路由DR
persistence_timeout 6 #健康检查的间隔时间
protocol TCP #应用服务采用的是TCP协议
#指定第一个web节点的地址，端口
real_server 192.168.100.5 80 {
weight 1 #节点权重
TCP_CHECK {
connect_port 80 #添加检查的目标端口
connect_timeout 3 #添加连接超时
nb_get_retry 3 #添加重试次数
delay_before_retry 3 #添加重试间隔
}
}
#指定第二个web节点的地址，端口
real_server 192.168.100.6 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
systemctl restart keepalived
lvs2上备的配置
global_defs {
router_id lvs_02 #名称
}
vrrp_instance vi_1 {
state BACKUP #为BACKUP
interface ens32 #因为实际网卡为ens32
virtual_router_id 51
priority 100 #修改优先值100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.100.100
}
}
#指定虚拟服务器地址vip，端口，定义虚拟服务器和web服务器池参数
virtual_server 192.168.100.100 80 {
lb_algo rr #指定调度算法，轮询（rr）
lb_kind DR #指定集群工作模式，直接路由DR
persistence_timeout 6 #健康检查的间隔时间
protocol TCP #应用服务采用的是TCP协议
#指定第一个web节点的地址，端口
real_server 192.168.100.5 80 {
weight 1 #节点权重
TCP_CHECK {
connect_port 80 #添加检查的目标端口
connect_timeout 3 #添加连接超时
nb_get_retry 3 #添加重试次数
delay_before_retry 3 #添加重试间隔
}
}
#指定第二个web节点的地址，端口
real_server 192.168.100.6 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
systemctl restart keepalived
5、win访问
访问vip192.168.100.100
删除缓存在访问
以上是关于lvs集群高可用之DR+keepalived的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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