LVS负载均衡群集DR模式+Keepalived部署！

Posted 2022-08-03 handsomeboy-东

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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负载均衡群集DR模式+Keepalived部署！相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

LVS-DR模式数据包流量
LVS-DR模式中ARP问题
- 解决ARP两个问题设置方法
LVS-DR工作模式的特点
LVS-DR + Keepalived部署

LVS-DR模式数据包流量

假设服务器都在同一局域网

客户端向目标VIP发送请求，由负载均衡器接受
负载均衡器根据算法选择后端真实服务器，不修改不封装IP报文，而是修改MAC地址为真实服务器的MAC地址，然后再区域网上发送
后端真实服务器收到数据帧，解封装发现目标ip（VIP）与本机匹配（事先设置好的），于是接受并处理该报文
随后重新封装报文，将响应报文通过lo接口传送给物理网卡然后向外发出，客户端收到报文并回复，

LVS-DR模式中ARP问题

在LVS-DR负载均衡集中，负载均衡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网络上，它们都会接收到ARP广播。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。
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
Real Server返回报文(源IP是VIP)经路由器转发，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
用发送接口的IP地址如：ens33，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，路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给Realserver，导致Director的VIP失效
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

解决ARP两个问题设置方法

修改 /etc/sysctl.conf 文件
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

LVS-DR工作模式的特点

负载均衡调度器和后端真实服务器再同一区域网内
负载均衡调度器最为群集的访问入口，但不作为网关使用，所有的回复报文不经过负载均衡调度器
后端真实服务器上的lo接口配置VIP的IP地址

LVS-DR + Keepalived部署

设备准备：

主/备负载调度器：主（192.168.118.100），备（192.168.118.200）
后端服务器：server1（ens33：192.168.118.50，VIP：192.168.118.66）、server2（ens33：192.168.118.55，VIP：192.168.118.66）
客户端：192.168.118.99

LVS调度服务器配置（主-备）

LVS-01：

[root@lvs-01 ~]# yum install -y ipvsadm keepalived
[root@lvs-01 ~]# modprobe ip_vs			#加载ip_vs模块
[root@lvs-01 ~]# 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VIP
[root@lvs-01 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@lvs-01 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
[root@lvs-01 network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0		#删除原本内容，添加以下内容
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.118.66
NETMASK=255.255.255.255
[root@lvs-01 network-scripts]# ifup ens33:0
[root@lvs-01 network-scripts]# ifconfig ens33:0
ens33:0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.118.66  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.118.255
        ether 00:0c:29:4e:ad:4a  txqueuelen 1000  (Ethernet)


## 设置proc参数，关闭linux内核参数，关闭转发和重定向
[root@lvs-01 network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf    #再后面插入以下内容
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@lvs-01 network-scripts]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0


##开启ipvsadm
[root@lvs-01 network-scripts]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@lvs-01 network-scripts]# systemctl start ipvsadm
[root@lvs-01 network-scripts]# systemctl status ipvsadm
● ipvsadm.service - Initialise the Linux Virtual Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/ipvsadm.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (exited) since 星期一 2021-07-26 15:36:20 CST; 9s ago


##用脚本创建ipvsadm规则
[root@lvs-01 network-scripts]# vim /opt/gz.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.118.66:80 -s rr			##设置为轮询
ipvsadm -a -t 192.168.118.66:80 -r 192.168.118.50:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.118.66:80 -r 192.168.118.55:80 -g
ipvsadm
[root@lvs-01 network-scripts]# chmod +x /opt/gz.sh
[root@lvs-01 network-scripts]# /opt/gz.sh		#开启ipvsadm，（在配置完web服务器后执行）
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  lvs-01:http rr
  -> 192.168.118.50:http          Route   1      0          0         
  -> 192.168.118.55:http          Route   1      0          0

LVS-02：

[root@lvs-02 ~]# yum -y install ipvsadm keepalived
[root@lvs-02 ~]# modprobe ip_vs 
[root@lvs-02 ~]# 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
[root@lvs-02 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@lvs-02 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
[root@lvs-02 network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.118.88
NETMASK=255.255.255.255
[root@lvs-02 network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@lvs-02 network-scripts]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@lvs-02 network-scripts]# systemctl start ipvsadm
[root@lvs-02 network-scripts]# vim /opt/gz.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.118.66:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.118.66:80 -r 192.168.118.50:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.118.66:80 -r 192.168.118.55:80 -g
ipvsadm
[root@lvs-02 network-scripts]# chmod +x /opt/gz.sh
[root@lvs-02 network-scripts]# /opt/gz.sh
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  lvs-02:http rr
  -> 192.168.118.50:http          Route   1      0          0         
  -> 192.168.118.55:http          Route   1      0          0

web服务器配置

server1：

[root@server1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@server1 network-scripts]# cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@server1 network-scripts]# vim /ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.118.66
NETMASK=255.255.255.255
[root@server1 network-scripts]# ifup lo:0
[root@server1 network-scripts]# ifconfig lo:0
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 192.168.118.66  netmask 255.255.255.255
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)


##禁锢路由
[root@server1 network-scripts]# route add -host 192.168.118.66 dev lo:0
[root@server1 network-scripts]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.118.2   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
192.168.118.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33
192.168.118.66  0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 lo
192.168.122.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 virbr0
###也可以配置启动管理来执行路由禁锢
[root@server1 network-scripts]# vim /etc/rc.local ##再最后添加以下内容
/sbin/route add -host 192.168.118.66 dev lo:0


##下载安装httpd
[root@server1 network-scripts]# yum install -y httpd
[root@server1 network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf  		#调整内核的ARP响应参数以阻止更新VIP的MAC地址，避免冲突
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
[root@server1 network-scripts]# sysctl -p
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
[root@server1 network-scripts]# systemctl start httpd		#开启apache
[root@server1 network-scripts]# vim /var/www/html/index.html		#设置web1的网页
<html>
<body>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
<h1>this is server1</h1>
</body>
</html>

server2：

[root@server2 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@server2 network-scripts]# cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@server2 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.118.66
NETMASK=255.255.255.255
[root@server2 network-scripts]# ifup ifcfg-lo:0
[root@server2 network-scripts]# ifconfig lo:0
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 192.168.118.66  netmask 255.255.255.255
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
[root@server2 network-scripts]# route add -host 192.168.118.66 dev lo:0
[root@server2 network-scripts]# vim /etc/rc.local 
/sbin/route add -host 192.168.118.66 dev lo:0
[root@server2 network-scripts]# yum install -y httpd
[root@server2 network-scripts]# sysctl -p
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
[root@server2 network-scripts]# systemctl start httpd
[root@server2 network-scripts]# vim /var/www/html/index.html
<html>
<body>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
<h1>this is server2</h1>
</body>
</html>
~

此时可以在浏览器上查看网页（不断刷新），同时在负载调度器上实时观察

[root@lvs-01 network-scripts]# watch -n 1 ipvsadm -Lnc

部署Keepalived

Keepalived概述

支持故障自动切换
支持节点健康状态检查
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）。

Keepalived实现原理

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，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)，在监控中也会通过snmp 监控、获取被监控服务器的数据

Keepalived安装设置

LVS-01:

[root@lvs-01 ~]# vim /etc/keepalived/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
      192.168.118.66


#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 192.168.118.66 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 192.168.118.50 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 192.168.118.55 80 
      weight 1
      TCP_CHECK 
          connect_port 80
          connect_timeout 3
          nb_get_retry 3
          delay_before_retry 3
   


[root@lvs-01 ~]# systemctl start keepalived.service 		#开启keepalived
[root@lvs-01 ~]# systemctl status keepalived.service 
● keepalived.service - LVS and VRRP High Availability Monitor
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/keepalived.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 星期一 2021-07-26 21:45:42 CST; 7s ago
  Process: 83249 ExecStart=/usr/sbin/keepalived $KEEPALIVED_OPTIONS (code=exited, status=0/SUCCESS)

LVS-02:

[root@lvs-02 network-scripts]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs              
      router_id lvs_02          		#这里得更改序号

vrrp_instance vi_1        
      state BACKUP         
      interface ens33      
      virtual_router_id 51 
      priority 100       				#优先级改为100        
      advert_int 1
      authentication 
           auth_type PASS
           auth_pass 6666
 
virtual_ipaddress         
      192.168.226.100


virtual_server 192.168.118.66 80  
      lb_algo rr                
      lb_kind DR                                
      persistence_timeout 6             
global_defs 
      router_id lvs_01

vrrp_instance vi_1 
      interface ens33
      virtual_router_id 51
      priority 110      
      advert_int 1
           auth_pass 6666
          
      192.168.118.66
     
     
virtual_server 192.168.118.66 80 
      protocol TCP
real_server 192.168.118.50 80 
      weight 1
      TCP_CHECK 
          connect_port 80
          connect_timeout 3
          nb_get_retry 3
          delay_before_retry 3
   

real_server 192.168.118.55 80 
      weight 1
      TCP_CHECK 
          connect_port 80
          connect_timeout 3
          nb_get_retry 3
          delay_before_retry 3
   


[root@lvs-02 network-scripts]# systemctl start keepalived.service 
[root@lvs-02 network-scripts]# systemctl status keepalived.service 
● keepalived.service - LVS and VRRP High Availability Monitor
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/keepalived.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 一 2021-07-26 21:46:28 CST; 11s ago
  Process: 79523 ExecStart=/usr/sbin/keepalived $KEEPALIVED_OPTIONS (code=exited, status=0/SUCCESS)

此时在LVS-02上用“ip a”看不到VIP地址，假设LVS-01发生故障（关闭keepalived），再查看LVS-02的IP地址详细信息

[root@lvs-01 ~]# systemctl stop keepalived.service

以上是关于LVS负载均衡群集DR模式+Keepalived部署！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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