lvs+keepalived+bind实现负载均衡高可用智能dns

Posted 2020-10-28 Fatt

转：https://www.cnblogs.com/mikeluwen/p/7068356.html

整体架构：

1.IP地址规划：

Dns1:172.28.0.54

Dns2:172.28.0.55

Dr服务器主：172.28.0.57

Dr服务器从：172.28.0.67

Vip:172.28.0.99

原理过程：

Lvs+keepalived实现高性能高可靠性负载均衡，这里使用dr模式，客户机访问负载均衡服务器，会调度到后面的真实服务器上，真实服务器直接将结果返回，如果主调度服务器除了问题，vip会漂到从服务器继续提供负载均衡，主恢复后vip重新漂到主服务器，后面的真实服务器如果出现问题，会被剔除集群，直到恢复。

Lvs描述：

lvs说明:目前有三种IP负载均衡技术（VS/NAT、VS/TUN和VS/DR）；
八种调度算法（rr,wrr,lc,wlc,lblc,lblcr,dh,sh）。
在调度器的实现技术中，IP负载均衡技术是效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中有通过网络地址转换（Network Address Translation）将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，我们称之为VS/NAT技术（Virtual Server via Network AddressTranslation），大多数商品化的IP负载均衡调度器产品都是使用此方法，如Cisco的LocalDirector、F5的Big/IP和 Alteon的ACEDirector。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，我们提出通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN （Virtual Server via IP Tunneling），和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR（Virtual Server via Direct Routing），它们可以极大地提高系统的伸缩性。所以，IPVS软件实现了这三种IP负载均衡技术，它们的大致原理如下（我们将在其他章节对其工作原理进行详细描述），

Virtual Server via Network Address Translation（VS/NAT）
通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法，将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户，完成整个负载调度过程。

Virtual Server via IP Tunneling（VS/TUN）
采用NAT技术时，由于请求和响应报文都必须经过调度器地址重写，当客户请求越来越多时，调度器的处理能力将成为瓶颈。为了解决这个问题，调度器把请求报文通过IP隧道转发至真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户，所以调度器只处理请求报文。由于一般网络服务应答比请求报文大许多，采用 VS/TUN技术后，集群系统的最大吞吐量可以提高10倍。

Virtual Server via Direct Routing（VS/DR）
VS/DR通过改写请求报文的MAC地址，将请求发送到真实服务器，而真实服务器将响应直接返回给客户。同VS/TUN技术一样，VS/DR技术可极大地提高集群系统的伸缩性。这种方法没有IP隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必须支持IP隧道协议的要求，但是要求调度器与真实服务器都有一块网卡连在同一物理网段上。

针对不同的网络服务需求和服务器配置，IPVS调度器实现了如下八种负载调度算法：使用

比较多的是以下四种：

轮叫（Round Robin）
调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

最少链接（Least Connections）
调度器通过"最少连接"调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用"最小连接"调度算法可以较好地均衡负载。

加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

第一部分智能dns主从实现

注意：dns主从服务器时间一定要同步,所有服务器的时间都有同步

1.下载bind9:

Wget http://www.isc.org/downloads/file/bind-9-9-5rc2/?version=tar.gz

Bind9.9.5目前最新稳定版本

2.安装：

Ubuntu默认没有C/C++编译环境所以先要安装好编译环境

sudo apt-get installbuild-essential

bind9使用默认需要openssl支持我们这里编译安装openssl

下载openssl-1.0.1f

Wget http://www.openssl.org/source/openssl-1.0.1f.tar.gz

安装openssl

Sudo mkdir /usr/local/ssl

./config --prefix=/usr/local/ssl

Make && sudo make install

正式开始安装bind9

Tar xvf bind-9.9.5.tar.gz

Sudo mkdir /usr/local/named

Cd bind-9.9.5

./configure –enable-threads –prefix=/usr/local/named--enable-largefile --with-openssl=/usr/local/ssl

Make

Sudo make install

创建用户named用户，使用named用户运行dns

1.groupadd named

2.useradd -g named -s /sbin/nologin named

建几个目录：

Sudo mkdir /usr/local/named/etc/zones

Sudo mkdir /usr/local/named/log //保存日志就新建这个目录

 

3.配置

Master 配置主从使用tsig事务签名认证，dnssec-keygen -a HMAC-MD5 -b 128 -n HOSTxxxx 生成的秘钥，实现智能dns主从同步

 

Cd /usr/local/named/etc/

Vim named.conf

include"/usr/local/named/etc/named.conf.options"; //放配置

include"/usr/local/named/etc/named.conf.local"; //定义zone

include"/usr/local/named/etc/cnc"; //acl列表自定义ip地址

include"/usr/local/named/etc/chinanet"; //acl列表自定义ip地址

 

vim /usr/local/named/etc/named.conf.options

options {

directory "/usr/local/named";//修改默认路径

pid-file"/usr/local/named/var/run/named.pid";

allow-query-cache { any; }; //允许查询

};

//这里设置日志有多种级别日志一般不设置

//logging {

// channel query_log {

// file"/usr/local/named/log/query.log" versions 3 size 20m;

// severity info;

// print-time yes;

// print-category yes;

//};

//category queries {

// query_log;

// };

//};

//下面的是dnssec-keygen -a HMAC-MD5 -b 128 -n HOST xxxx 生成的秘钥，实现智能dns主从同步

key chinanet {

algorithm hmac-md5;

secret"kve3QMmhjXGZUZURb6mucQ==";

};

Vim /usr/local/named/etc/named.conf.local

view "chinanetzone" {

match-clients { key chinanet; chinanet; }; //前面的是key 后面的是acl

server 172.28.0.55 { keys { chinanet; }; };//定义从服务器,通过key同步

zone "test.com" {

type master; //定义此区为主服务器,从服务器写slave

file "/usr/local/named/etc/zones/db.test"; //指定区资源文件的位置,区域文件随便取名字

allow-transfer { key chinanet;};允许通过key的服务器同步zone文件

//allow-transfer { 172.28.0.55;};

also-notify { 172.28.0.55;};

};

zone "." {

type hint;

file"/usr/local/named/etc/zones/db.root";

};

 

};

 

//反向解析根据条件看需不需要配置

//zone "172.in-addr.arpa" {

// type master; //定义此区为主服务器

// file "/etc/bind/db.172"; //指定区资源文件的位置

// };

Chown –R named:named/usr/local/named

Zones文件：

;

; BINDdata file for local loopback interface

;

$TTL 604800 ;其它服务器缓存保留时间

@ IN SOA spdns01.test.com.root.test.com. (

2 ; Serial

604800 ; Refresh

86400 ; Retry

2419200 ; Expire

604800 ) ; Negative Cache TTL

;

@ IN NS spdns01.test.com.

@ IN NS spdns02.test.com.

spdns01IN A 172.28.0.57

spdns02IN A 172.28.0.67

;spdns02 IN A 172.28.0.55

www IN A 2.2.2.2

Slave配置：

Slave配置只有named.conf.local不同：

view "chinanetzone" {

match-clients { key chinanet; chinanet; };

server { keys { chinanet; }; };

zone "test.com" {

type slave; //定义此区为从服务器

file "/usr/local/named/etc/zones/db.slavechinanettest"; //指定区资源文件的位置,区域文件随便取名字

masters { 172.28.0.54; };

};

zone "." {

type hint;

file"/usr/local/named/etc/zones/db.root";

};

 

};

//zone "172.in-addr.arpa" {

// type master; //定义此区为主服务器

// file "/etc/bind/db.172"; //指定区资源文件的位置

// };

 

赋权 chown –R:named /usr/local/named

杀掉named进程sudo killall -9 named

这里为了方便我们可以写个bind自动启动脚本，实现开机自动启动:

 

#!/bin/bash

# named a network name service.

# chkconfig: 345 35 75

# description: a name server

if [ `id -u` -ne 0 ]

then

echo "ERROR:For bind to port 53,mustrun as root."

exit 1

fi

case "$1" in

start)

if [ -x /usr/local/named/sbin/named ]; then

/usr/local/named/sbin/named -c/usr/local/named/etc/named.conf –u named && echo . && echo\'BIND9 server started\'

fi

;;

stop)

kill `cat/usr/local/named/var/run/named.pid` && echo . && echo \'BIND9server stopped\'

;;

restart)

echo .

echo "Restart BIND9 server"

$0 stop

sleep 10

$0 start

;;

reload)

/usr/local/named/sbin/rndc reload

;;

status)

/usr/local/named/sbin/rndc status

;;

*)

echo "$0 start | stop | restart|reload |status"

;;

esac

这里可以使用chkconfig实现开机自启动

Rndc 实现配置文件的更新：

配置 rndc 远程控制 DNS 服务器的基本流程:

1. 在每个受控服务器端使用 rndc-confgen 生成 key，配置 named.conf 文件允许被哪台

控制端服务器控制。

2. 在控***务器端将每个受控服务器端的 key 复制到本地，配置 rndc.conf 文件允许

控制哪些受控服务器

Rnd能够不停掉服务器进行配置很牛逼

在受控端也就是dns主从服务器端使用rndc-congen生成配置文件信息

./rndc-confgen -k mrndc-key（-k选项可以定义key名）

Rndc 不能在用root权限启动的dns服务器中运行一般对权限要求高为了安全

同样在从服务器使用命令./rndc-confgen

在主dns的named.conf文件中加入生成的秘钥例如：

key "rndc-key" {

algorithm hmac-md5;

secret "EyZKic6KKjt1agePxK41cA==";

};

 

controls {

inet * port 953

allow { any; } keys {"rndc-key"; };

};

在 rndc.conf中加入key:

key "rndc-key" {

algorithm hmac-md5;

secret "EyZKic6KKjt1agePxK41cA==";

};

 

options {

default-key "rndc-key";

default-server 127.0.0.1;

default-port 953;

};

 

Lvs+keepalived实现高可用高性能负载均衡

1.环境 ubuntu12.04 lvs

下载软件：

Wget http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.6/ipvsadm-1.26.tar.gz

直接用sudoapt-get install 安装就行了

Wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.12.tar.gz

modprobe -l | grep ipvs 查看内核支不支持 ubuntu支持

2.安装：

Ubunut内核自带支持这个lvs，如果是redhat 或者ubuntu还要重新编译内核

首先要安装好编译安装环境：

Sudo apt-get install ipvsadm

Sudo dpkg-reconfigure ipvsadm(这个命令可以图形界面配置ipvsadm)这里不使用

注意：安装keepalived需要ssl支持

Sudo apt-get install libssl-dev

Tar xvf keepalived-1.2.12.tar.gz

Sudo mkdir /usr/local/keepalived

./configure –prefix=/usr/local/keepalived

Make && sudo make install

3.配置keepalived

要实现负载均衡,首先对真实服务器进行配置如下

真实服务器上面的脚本： 防止回环 广播等 最好设置为开机自动启动脚本

#!/bin/bash

PATH=/sbin:/usr/sbin:/bin:/usr/bin

./lib/lsb/init-functions

VIP=172.28.0.99

case"$1" in

start)

/sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIPnetmask 255.255.255.255 up

/sbin/route add -host $VIP dev lo:0

echo "1">/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

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

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 Stoped"

;;

*)

echo "Usage: $0 {start|stop}"

exit 1

esac

 

exit 0

真实服务器需要的配置做成脚本实现，可以使用命令sudo chkconfig –add realserver.sh

这样可以使用sudo service realserver.sh start/stop来运行脚本

设置开机自动启动这里使用：chkconfig命令

需要安装，sudo chkconfig –add realserver.sh

Sudo chkconfig realserver.sh on （如果报错/sbin/insserv:No such file or directory,则需要：

sudo ln -s /usr/lib/insserv/insserv/sbin/insserv 再用chkconfig命令）

sudo/usr/local/keepalived/sbin/keepalived –D 检查运行情况

启动/usr/local/keepalived/sbin/keepalived –f指定配置文件位置 否则默认查找配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf

Keepalived配置文件如下

Sudo vim /etc/init.d/keepalived.conf

#vi /etc/keepalived/keepalived.conf

 

! Configuration File for keepalived

global_defs {

notification_email {

***@**.com //定义邮箱，自己定义

}

notification_email_from ***@rui.com

smtp_server222.73.214.147

smtp_connect_timeout 30

router_id LVS_DEVEL

}

 

vrrp_instance VI_1 {

state MASTER //从服务器这里写BACKUP

interface eth0 //vip绑到哪个网卡上

virtual_router_id 51

priority 100 //优先级主比从大

advert_int 1

authentication {

auth_typePASS

auth_pass 1111

}

virtual_ipaddress {

172.28.0.99 //vip

}

}

 

virtual_server 172.28.0.99 53 { //ip和端口

delay_loop 6

lb_algorr

lb_kindDR

//persistence_timeout60 //同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver

inhibit_on_failure //服务器健康检查失效时，将其设为0，而不是直接从ipvs中删除

protocol UDP //使用什么协议访问

 

real_server 172.28.0.54 53 { //负载均衡真实服务器和服务端口

weight 3 //权重 rr算法没意义

TCP_CHECK {

connect_timeout10

nb_get_retry3

delay_before_retry 3

}

}

 

real_server172.28.0.55 53 {

weight 1

TCP_CHECK {

connect_timeout 10

nb_get_retry 3

delay_before_retry 3

}

}

}

#下面的是一些例子，因为不支持udp检测，所以可以自定义脚本检查

# MISC_CHECK

# {

# connect_timeout 3

# misc_path "/etc/keepalived/dnscheck.sh -h 192.168.0.11"

# }

# }

# real_server192.168.0.12 53 {

# weight1

# MISC_CHECK

# {

# connect_timeout 3

# misc_path "/etc/keepalived/dnscheck.sh -h 192.168.0.12"

# }

查看vip情况

sudo ip addr list 或者 ip addr show 查看vip

spacer.gif

从服务器只需更改几个地方

1 state MASTER 改为stateBACKUP

2. priority 100 改到比主小

 

要实现keepalived开机自启动：

/usr/local/keepalived/sbin/keeplived 加到/etc/rc.local里面

Dns压力测试：

使用queryperf做dns压力测试

cd bind-9.9.5/contrib/queryperf

./configure –prefix=/usr/local/named

make

不需要make install 可以直接使用这个工具，一般我们sudo cp queryperf/usr/local/named/bin

Queryperf的使用：

Queryperf -sdns服务器–d 文件（文件格式：域名类型A， NS 等） -l发包时间长短

还有一个工具也可以进行dns性能测试：dnsperf

#!/bin/sh

SECS=60 #//运行时间

INPUT=test.txt #//调用压力测试文件

SERVER=172.28.0.54 #//目标DNS服务器地址

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out1 2>&1 & #//第一个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out2 2>&1 & #//第二个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out3 2>&1 & #//第三个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out4 2>&1 & #//第四个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out5 2>&1 & #//第五个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out6 2>&1 & #//第六个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out7 2>&1 & #//第七个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out8 2>&1 & #//第八个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out9 2>&1 & #//第九个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out10 2>&1 & #//第十个进程

./queryperf-s $SERVER -d $INPUT -l $SECS > out11 2>&1 & #//第十一个进程

wait

grep\'Queries per\' out? | awk \'BEGIN { sum=0;}{ sum += $5;} END {printf("Total:%.1f qps\\n", sum);}\' #//数据汇总

dns轮询设置

在 named.conf 中可以设置 bind 的 round-robin 的给出结果的顺序：
options {
rrset-order { order random; };
};
rrset-order 支持三个参数：fixed, random, cyclic 。
fix 会将多个A记录按配置文件的顺序固定给出
random 会随机给出
cyclic 会循环给出