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前言
在这个高度信息化的 IT 时代，企业的生产系统、业务运营、销售和支持，以及日常管理等环节越来越依赖于计算机信息和服务，使得对高可用技术的应用需求大量上升，以便提供持续的、不间断的计算机系统或网络服务。
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一、LVS-DR
1、LVS-DR工作特点
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
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。
后端真实服务器上的lo接口配置VIP的IP地址。
2、LVS-DR存在ARP问题以及解决方法
在LVS-DR负载均衡集中，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。因为当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，所以它们都会接收到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。
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。
二、LVS-DR部署
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
LVS1：192.168.100.100
LVS2：192.168.100.110
Web1：192.168.100.200
Web2：192.168.100.222
VIP=192.168.100.10
Win 10 ：192.168.100.50
2、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
3、实验过程
3.1? 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
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- 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
3.2? 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
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- 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
3.3? 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
3.4? 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
3.5? 实验验证
修改win10主机IP地址
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使用win10访问192.168.100.10验证?
三、keepalived实现原理
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
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
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
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
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、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BACKUP
- priority：值低于主服务器
- 其他选项与master相同
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
1、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
2、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
总结
Director Server和Real Server必须在同一个物理网络中
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
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
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
Real Server上的io接口配置了VIP的IP地址
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