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前言
Keepalived起初是专门针对LVS设计的一款强大的辅助工具，主要用来提供故障切换和健康检查功能——判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，及时隔离替换为新的服务器，当故障主机恢复后将其重新加入群集。
一、LVS-DR模式
1.DR模式数据包流量分析
客户端向目标VIP发送请求，负载均衡器接收负载均衡器根据负载均衡算法选择后端真实服务器，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为后端真实服务器的MAC地址，然后在局域网上发送。后端真实服务器收到这个帧，解封装后发现目标IP与本机匹配（事先绑定了VIP），于是处理这个报文。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，客户端将收到回复报文。客户端认为得到正常的服务，而不会知道是哪一台服务器处理的如果跨网段，则报文通过路由器经由 internet 返回给用户。
2.LVS-DR中的ARP问题
1.在LVS-DR负载均衡集样中，负载均衡与节点服务器都要配置相同的VIP地址。
2.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。
3.对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求。
解决方法
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
4.RealServer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。
5.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
6.路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项
7.原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址
8.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。
3.解决ARP的两个问题的设置方法
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
4.DR处理问题后的流量分析
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。
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。
内核空间判断数据包的目标I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。
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然后向外发出。
Real Server 直接将响应报文传送到客户端。
5.DR特点
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10接口配置VIP的IP地址。
二、Keepalived
1.Keepalived
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
三、LVS-DR-Keepalived部署
1.配置主负载服务器
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld.service
[root@localhost ~]# setenforce 0[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm keepalived
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs #加载ip_vs模块[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.226.100
NETMASK=255.255.255.255调整proc响应参数
[root@localhost ~]# 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@localhost ~]# sysctl -p配置负载分配策略
[root@localhost ~]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost ~]# systemctl start ipvsadm
[root@localhost ~]# cd /opt/
[root@localhost opt]# vim.dr.sh
#!/bin/bash
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.226.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.226.100:80 -r 192.168.255.130:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.226.100:80 -r 192.168.255.131:80 -g
[root@localhost ~]# bash dr.sh
[root@localhost ~]# ipvsadm2.部署web节点服务器
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost ~]# cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost ~]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.226.100
NETMASK=255.255.255.255
[root@localhost ~]# route add -host 192.168.226.100 dev lo:0
[root@localhost ~]# route -n[root@localhost ~]# 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
[root@localhost ~]# sysctl -p3.配置keepalived
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld.service
[root@localhost ~]# setenforce 0[root@localhost ~]# yum install -y keepalived
[root@localhost ~]# cd /etc/keepalived/
[root@localhost keepalived]# vim keepalived.conf
global_defs {
router_id lvs_01
}
vrrp_instance vi_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 110
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 6666
}
virtual_ipaddress {
192.168.226.100
}
}
virtual_server 192.168.226.100 80 {
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 6
protocol TCP
}
real_server 192.168.226.131 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.226.130 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
总结
NAT模式的群集采用单一出入口，一个公网IP地址；而DR模式的群集采用单一入口+多路出口，需要多个公网IP地址。
Keepalived主要针对LVS群集应用而设计，提供故障切换和健康检查功能。在非LVS群集环境中，也可用来实现多机热备功能。
Keepalived的配置文件位Keepalived.conf，主、备服务器的配置区别主要在于路由器名称、热备状态、优先级。
漂移地址（VIP）由Keepalived根据热备状态自动指定，不需要手动设置。LVS群集的服务器池在Keepalived.conf文件中预先配置，不需要手动执行ipvsadm工具。
通过LVS+Keepalived的结合使用，可以实现服务器的高可用负载均衡群集。