Centos7.3部署LVS負載均衡

原創 clx263393281 2018-09-12 06:22

LVS是Linux Virtual Server的簡寫，意即Linux虛擬服務器，是一個虛擬的服務器集羣系統。本項目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中國國內最早出現的自由軟件項目之一。LVS 簡單工作原理：用戶請求LVS VIP，LVS根據轉發方式和算法，將請求轉發後端服務器，後端服務器接受到請求，返回給用戶。對用戶來說，看不到WEB後端具體的應用。LVS轉發方式有三種，分別是NAT、DR、TUN模式，常用算法：RR、LC、WRR、WLC模式等（RR爲輪詢模式，LC爲最少連接模式）LVS NAT原理：用戶請求LVS到達director,director將請求的報文的目標地址改成後端的realserver地址，同時將報文的目標端口也改成後端選定的realserver相應端口，最後將報文發送到realserver，realserver將數據返給director，director再把數據發送給用戶。（兩次請求都經過director，所以訪問大的話，director會成爲瓶頸）LVS DR原理：用戶請求LVS到達director,director將請求的報文的目標MAC地址改成後端的realserver MAC地址，目標IP爲VIP（不變），源IP爲用戶IP地址（保持不變），然後Director將報文發送到realserver，realserver檢測到目標爲自己本地IP，如果在同一個網段，然後將請求直接返給用戶。如果用戶跟realserver不在一個網段，則通過網關返回用戶。（此種轉發效率最高）LVS TUN原理：跟LVS DR類似，也是改變封裝MAC地址，多了一層隧道加密。實施環境複雜，比LVS DR模式效率略低。

實驗環境：兩臺服務器部署，IP地址爲：192.168.10.30、192.168.10.31 VIP：192.168.10.32
[root@server ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.3.1611 (Core)

[root@lvs ~]# yum install ipvsadm keepalived -y
[root@lvs ~]# ipvsadm -version //查看IPVS版本信息
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln //查看LVS轉發列表
[root@lvs ~]# ipvsadm -Ln --timeout //查看LVS的超時時間
[root@lvs ~]# ipvsadm --set 5 10 10 //修改LVS對轉發過的請求超時時間

LVS存在分設與合設，分設就是服務器單獨安裝LVS，合設就是跟業務網元一起安裝在相同服務器上，合設時需要注意25%的機率會出現調度跟業務流出現死循環，需要在iptables裏面對入流做標記過濾。
1. 分設主備配置示例：
[root@lvs ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf //主用

! Configuration File for keepalived

global_defs {
router_id LVS_Master
}

vrrp_instance VI_WEB {
state MASTER
interface bond0
virtual_router_id 110
priority 200
advert_int 3
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1212
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.32
}
}

virtual_server 192.168.10.32 80 {
delay_loop 6
lb_algo lc
lb_kind DR
persistence_timeout 60
protocol TCP
real_server 192.168.10.23 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.24 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.25 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.26 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

[root@lvs ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf //備用

! Configuration File for keepalived

global_defs {
router_id LVS_Backup
}

vrrp_instance VI_WEB {
state BACKUP
interface bond0
virtual_router_id 110
priority 120
advert_int 3
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1212
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.32
}
}

virtual_server 192.168.10.32 80 {
delay_loop 6
lb_algo lc
lb_kind DR
persistence_timeout 60
protocol TCP
real_server 192.168.10.23 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.24 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.25 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.26 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

2. 合設主備配置示例：

[root@lvs~]# vim /etc/sysconfig/iptables //主用（寫備用LVS的MAC）

*mangle
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [0:0]
-A PREROUTING -d 192.168.10.32/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -m mac ! --mac-source 0c:c4:7a:82:dc:ce -j MARK --set-xmark 0x3
-A INPUT -d 224.0.0.18 -i bond0 -j ACCEPT
COMMIT

[root@lvs ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf //主用

! Configuration File for keepalived

global_defs {
router_id LVS_Master
}

vrrp_instance VI_WEB {
state MASTER
interface bond0
virtual_router_id 110
priority 200
advert_int 3
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1212
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.32
}
}

virtual_server fwmark 3 {
delay_loop 6
lb_algo lc
lb_kind DR
persistence_timeout 60
protocol TCP
real_server 192.168.10.23 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.24 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.25 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.26 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

[root@lvs~]# vim /etc/sysconfig/iptables //備用（寫主用LVS的MAC）

*mangle
:INPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [0:0]
-A PREROUTING -d 192.168.10.32/32 -p tcp -m tcp --dport 80 -m mac ! --mac-source 0c:c4:7a:82:dc:cf -j MARK --set-xmark 0x4
-A INPUT -d 224.0.0.18 -i bond0 -j ACCEPT
COMMIT

[root@lvs ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived

global_defs {
router_id LVS_Backup
}

vrrp_instance VI_WEB {
state BACKUP
interface bond0
virtual_router_id 110
priority 120
advert_int 3
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1212
}
virtual_ipaddress {
192.168.10.32
}
}

virtual_server fwmark 4 {
delay_loop 6
lb_algo lc
lb_kind DR
persistence_timeout 60
protocol TCP
real_server 192.168.10.23 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.24 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.25 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 192.168.10.26 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}

[root@lvs ~]# systemctl enable keepalived && systemctl start keepalived
[root@lvs ~]# systemctl list-unit-files | grep keepalived
[root@lvs ~]# tail -f /var/log/messages

如上設置，LVS 主備配置完畢，接下來需要在realserver配置LVS VIP，爲什麼要在realserver綁定VIP呢？客戶端訪問director的VIP，director接收請求，將通過相應的算法將請求轉發給相應的realserver。在轉發的過程中，會修改請求包的目的mac地址，目的ip地址不變。Realserver接收請求，並直接響應客戶端。這時便出現一個問題，director此時與realserver位於同一個網絡中，當director直接將請求轉發給realserver時，realserver檢測到該請求包的目的ip是vip而並非自己，便會丟棄，而不會響應。爲了解決這個問題，所以需要在所有Realserver上都配上VIP。爲什麼一定要配置在lo接口上呢？在realserver上的lo口配置VIP,這樣限制了VIP不會在物理交換機上產生MAC地址表，從而避免IP衝突。
[root@realserver ~]# vim /usr/bin/realserver.sh

#! /bin/bash
#description: Config realserver lo and apply noarp
LVS_VIP=192.168.10.32
case "$1" in
start)
ifconfig lo:0 $LVS_VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $LVS_VIP
/sbin/route add -host $LVS_VIP dev lo:0
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/bond0/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/bond0/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"
exit 0
;;
stop)
ifconfig lo:0 down
route del $EPG_VIP >/dev/null 2>&1
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/bond0/arp_ignore
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/bond0/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"
exit 1
;;
status)

Status of LVS-DR real server.

    islothere=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep $LVS_VIP`
    isrothere=`netstat -rn | grep "lo:0" | grep $LVS_VIP`
    if [ ! "$islothere" -o ! "isrothere" ];then
        # Either the route or the lo:0 device
        echo "LVS-DR real server Stopped."
    else
        echo "LVS-DR Running."
    fi

;;
*)

Invalid entry.

    echo "$0: Usage: $0 {start|status|stop}"
    exit 1

;;
esac

[root@realserver ~]# chmod +x /usr/bin/realserver.sh
[root@realserver ~]# sh /usr/bin/realserver.sh start

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