部署LVS-DR+Keepalived羣集

LVS-DR模式

DR模式—直接路由（Direct Routing）

簡稱DR模式，採用半開放式的網絡結構，與TUN模式的結構類似，但各節點並不是分散在各地，而是與調度器位於同一個物理網絡
負載調度器與各節點服務器通過本地網絡連接，不需要建立專用的IP隧道

LVS-DR數據包流向分析

爲了方便進行原理分析，將Client與羣集機器放在同一網絡中，數據包流經的路線爲1-2-3-4

（1）Client向目標VIP發出請求，Director（負載均衡器）接收，此時的IP包頭及數據幀頭信息爲：

（2）Director根據負載均衡算法選擇RealServer_1，不修改也不封裝IP報文，而是將數據幀的MAC地址改爲RealServer_1的MAC地址，然後在局域網上發送，IP包頭及數據幀頭信息如下：

（3）RealServer_1收到這個幀，解封裝後發現目標IP與本機匹配（RealServer事先綁定了VIP），於是處理這個報文，隨後重新封裝報文，發送到局域網，此時IP包頭及數據幀頭信息爲：

（4）Cliebt將收到回覆報文，Client人爲得到正常的服務，而不會知道哪一臺服務器處理的
注意：如果跨網段，那麼報文通過路由器經由Internet返回給用戶

LVS-DR中的APR問題

在LVS-DR負載均衡集羣中，負載均衡器與節點服務器都要配置相同的VIP地址
在局域網中具有相同的IP地址，勢必會造成各服務器ARP通信的絮亂
（1）當一個ARP廣播發送到LVS-DR羣集時，因爲負載均衡器和節點服務器都是連接到相同的網絡上，它們都會接收到ARP廣播
（2）此時只有前端的負載均衡器進行響應，其它節點服務器不應該響應ARP廣播
對節點服務器進行處理，使其不響應針對VIP的ARP請求
（1）使用虛擬接口lo:0承載VIP地址
（2）設置內核參數arp_ignore=1：系統只響應目的IP爲本地IP的ARP請求
RealServer返回報文（源IP是VIP）經路由器轉發，再重新封裝報文時，需要先獲取路由器的MAC地址
發送APR請求時，Linux默認使用IP包的源IP地址（即VIP）作爲ARP請求包中的源IP地址，而不使用發送接口（例如ens33）的IP地址
路由器收到ARP請求後，將更新ARP表項
原有的VIP對應Director的MAC地址將會被更新爲VIP對應RealServer的MAC地址
此時新來的請求報文，路由器根據ARP表項，會將該報文轉發給RealServer，從而導致Director的VIP失效
解決方法：
對節點服務器進行處理，設置內核參數arp_announce=2：系統不使用IP包的源地址來設置ARP請求的源地址，而選擇發送接口的IP地址

解決ARP的兩個問題的設置方法

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

Keepalived

在企業應用中，單臺服務器承擔應用存在單點故障的危險，在企業應用集羣中，存在了至少兩處單點故障危險，單點故障一旦發生，企業服務將發生中斷，造成極大的危害

Keepalived工具介紹

專爲LVS和HA設計的一款健康檢查工具
支持故障自動切換（Failover）
支持節點健康狀態檢查（Health Checking）

Keepalived實現原理解析
Keepalived採用VRRP熱備份協議實現Linux服務器的多機熱備功能
VRRP，虛擬路由冗餘協議，是針對路由器的一種備份解決方案
（1）由多臺路由器組成一個熱備組，通過共用的虛擬IP地址對外提供服務
（2）每個熱備組內同一時刻只有一臺主路由器提供服務，其它路由器處於冗餘狀態
（3）若當前在線的路由器失效，則其他路由器會根據設置的優先級自動接替虛擬IP地址，繼續提供服務

部署LVS-DR+Keepalived羣集實驗

1、實驗環境

實驗拓撲圖
IP地址分配

主機名	IP地址
LVS主	192.168.100.110
LVS備	192.168.100.111
web1	192.168.100.201
web2	192.168.100.202
客戶機	192.168.100.120

2、LVS主備配置DR調度器
（1）安裝Keepalive和ipvsadm

[root@localhost ~]# yum install keepalived ipvsadm -y

（2）開啓路由轉發功能，proc響應關閉重定向功能

[root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward=1				//開啓路由轉發功能
#proc響應關閉重定向功能
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		//生效配置
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

（3）網卡配置

設置固定IP

[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens33 
...
BOOTPROTO="static"
...
IPADDR=192.168.100.110				//LVS備的IP地址爲192.168.100.111
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1

配置虛擬網卡

[root@localhost network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0

配置完成要重啓網卡

（4）創建LVS-DR模式啓動腳本

[root@localhost ~]# vim /etc/init.d/dr.sh

#!/bin/bash
GW=192.168.100.1
VIP=192.168.100.10
RIP1=192.168.100.201
RIP2=192.168.100.202
case "$1" in
	start)
	/sbin/ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
	systemctl start ipvsadm
	/sbin/ifconfig ens33:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up
	/sbin/route add -host $VIP dev ens33:0
	/sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
	/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g
	/sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
	echo "ipvsadm starting--------------------|ok|"
	;;
	stop)
	/sbin/ipvsadm -C
	systemctl stop ipvsadm
	ifconfig ens33:0 down
	route del $VIP
	echo "ipvsadm stoped--------------------|ok|"
	;;
	status)
	if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ];then
	echo "ipvsadm stoped--------------------"
	exit 1
	else
	echo "ipvsadm Running--------------------|ok|"
	fi
	;;
	*)
	echo "Usage: $0 {start|stop|status}"
	exit 1
esac
exit 0

[root@localhost ~]# vim /etc/init.d/dr.sh
[root@localhost ~]# chmod +x /etc/init.d/dr.sh 
[root@localhost ~]# service dr.sh start
ipvsadm starting--------------------|ok|

3、web服務器配置，兩臺服務器同樣的配置
（1）安裝web服務

[root@localhost ~]# yum install httpd -y

（2）網卡配置

設置固定IP

[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens33 
...
BOOTPROTO=static
...
IPADDR=192.168.100.201
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1

配置虛擬IP

[root@localhost network-scripts]# cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.0

配置完成要重啓網卡

（3）建立web服務器抑制ARP響應腳本

[root@localhost ~]# cd /etc/init.d/
[root@localhost init.d]# vim 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
	echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
	echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
	echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/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

[root@localhost init.d]# chmod +x web.sh

（4）啓動服務

[root@localhost init.d]# service web.sh start 
RealServer Start OK 
[root@localhost init.d]# systemctl start httpd
[root@localhost init.d]# ifup lo:0

（5）自檢網站

4、Keepalived部署（在調度服務器上設置）
（1）更改主配置文件

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

global_defs {
  ...
  smtp_server 127.0.0.1		//指向本地
  router-id LVS_01		//指定名稱，備份服務器不同名稱
  ...
}

vrrp_instance VI_1 {
  state MASTER			//備份服務器是BACKUP
  interface ens33
  virtual_router_id 10		//組號相同
  priority 100			//優先級備份小於主
  ...
  auth_pass 1111		//驗證密碼
  ...
  virtual_ipaddress {
	192.168.100.10
  }
  ...
virtual_server 192.168.100.10 80 {
  ...
  lb_kind DR
  ...
  real_server 192.168.100.201 80 {
	weight 1
	TCP_CHECK {
		connect_port 80			//添加端口
		connect_timeout 3
		nb_get_retry 3
		delay_before_retry 3
	}
  }
  real_server 192.168.100.202 80 {
	weight 1
	TCP_CHECK {
		connect_port 80
		connect_timeout 3
		nb_get_retry 3
		delay_before_retry 3
	}
  }
}

（2）開啓服務
[root@localhost ~]# systemctl start keepalived
（3）客戶端測試

（4）故障模擬，關閉主調度器網絡，依舊可以訪問

部署LVS-DR+Keepalived羣集

LVS-DR模式

Keepalived

部署LVS-DR+Keepalived羣集實驗

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