目录
- LVS-DR概述及搭建
- 一、LVS-DR
- 1、数据包流向分析
- 2、LVS-DR中的ARP问题
- 3、DR模式的特点
- 二、LVS-DR集群构建
- 1、案例环境
- 2、配置负载调度器：192.168.142.4
- 3、署NFS服务器：192.168.142.10
- 4、Web节点服务器1:192.168.142.5
- 5、Web节点服务器2:192.168.142.6
- 6、客户机访问测试
- LVS +Keepalived群集
- 一、Keepalived
- 1、应用环境
- 2、Keepalived工具介绍
- 3、keepalived工作原理剖析
- 4、Keepalived体系主要模块及作用
- 二、部署LVS+Keepalived高可用群集
- 1、案例环境
- 2、配置主负载均衡器：192.168.142.4
- 3、配置备负载均衡器：192.168.142.10
- 4、配置web节点服务器1：192.168.142.5
- 5、配置web节点服务器2：192.168.142.6
- 6、客户机测试
LVS-DR概述及搭建
一、LVS-DR
为方便进行原理分析，将Clinet与群集机器放在同一网络中
1、数据包流向分析
（1）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。
（2）Director Server 和 Real Server（节点服务器）在同一网络中，数据通过二层数据链路层来传输
（3）内核空间判断数据包的目标IP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为集群服务，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
（4）到达Real Server的请求报文的MAC地址是自身的MAC地址，就接受此报文。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事先绑定了VIP
（5）Real Server直接将响应报文传送到客户端
注：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）问题1
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
1）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，它们都会接收到ARP广播
2）只有前端的负载均衡器进行响应，其他节点服务器不应该响应ARP广播
解决方案
对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求
1）使用虚接口lo:0承载VIP地址
2）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）
（2）问题二
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。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
1）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
2）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
解决方案
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、DR模式的特点
（1）Director Server和Real Server必须在同一个物理网络中
（2）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
（3）Director Server作为集群的访问入口，但不作为网关使用
（4）所有的请求报文经由Director Server，但回复响应报文不能经过Director Server
（5）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
（6）Real Server上的lo接口配置VIP的IP地址
二、LVS-DR集群构建
1、案例环境
VIP:192.168.142.100
负载调度器：192.168.142.4
Web节点服务器1:192.168.142.5
Web节点服务器2:192.168.142.6
NFS服务器：192.168.142.10
客户端：192.168.142.3
2、配置负载调度器：192.168.142.4
（1）配置虚拟IP地址（VIP:192.168.80.100）
#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0 #若隧道模式，复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
OBBOOT=yes
IPADDR=192.168.142.100
NETMASK=255.255.255.255 #设置为1
ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
（2）调整proc响应参数
#由于LVS负载调度器和各节点需要共用VIP地址，需要关闭ICMP的重定向，不充当路由器
vim /etc/systcl.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
sysctl -p #读取内容
（3）配置负载分配策略
yum -y install ipvsadm
#启动服务前须保存负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
#清除原有配置
ipvsadm -C
#添加虚拟服务器、指定VIP地址及端口、指定负载调度算法
ipvsadm -A -t 192.168.142.100:80 -s rr
#添加真实节点服务器1，添加DR群集模式
ipvsadm -a -t 192.168.142.100:80 -r 192.168.142.5:80 -g
#添加真实节点服务器2，添加DR群集模式
ipvsadm -a -t 192.168.142.100:80 -r 192.168.142.6:80 -g
#启用策略
ipvsadm
#查看节点状态，Route代表DR模式
ipvsadm -ln
#保存策略
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
3、署NFS服务器：192.168.142.10
#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
#安装nfs相关软件包
yum -y install nfs-utils rpcbind
#启动服务
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
#创建共享文件
mkdir /opt/111
mkdir /opt/222
echo "111111" > /opt/111/index.html
echo "222222" > /opt/222/index.html\
#给目录最大权限
chmod 777 /opt/111
chmod 777 /opt/222
#创建共享权限
vim /etc/exports
/opt/111 192.168.142.0/24(rw,sync)
/opt/222 192.168.142.0/24(rw,sync)
#发布共享并查看
exportfs -rv
showmount -e
4、Web节点服务器1:192.168.142.5
（1）配置虚拟IP地址（VIP：192.168.142.100）
#此地址仅用作发送Web响应数据包的源地址，并不需要监听客户机的访问请求（改由调度器监听并分发）。因此使用虚接口lo：0来承载VIP地址，并未本机添加一条路由记录，将访问VIP的数据限制在本地，以避免通信紊乱。
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0<br>OBBOOT=yes<br>IPADDR=192.168.142.5<br>NETMASK=255.255.255.255 #子网掩码必须全为1<br>ifup lo:0<br>ifconfig lo:0
#添加路由
route add -host 192.168.142.100 dev lo:0
或
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.142.100 dev lo:0 #添加为开机自启动
（2）调整内核的ARP响应参数以阻止更新VIP的MAC地址，避免发生冲突
vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 #系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.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
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
syscti -p
或
echo "1" > /etc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" > /etc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" > /etc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /etc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
（3）部署web共享服务
#安装web服务
yum install -y httpd
systemctl start httpd
#安装NFS服务,查看共享文件
yum -y install rpcbind nfs-utils
showmount -e 192.168.142.10
#开启NFS服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
#挂载使用
mount 192.168.142.10:/opt/111 /var/www/html
vim /etc/fstab #配置自动挂载
192.168.142.10:/opt/111 /var/www/html defaults，_netdev 0 0
5、Web节点服务器2:192.168.142.6
（1）
#将节点服务器1配置好的内核参数配置文件通过SCP传输到节点服务器2当中
scp /etc/sysctl.conf 192.168.142.6:/etc/
（2）
#将将节点服务器1配置好的虚拟IP地址文件通过SCP传输到节点服务器2当中
scp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0 192.168.142.6:/etc/sysconfig/network-scripts/ifcf
（3）部署web共享服务
#安装web服务
yum install -y httpd
systemctl start httpd
#安装NFS服务,查看共享文件
yum -y install rpcbind nfs-utils
showmount -e 192.168.142.10
#开启NFS服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
#挂载使用
mount 192.168.142.10:/opt/222 /var/www/html
vim /etc/fstab #配置自动挂载
192.168.142.10:/opt/222 /var/www/html defaults，_netdev 0 0
（4）添加路由
route add -host 192.168.142.100 dev lo:0
route -n
6、客户机访问测试
LVS +Keepalived群集
一、Keepalived
1、应用环境
企业引用中，单台LVS服务器（单挂）承担应用存在单点故障的危险
单点故障一旦发生，企业服务将发生中断，造成极大的危害
2、Keepalived工具介绍
专为LVS和HA设计的一款健康检查工具
支持故障自动切换
支持节点健康状态检查
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回到master节点
3、keepalived工作原理剖析
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
（1）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
（2）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
（3）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
Keepalived案例讲解 Keepalived可实现多机热备，每个热备组可有多台服务器，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
4、Keepalived体系主要模块及作用
core模块：keepalived的核心，负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析
vrrp模块：实现vrrp协议
check模块：负责健康检查，常见的方式有端口检查及URL检查
二、部署LVS+Keepalived高可用群集
1、案例环境
主负载均衡器：192.168.142.4
备负载均衡器：192.168.142.10
web节点服务器1：192.168.142.5
web节点服务器2：192.168.142.6
vip：192.168.142.100
客户端：192.168.142.3
2、配置主负载均衡器：192.168.142.4
（1）关闭防火墙和安全功能、加载ip_vs模块、调整proc响应参数
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum -y install ipvsadm
modprobe ip_vs #加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs #查看ip_vs版本信息
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
sysctl -p
（2）配置keepalived
yum -y install keepalived
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
global_defs { #定义全局参数
smtp_server 127.0.0.1 #邮件服务指向本地
router_id LVS_01 #指定服务器的名称，主备服务器的名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
#vrrp_strict #注释掉，取消严格遵守vrrp协议功能，否则vip无法被连接
}
vrrp_instance vi_1 { #定义VRRP热备实例参数
state MASTER #指定热备状态，主为master，备为backup
interface ens33 #指定承载vip地址的物理接口
virtual_router_id 10 #指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
#nopreempt #如果设置非抢占模式，两个节点都必须加上配置nopreempt
priority 100 #指定优先级，数值越大越优先
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { #指定集群VIP地址
192.168.80.100
}
}
#指定虚拟服务器地址vip，端口，定义虚拟服务器和web服务器池参数
virtual_server 192.168.80.100 80 {
delay_ldop 6 #健康检查的间隔时间（秒）
lb_algo rr #指定调度算法，轮询（rr）
lb_kind DR #指定集群工作模式，直接路由DR
persistence_timeout 50 #连接保持时间
protocol TCP #应用服务采用的是TCP协议
#指定第一个web节点的地址，端口
real_server 192.168.80.13 80 {
weight 1 #节点权重
TCP_CHECK {
connect_port 80 #添加检查的目标端口
connect_timeout 3 #添加连接超时
nb_get_retry 3 #添加重试次数
delay_before_retry 3 #添加重试间隔
}
}
#指定第二个web节点的地址，端口
real_server 192.168.80.14 80 {
weight 1
TCP_CHECK {
connect_port 80
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
##删除后面多余的配置
systemctl restart keepalived
ip addr #查看虚拟网卡vip
3、配置备负载均衡器：192.168.142.10
#将主服务器中的配置文件传输过来进行修改就行
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs #加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs #查看ip_vs版本信息
scp /etc/sysctl.conf 192.168.142.10:/etc/sysctl.conf
scp /etc/keepalived/keepalived.conf 192.168.142.10:/etc/keepalived/keepalived.conf
4、配置web节点服务器1：192.168.142.5
（1）配置虚拟IP地址（VIP：192.168.142.100）、添加路由
#此地址仅用作发送Web响应数据包的源地址，并不需要监听客户机的访问请求（改由调度器监听并分发）。因此使用虚接口lo：0来承载VIP地址，并未本机添加一条路由记录，将访问VIP的数据限制在本地，以避免通信紊乱。
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.142.100
NETMASK=255.255.255.255 #子网掩码必须为32位，唯一
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.142.100 dev lo:0
（2）调整内核的ARP响应参数
调整内核的ARP响应参数以阻止更新VIP的MAC地址，避免发生冲突
vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 #系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.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
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
syscti -p
或
echo "1" > /etc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" > /etc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" > /etc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /etc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
syscti -p
（3）部署web服务
#安装web服务
yum install -y httpd
systemctl start httpd
#添加内容
echo '111111' > /var/www/html/index.html
5、配置web节点服务器2：192.168.142.6
和上述配置节点服务器1一样的操作
6、客户机测试
