实例拓扑图:


LVS(Linux Virtual
Server):Linux虚拟服务器,这里通过keepalived作为负载均衡器
RS(Real Server):真实服务器
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol): 虚拟路由冗余协议,
解决局域网中配置静态网关出现单点失效现象的路由协议
图片 1

图片 2

 

DR1和DR2部署keepalived和lvs作主从架构或主主架构,RS1和RS2部署nginx搭建web站点。

1 Keepalived是什么,有什么作用?
1.1 Keepalived的定义
Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS高可用方案
1.2 Keepalived的作用
1.2.1 通过IP漂移实现高可用
主副LVS共享一个虚拟IP,同一时间只有一个LVS占有VIP并对外提供服务,若该LVS不可用,则VIP漂移至另一台LVS并对外提供服务;
1.2.2 对RS集群进行状态监控
若RS不可用,则keepalived将其从集群中摘除,若RS恢复,则keepalived将其重新加入集群中。
2 Keepalived有几种模式,各个模式的相同点和不同点是什么?
2.1 Keepalived的模式种类
Keepalived有3种模式:NAT(地址转换);DR(直接路由);TUN(隧道)
2.2 Keepalived的各个模式的介绍
2.2.1 NAT
优点:集群中的RS可以使用任何支持TCP/IP操作系统,RS可以分配Internet的保留私有地址,只有LVS需要一个合法的IP地址。
缺点:扩展性有限。当RS节点增长到20个或更多时,LVS将成为整个系统的瓶颈,因为所有的请求包和应答包都需要经过LVS再生。
2.2.2 TUN
我们发现,许多Internet服务(例如WEB服务器)的请求包很短小,而应答包通常很大。
优点:LVS只负责将请求包分发给RS,而RS将应答包直接发给用户。所以,LVS能处理很巨大的请求量,这种方式,一台负载均衡能为超过100台的RS服务,LVS不再是系统的瓶颈。
缺点:但是,这种方式需要所有的服务器支持”IP Tunneling”(IP
Encapsulation)协议,我仅在Linux系统上实现了这个。
2.2.3 DR
优点:和TUN一样,LVS也只是分发请求,应答包通过单独的路由方法返回给客户端。与TUN相比,DR这种实现方式不需要隧道结构,因此可以使用大多数操作系统做为RS。
不足:要求LVS的网卡必须与RS的网卡在一个网段上
3 不同模式的配置方法,验证方法分别是什么?
3.1 基本的环境要求
需要2台LVS和n(n>=2)台RS
3.1.1 LVS
安装ipvsadm(LVS管理工具)和keepalived;
开启路由转发功能:
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
验证:
sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
3.1.2 RS
安装httpd(用于最后测试)
3.2 NAT模式配置
3.2.1 环境概述
操作系统 负载均衡模式 VIP NVIP
RHEL7.4 NAT 193.168.140.80 192.168.102.165

注意:各节点的时间需要同步(ntpdate
ntp1.aliyun.com);关闭firewalld(systemctl stop
firewalld.service,systemctl disable
firewalld.service),设置selinux为permissive(setenforce
0);同时确保各网卡支持MULTICAST(多播)通信。

LVS1 LVS2 RS1 RS2
ens3:192.168.102.161 ens3:192.168.102.162 ens3:192.168.102.163
ens3:192.168.102.164
ens4:193.168.140.79 ens4:193.168.140.83 网关:192.168.102.165
网关:192.168.102.165

通过命令ifconfig可以查看到是否开启了MULTICAST:

3.2.2 LVS
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
qingean@163.com #故障接受联系人
}
notification_email_from admin@test.com #故障发送人
smtp_server 127.0.0.1 #本机发送邮件
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_MASTER #BACKUP上修改为LVS_BACKUP
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #BACKUP上修改为BACKUP
interface ens4
virtual_router_id 51 #虚拟路由标识,主从相同
priority 100 #BACKUP上修改为90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111 #主从认证密码必须一致
}
virtual_ipaddress {
193.168.140.80 #虚拟IP(VIP)
}
}
vrrp_instance LAN_GATEWAY { #定义网关
state MASTER #BACKUP上修改为BACKUP
interface ens3
virtual_router_id 62 #虚拟路由ID,主从相同
priority 100 #BACKUP上修改为90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { #ens3网关虚拟IP
192.168.102.165
}
}
virtual_server 192.168.102.165 80 { #定义内网网关虚拟IP和端口
delay_loop 6 #检查RS时间,单位秒
lb_algo rr
#设置负载调度算法,轮叫(rr)、加权轮叫(wrr)、最小连接(lc)、加权最小连接(wlc)、基于局部性最小连接(lblc)、带复制的基于局部性最少链接(lblcr)、目标地址散列(dh)和源地址散列(sh)
lb_kind NAT #设置LVS负载均衡NAT模式
persistence_timeout 50
#同一IP的连接60秒内被分配到同一台真实服务器(测试时建议改为0)
protocol TCP #使用TCP协议检查RS状态
real_server 192.168.102.161 80 { #第一个网关节点
weight 3 #节点权重值
TCP_CHECK { #健康检查方式
connect_timeout 3 #连接超时
nb_get_retry 3 #重试次数
delay_before_retry 3 #重试间隔/S
}
}
real_server 192.168.102.162 80 { #第二个网关节点
weight 3
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
virtual_server 193.168.140.80 80{ #定义虚拟IP
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind NAT
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 192.168.102.163 80 { #第一个RS
weight 3
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
real_server 192.168.102.164 80 { #第二个RS
weight 3
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}
3.2.3 RS
为所有RS添加网关为192.168.102.165:
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens3
GATEWAY=192.168.102.165
重启; 使用route –n查看是否成功
IPVS connection entries
pro expire state source virtual destination
TCP 01:54 FIN_WAIT 10.167.225.60:53882 193.168.140.80:80
192.168.102.163:80
TCP 00:37 NONE 10.167.225.60:0 193.168.140.80:80 192.168.102.163:80

     
 图片 3

3.3 DR模式配置
3.3.1 环境概述
操作系统 负载均衡模式 VIP
RHEL7.4 DR 193.168.140.80

keepalived的主从架构

LVS1 LVS2 RS1 RS2
ens4:193.168.140.79 ens4:193.168.140.83 ens4:193.168.140.152
ens4:193.168.140.224

搭建RS1:

[root@RS1 ~]# yum -y install nginx   #安装nginx
[root@RS1 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html   #修改主页
    <h1> 192.168.4.118 RS1 server </h1>
[root@RS1 ~]# systemctl start nginx.service   #启动nginx服务
[root@RS1 ~]# vim RS.sh   #配置lvs-dr的脚本文件
    #!/bin/bash
    #
    vip=192.168.4.120
    mask=255.255.255.255
    case $1 in
    start)
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        ifconfig lo:0 $vip netmask $mask broadcast $vip up
        route add -host $vip dev lo:0
        ;;
    stop)
        ifconfig lo:0 down
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        ;;
    *) 
        echo "Usage $(basename $0) start|stop"
        exit 1
        ;;
    esac
[root@RS1 ~]# bash RS.sh start

3.3.2 LVS
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
qingean@163.com
}
notification_email_from admin@test.com
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_MASTER
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #BACKUP上修改为BACKUP
interface ens4
virtual_router_id 51
priority 100 #BACKUP上修改为90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
193.168.140.80
}
}
virtual_server 193.168.140.80 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.255
protocol TCP
real_server 193.168.140.152 80 {
weight 10
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
real_server 193.168.140.224 80 {
weight 10
TCP_CHECK {
connect_timeout 10
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}

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