Linux基础(day65)

18.11 LVS DR模式搭建

LVS DR模式搭建

  • DR模式搭建 – 准备工作
  • 三台机器
  • 分发器,也叫调度器(简写为dir)
    • 133.130
  • rs1
    • 133.132
  • rs2
    • 133.133
  • vip
    • 133.200
  • DR模式搭建
    • dir上编写脚本 vim /usr/local/sbin/lvs_dr.sh //内容如下
#! /bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipv=/usr/sbin/ipvsadm
vip=192.168.133.200
rs1=192.168.133.132
rs2=192.168.133.133
#注意这里的网卡名字
ifconfig ens33:2 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip dev ens33:2
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s wrr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1
  • 两台rs上也编写脚本 vim /usr/local/sbin/lvs_rs.sh//内容如下
#/bin/bash
vip=192.168.133.200
#把vip绑定在lo上,是为了实现rs直接把结果返回给客户端
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip lo:0
#以下操作为更改arp内核参数,目的是为了让rs顺利发送mac地址给客户端
#参考文档www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
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/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
  • 分别在dir上和两个rs上执行这些脚本
  • 测试

LVS DR模式搭建

  • 在生产环境用中的比较多的是DR模式,NAT模式有瓶颈,节省公网IP,对小公司来说公网IP也是花钱的,如果是配置的多台机器,每台机器都去配置一个公网IP就是很浪费资源的情况,而且当下公网IP越来越少;
  • 另一种方案,搭建内部的lvs,全部都用内网,包括VIP也用内网,用一个公网IP做一个映射;公网的80端口映射到内网VIP的80端口,这样可以节省IP

准备工作

  1. DR模式,准备三台机器,只需要有有一个网卡,一个IP
  • 分发器,也叫调度器(简写为dir)
    • 133.130
  • rs1
    • 202.131
  • rs2
    • 202.133
  • vip
    • 133.200
  • vip绑定在所有的机器上,不仅分发器需要绑定,还有rs需要绑定
  1. 保证机器都可以通信
  2. 在dir分发器(即A机器)上编写脚本,在/usr/local/sbin/lvs_dr.sh编辑
[root@hanfeng ~]#  vim /usr/local/sbin/lvs_dr.sh

#! /bin/bash
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#打开端口转发
ipv=/usr/sbin/ipvsadm
#这是一个变量
vip=192.168.202.200
rs1=192.168.202.131
rs2=192.168.202.133
#注意这里的网卡名字
ifdown ens37
ifup ens37
ifconfig ens37:2 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
#//给一个网卡设置一个虚拟网卡
route add -host $vip dev ens37:2
$ipv -C
$ipv -A -t $vip:80 -s wrr
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs1:80 -g -w 1
#这里-g 指定DR模式
$ipv -a -t $vip:80 -r $rs2:80 -g -w 1

保存退出
  1. 启动分发器上的脚本
[root@hanfeng ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_dr.sh
Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/8)
[root@hanfeng ~]# 
  • 这里执行脚本出来的信息是没有错的,因为有ifdown ens37和ifup ens37重启网卡
  1. 在两台rs上写脚本(即B机器和C机器),在 /usr/local/sbin/lvs_rs.sh 编辑
B机器
[root@hf-02 ~]# vi /usr/local/sbin/lvs_rs.sh

#/bin/bash
vip=192.168.202.200
#把vip绑定在lo上,是为了实现rs直接把结果返回给客户端
ifdown lo
ifup lo
ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip lo:0
#以下操作为更改arp内核参数,目的是为了让rs顺利发送mac地址给客户端
#参考文档www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
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/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
保存退出

C机器同上
  • 脚本定义/lo/arp_ignore和/all/arp_ignore的理解:
    • arp_ignore:定义对目标地址为本地IP的ARP询问不同的应答模式0
      • 0 - (默认值): 回应任何网络接口上对任何本地IP地址的arp查询请求
      • 1 - 只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求
      • 2 -只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求,且来访IP必须在该网络接口的子网段内
      • 3 - 不回应该网络界面的arp请求,而只对设置的唯一和连接地址做出回应
      • 4-7 - 保留未使用
      • 8 -不回应所有(本地地址)的arp查询
  • 脚本定义/lo/arp_announce和/all/arp_announce的理解
    • arp_announce:对网络接口上,本地IP地址的发出的,ARP回应,作出相应级别的限制: 确定不同程度的限制,宣布对来自本地源IP地址发出Arp请求的接口
      • 0 - (默认) 在任意网络接口(eth0,eth1,lo)上的任何本地地址
      • 1 -尽量避免不在该网络接口子网段的本地地址做出arp回应. 当发起ARP请求的源IP地址是被设置应该经由路由达到此网络接口的时候很有用.此时会检查来访IP是否为所有接口上的子网段内ip之一.如果改来访IP不属于各个网络接口上的子网段内,那么将采用级别2的方式来进行处理.
      • 2 - 对查询目标使用最适当的本地地址.在此模式下将忽略这个IP数据包的源地址并尝试选择与能与该地址通信的本地地址.首要是选择所有的网络接口的子网中外出访问子网中包含该目标IP地址的本地地址. 如果没有合适的地址被发现,将选择当前的发送网络接口或其他的有可能接受到该ARP回应的网络接口来进行发送.
  1. 执行B机器和C机器的脚本
sh /usr/local/sbin/lvs_rs.sh
  1. 在B机器和C机器执行命令 route -n 能看到有一个vip的路由 192.168.202.200
B机器
[root@hf-02 ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.202.2   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens32
192.168.202.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens32
192.168.202.200 0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 lo
[root@hf-02 ~]# 

C机器同上
  1. 用ip add命令查看,会看到 lo网卡上有一个vip,设定了一个IP
B机器
[root@hf-02 ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.202.200/32 brd 192.168.202.200 scope global lo:0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens32: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:e3:68:95 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.202.133/24 brd 192.168.202.255 scope global ens32
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::babb:1944:3d05:ff65/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@hf-02 ~]# 

C机器同上
  1. 在dir分发器上(即A机器),用ip add命令查看,会看到ens37绑定了192.168.202.200
A机器
[root@hanfeng ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eno16777736: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:45:8f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.202.130/24 brd 192.168.202.255 scope global eno16777736
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.202.150/24 brd 192.168.202.255 scope global secondary eno16777736:0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:458f/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:45:99 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.80.100/24 brd 192.168.80.255 scope global ens37
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.202.200/32 brd 192.168.202.200 scope global ens37:2
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:4599/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@hanfeng ~]# 

测试

  • 用curl命令访问这个vip(curl测试vip在rs上不太好用的,因为在本机绑定了这个vip,若是访问vip,等于访问自己),但是直接在A机器上去访问vip会发现失败,只能再开一个虚拟机来测试,不过用 ipvsadm -ln 命令,会看到ActiveConn都会有变化,表示实验成功
A机器
[root@hanfeng ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.202.200:80 wrr
  -> 192.168.202.131:80           Route   1      0          1         
  -> 192.168.202.133:80           Route   1      1          0         
[root@hanfeng ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.202.200:80 wrr
  -> 192.168.202.131:80           Route   1      1          0         
  -> 192.168.202.133:80           Route   1      2          0         
[root@hanfeng ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.202.200:80 wrr
  -> 192.168.202.131:80           Route   1      1          1         
  -> 192.168.202.133:80           Route   1      0          2         
[root@hanfeng ~]# 
  • 因为浏览器有缓存,所以没有办法及时的查看到lvs负载均衡的效果;但是通过刷新浏览器VIP地址,然后在dir机器是上查看ipvsadm的情况,可以发现,每一次刷新,ActiveConn都会有变化,刷新次数到一定数量是,InActConn也会产生变回,可见我们的实验是成功的。
  • 这时问题就来了,如果因为有缓存,就没有办法及时的查看到浏览器的变化,我们如何确定负载均衡是否成功?其实这些都是不用担心的,因为当访问量达到一定数量时,负载均衡的效果就会慢慢的显示出来,如同我们实验一样,正是因为访问量小,我们看到的页面都是一样;

总结

  • lvs 不管是nat 还是dr 模式 配置过程都挺简单的,需要注意的是修改内核参数,打开端口转发;NAT模式比较重要的是就是rs的网关为dir的IP

18.12 keepalived + LVS

Keepalived+LVS DR

  • 完整架构需要两台服务器(角色为dir)分别安装keepalived软件,目的是实现高可用,但keepalived本身也有负载均衡的功能,所以本次实验可以只安装一台keepalived
  • keepalived内置了ipvsadm的功能,所以不需要再安装ipvsadm包,也不用编写和执行那个lvs_dir的脚本
  • 三台机器分别为:
  • dir(安装keepalived)133.130
  • rs1 133.132
  • rs2 133.133
  • vip 133.200
  • 编辑keepalived配置文件 vim /etc/keepalived/keepalived.conf//内容地址
  • 需要更改里面的ip信息
  • 执行ipvsadm -C 把之前的ipvsadm规则清空掉
  • systemctl restart network 可以把之前的vip清空掉
  • 两台rs上,依然要执行/usr/local/sbin/lvs_rs.sh脚本
  • keepalived有一个比较好的功能,可以在一台rs宕机时,不再把请求转发过去
  • 测试

Keepalived+LVS DR

  • 完整架构需要两台服务器(角色为dir)分别安装keepalived软件,目的是实现高可用,但keepalived本身也有负载均衡的功能,所以本次实验可以只安装一台keepalived
  • 为什么需要把keepalived 加到lvs 中的目的是什么?
    • 原因一:lvs,它有个关键角色,就是dir分发器,如果分发器宕掉,那所有的访问就会被终止,因为所有的入口全都在dir分发器上,所以需要把分发器做一个高可用,用keepalived实现高可用,并且keepalived还有负载均衡的作用。
    • 原因二:在使用lvs的时候,如果没有额外的操作,这时将一个rs机器关机(宕机)时,lvs照样会分发数据到这台宕机机器,这是就会出现访问无效的情况,说明lvs并不聪明;这时使用keepalived,就可以保证集群中其中一台rs宕机了,web还能正常提供,不会出现用户访问时无效链接的结果;一般这种架构,肯定是2台keepalived;
  • 因为keepalived内置了ipvsadm的功能,所以不再需要安装ipvsadm的包,也不用再编写和执行.sh脚本

准备工作

  1. 准备三台机器,分别为
  • dir(安装keepalived)74.129
  • rs1 74.131
  • rs2 74.133
  • vip 74.200
  1. 在dir分发器(A机器)上,清空ipvsadm规则,并查看ipvsadm规则,会发现已经清空
[root@hf-01 ~]# ipvsadm -C
[root@hf-01 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@hf-01 ~]# 
  1. 在分发器(即A机器)上编辑配置文件,在/etc/keepalived/keepalived.conf 配置,配置文件内容
  • 因为之前做实验里面编辑过配置文件,这时直接删除,然后粘贴新的配置文件
    • 修改配置文件中的网卡、vip ,还有rs机器上的IP
[root@hf-01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf

vrrp_instance VI_1 {
    #备用服务器上为 BACKUP
    state MASTER
    #绑定vip的网卡为ens33,你的网卡和阿铭的可能不一样,这里需要你改一下
    interface ens36
    virtual_router_id 51
    #备用服务器上为90
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass aminglinux
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.74.200        //vip 地址
    }
}
virtual_server 192.168.74.200 80 {        //vip 地址
    #(每隔10秒查询realserver状态)
    delay_loop 10
    #(lvs 算法)
    lb_algo wlc
    #(DR模式)
    lb_kind DR
    #(同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver)
    persistence_timeout 60
    #(用TCP协议检查realserver状态)
    protocol TCP
    real_server 192.168.74.131 80 {        //rs1机器
        #(权重)
        weight 100
        TCP_CHECK {
        #(10秒无响应超时)
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
    }
    real_server 192.168.74.133 80 {        //rs2机器
        weight 100
        TCP_CHECK {
        connect_timeout 10
        nb_get_retry 3
        delay_before_retry 3
        connect_port 80
        }
     }
}

保存退出
  1. 启动nginx服务,查看nginx进程,查看keepalived服务
[root@hf-01 ~]# systemctl start nginx
[root@hf-01 ~]# ps aux |grep nginx
root      2952  0.0  0.2 123372  2104 ?        Ss   06:55   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx     2953  0.0  0.3 123836  3588 ?        S    06:55   0:00 nginx: worker process
root      2994  0.0  0.0 112672   980 pts/0    R+   07:12   0:00 grep --color=auto nginx
[root@hf-01 ~]# ps aux |grep keep
root      3006  0.0  0.1 121324  1404 ?        Ss   07:16   0:00 /usr/sbin/keepalived -D
root      3007  0.0  0.2 121448  2732 ?        S    07:16   0:00 /usr/sbin/keepalived -D
root      3008  0.0  0.2 121324  2336 ?        S    07:16   0:00 /usr/sbin/keepalived -D
root      3014  0.0  0.0 112672   984 pts/0    R+   07:16   0:00 grep --color=auto keep
[root@hf-01 ~]# 
  1. 查看IP,会看到虚拟IP依然存在
[root@hf-01 ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eno16777736: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:fe:93 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.74.129/24 brd 192.168.74.255 scope global eno16777736
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.74.150/24 brd 192.168.74.255 scope global secondary eno16777736:0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:fe93/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens36: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:fe:9d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.74.129/24 brd 192.168.74.255 scope global ens36
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.74.200/32 brd 192.168.74.200 scope global ens36:2
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:fe9d/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@hf-01 ~]# 
  1. 查看ipvsadm规则
[root@hf-01 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.74.200:80 wlc persistent 60
  -> 192.168.74.131:80            Route   100    0          0         
  -> 192.168.74.133:80            Route   100    0          0         
[root@hf-01 ~]# 
  1. 这时关闭keepalived服务,再来查看ip,会到虚拟IP停掉了
[root@hf-01 ~]# systemctl stop keepalived
[root@hf-01 ~]# ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eno16777736: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:fe:93 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.74.129/24 brd 192.168.74.255 scope global eno16777736
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.74.150/24 brd 192.168.74.255 scope global secondary eno16777736:0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:fe93/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens36: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:ff:fe:9d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.74.129/24 brd 192.168.74.255 scope global ens36
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feff:fe9d/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@hf-01 ~]# 
  1. 再来查看规则,会发现没有启动规则
[root@hf-01 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@hf-01 ~]# 
  1. 这时启动keepalived,再来查看规则
[root@hf-01 ~]# systemctl start keepalived
[root@hf-01 ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.74.200:80 wlc persistent 60
  -> 192.168.74.131:80            Route   100    0          0         
  -> 192.168.74.133:80            Route   100    0          0         
[root@hf-01 ~]# 
  1. 注意事项:两点
  • 1.打开dir机器的端口转发
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward   //打开端口转发
  • 在rs机器上创建的/usr/local/sbin/lvs_rs.sh脚本,依然要执行它
#把vip绑定在lo上,是为了实现rs直接把结果返回给客户端

ifconfig lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
route add -host $vip lo:0

#以下操作为更改arp内核参数,目的是为了让rs顺利发送mac地址给客户端

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/all/arp_ignore  
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

总结

  • keepalived 有一个比较好的功能,可以在一台rs宕机的时候,及时把他踢出 ipvsadm 集群,将不再发送数据包给,也就很好的避免的访问无连接的情况发送

扩展

  1. haproxy+keepalived
  2. nginx、lvs、haproxy比较
  3. keepalived中自定义脚本 vrrp_script
  4. lvs dr模式只使用一个公网ip的实现方法

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