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群集負載均衡——LVS DR+Keepalived群集部署實戰！超詳細的理論+實驗！！！

2020-09-25 23:50:39 其他

LVS+Keepalived群集

  • 一、理解Keelalived實作原理
    • 1.1、Keepalived案例分析
    • 1.2、LVS+Keepalived高可用群集概述
    • 1.3、Keepalived實作原理剖析
    • 1.4、Keepalived案例講解
      • 1.4.1、配置keepalived master服務器
      • 1.4.2、配置keepalived slave服務器
  • 三、實驗LVS+Keelalived高可用群集部署
    • 3.1、案例部署配置
    • 3.2、配置主調度器 192.168.100.21
    • 3.3、配置從調度器 192.168.100.22
    • 3.4、配置存盤服務器：192.168.100.25
    • 3.5、配置WEB 1 服務器：192.168.100.23
    • 3.5、配置WEB 2 服務器：192.168.100.24
    • 3.6、測驗主、從調度器是否正常作業
    • 3.7、現在驗證負載均衡輪詢

一、理解Keelalived實作原理

keepalived是專門針對LVS設計的一款強大的輔助工具，主要用來提供故障切換和健康檢查功能——判斷LVS負載調度器，節點服務器的可用性，及時隔離并替換為新的服務器，當故障主機恢復后將其重新加入群集，

■專門為LVS和HA設計的一款健康檢查工具

  • 支持故障自動切換（Failover）
  • 支持節點健康檢查狀態（Health Checking）
  • 官網網站：http://www.keepalived.org/（有興趣的可以去看一下）

1.1、Keepalived案例分析

在企業應用中，單臺服務器承擔應用存在單點故障的危險，在企業應用集群中，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

1.2、LVS+Keepalived高可用群集概述

Keepalived的設計目標是構建可用的LVS負載均衡群集，可以呼叫ipvsadm工具來創建虛擬服務器，管理服務器池，而不僅僅用來做雙機熱備，使用keepalived構建LVS群集更加簡便易用，主要優勢體現在：對LVS負載調度器實作熱備切換，提高可用性，對服務器池中的節點進行健康檢查，自動移除失效節點，恢復后再重新加入，
在基于LVS-Keepalived實作的LVS群集結構中，至少包括兩臺熱備的負載調度器，兩臺以上的節點服務器，本例將以DR模式的LVS群集為基礎，增加一臺從負載調度器，使用Keepalived來實作主、從調度器的熱備，從而構建建有負載均衡、高可用兩種能力的LVS網站群集平臺，
使用Keepalived構建LVS群集時，也需要用到ipvsadm管理工具，但大部分作業會由Keepalived自動完成，不需要手動執行ipvsadm，

1.3、Keepalived實作原理剖析

■Keepalived采用VRRP熱備份協議，實作Linux服務器的多機熱備功能，
■VRRP（虛擬路由冗余協議）是針對路由器的一種備份解決方案，

  • 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
  • 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
  • 若當前在線的路由器失效，則其他路由器會根據設定的優先級自動接替虛擬IP地址，繼續提供服務

在這里插入圖片描述

1.4、Keepalived案例講解

■雙機熱備的故障切換是由虛擬IP地址的漂移實作，適用于各種應用服務器
■實作基于WEB服務的雙機熱備

                                                  【交  換  機】
                                                        ●
                                                        ●              漂移地址：192.168.100.100
                                                        ●      
               ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
               ● 		             ●                  ● 		              ●		               ●
               ●		             ●                  ● 		              ●		               ●
               ●		             ●                  ● 		              ●		               ●
           【調度器1】	         【調度器2】           【WEB1】               【WEB2】              【存盤】
         192.168.100.21       192.168.100.22	  192.168.100.23       192.168.100.24        192.168.100.25

1.4.1、配置keepalived master服務器

■ keepalived配置目錄位于/etc/keepalived/
■ keepalived.conf是主組態檔

  • global_defs {…} 區段指定全域引數
  • vrrp_instance 實體名稱 {…} 區段指定VRRP熱備引數
  • 注釋文字以”！“符號開頭
  • 目錄samples/，提供了許多配置樣例作為參考

■常用配置選項講解

  • router_id HA_TEST_R1: 本路由器（服務器）的名稱
  • vrrp_instance VI_1： 定義VRRP熱備實體
  • state MASTER:熱備狀態，MASTER表示主服務器
  • interface ens33：承載VIP地址的物理介面
  • virtual_router_id 1:虛擬路由器的ID號，每個熱備組保持一致
  • 熱備組的ID號，代表是否在一個熱備組中
  • priority 100： 優先級，數值越大優先級越高
  • advert_int 1: 通告間隔秒數（心跳頻率）
  • auth_type PASS： 認證型別
  • auth_pass 123456: 密碼字串
  • virtual_ipaddress {vip}： 指定漂移地址（VIP），可以有多個

1.4.2、配置keepalived slave服務器

■keppalived 備份服務器的配置與master的配置有三個選項不同

  • router_id: 設為自由名稱
  • state： 設為BACKUP
  • priority： 優先值值低于主服務器

■其他選項與master相同

三、實驗LVS+Keelalived高可用群集部署

3.1、案例部署配置

名稱作業系統IP地址
LVS-MasterCentos7.6-x86_64192.168.100.21
LVS-BackupCentos7.6-x86_64192.168.100.22
WebserverACentos7.6-x86_64192.168.100.23
WebserverBCentos7.6-x86_64192.168.100.24
NFS共享Centos7.6-x86_64192.168.100.25

這邊我們的漂移地址（VIP）：192.168.100.10

首先我們在做實驗時必須先關閉5臺虛擬機的防火墻、核心防護，并配置好本地Yum源，

3.2、配置主調度器 192.168.100.21

  • 調整/proc回應引數
[root@localhost network-scripts]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

[root@localhost network-scripts]# sysctl -p     ###使其生效
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
  • 清除負載分配策略
[root@localhost /]# ipvsadm -C
  • 調整keepalived引數
global_defs {
   router_id HA_TEST_R1                  ####本路由器的服務器名稱  HA_TEST_R1
}
vrrp_instance VI_1 {                     ####定義VRRP熱備實列
   state MASTER                          ####熱備狀態，master表示主服務器
   interface ens33                       ####表示承載VIP地址的物理介面
   virtual_router_id 1                   ####虛擬路由器的ID號，每個熱備組保持一致
   priority 100                          ####優先級，優先級越大優先級越高
   advert_int 1                          ####通告間隔秒數（心跳頻率）
   authentication {                      ####認證資訊，每個熱備組保持一致
      auth_type PASS                     ####認證型別
      auth_pass 123456                   ####認證密碼
   }
   virtual_ipaddress {                   ####漂移地址（VIP），可以是多個
      192.168.100.100
   }
}

virtual_server 192.168.100.100 80 {        ####虛擬服務器地址（VIP）、埠
    delay_loop 15                        ####健康檢查的時間間隔（秒）
    lb_algo rr                           ####輪詢調度演算法
    lb_kind DR                           ####直接路由（DR）群集作業模式
    persistence 60                       ####連接保持時間（秒），若啟用請去掉！號
    protocol TCP                         ####應用服務采用的是TCP協議

    real_server 192.168.100.23 80 {       ####第一個WEB站點的地址，埠
        weight 1                         ####節點的權重
        TCP_CHECK {                      ####健康檢查方式
	    connect_port 80                    ####檢查埠目標
	    connect_timeout 3                  ####連接超時（秒）
	    nb_get_retry 3                     ####重試次數
	    delay_before_retry 4               ####重試間隔（秒）
	}
    }
    real_server 192.168.100.24 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
	    connect_port 80
	    connect_timeout 3
	    nb_get_retry 3
	    delay_before_retry 4
	}
    }
}
[root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived                  ####啟動keepalived
[root@localhost keepalived]# systemctl enable keepalived                 ####開機啟動keepalived
[root@localhost keepalived]# ip addr show dev ens33                      ####查看主控制IP地址和漂移地址
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b5:da:33 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.100.21/24 brd 192.168.100.255 scope global noprefixroute ens33    ## IP地址
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 192.168.100.100/32 scope global ens33     ## 漂移地址
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::c574:d230:3778:e9dd/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

3.3、配置從調度器 192.168.100.22

  • 調整/proc回應引數
[root@localhost network-scripts]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

[root@localhost network-scripts]# sysctl -p     ###生效
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
  • 清除負載分配策略
[root@localhost /]# ipvsadm -C
  • 調整keepalived引數
global_defs {
   router_id HA_TEST_R2                  ####本路由器的服務器名稱 HA_TEST_R2
}
vrrp_instance VI_1 {                     ####定義VRRP熱備實列
   state BACKUP                          ####熱備狀態，backup表示輔服務器
   interface ens33                       ####表示承載VIP地址的物理介面
   virtual_router_id 1                   ####虛擬路由器的ID號，每個熱備組保持一致
   priority 99                           ####優先級，優先級越大優先級越高，這里的優先級要比主機小！
   advert_int 1                          ####通告間隔秒數（心跳頻率）
   authentication {                      ####認證資訊，每個熱備組保持一致
      auth_type PASS                     ####認證型別
      auth_pass 123456                   ####認證密碼
   }
   virtual_ipaddress {                   ####漂移地址（VIP），可以是多個
      192.168.100.100
   }
}

virtual_server 192.168.100.100 80 {       
    delay_loop 15
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence 60
    protocol TCP

    real_server 192.168.100.23 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
	    connect_port 80
	    connect_timeout 3
	    nb_get_retry 3
	    delay_before_retry 4
	}
    }
    real_server 192.168.100.24 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
	    connect_port 80
	    connect_timeout 3
	    nb_get_retry 3
	    delay_before_retry 4
	}
    }
}

3.4、配置存盤服務器：192.168.100.25

[root@localhost ~]# rpm -q nfs-utils    ###如果沒裝，yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# rpm -q rpcbind      ###如果沒裝，yum -y install rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl start nfs

[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/Tom 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/Jack 192.168.100.0/24(rw,sync)

[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
[root@localhost ~]# mkdir /opt/Tom /opt/Jack
[root@localhost ~]# echo "this is Tom" >/opt/Tom/index.html
[root@localhost ~]# echo "this is Jack" >/opt/Jack/index.html
[root@localhost ~]# showmount -e
Export list for localhost.localdomain:
/opt/Jack 192.168.100.0/24
/opt/Tom  192.168.100.0/24

3.5、配置WEB 1 服務器：192.168.100.23

  • 配置虛擬IP地址
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

[root@localhost network-scripts]# ifup lo:0
[root@localhost network-scripts]# sudo yum install net-tools   ## 最小化安裝需要裝這個，才可以用 ifconfig
[root@localhost network-scripts]# ifconfig
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 192.168.100.10  netmask 255.255.255.255
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)

[root@localhost network-scripts]# vi /etc/rc.local 
/sbin/route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
[root@localhost network-scripts]# route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
  • 調整/proc回應引數
[root@localhost network-scripts]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

[root@localhost network-scripts]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
  • 安裝httpd 掛載測驗頁
[root@localhost network-scripts]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.25     ####如果還沒發布，請到存盤服務器發布下，exportfs -rv
Export list for 192.168.100.25:
/opt/Jack 192.168.100.0/24
/opt/Tom  192.168.100.0/24

[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.25:/opt/Tom /var/www/html/
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab 
192.168.100.25:/opt/Tom /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0        ###開機自動掛載，注意格式對齊
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
[root@localhost ~]# init 6   ## 重啟測驗一下
[root@localhost ~]# curl 192.168.100.23
this is Tom

也可以在瀏覽器輸入 192.168.100.23 測驗

在這里插入圖片描述

3.5、配置WEB 2 服務器：192.168.100.24

  • 配置虛擬IP地址
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

[root@localhost network-scripts]# ifup lo:0
[root@localhost network-scripts]# sudo yum install net-tools      ## 最小化安裝需要裝這個，才可以用 ifconfig
[root@localhost network-scripts]# ifconfig
lo:0: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 192.168.100.10  netmask 255.255.255.255
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)

[root@localhost network-scripts]# vi /etc/rc.local 
/sbin/route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
[root@localhost network-scripts]# route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
  • 調整/proc回應引數
[root@localhost network-scripts]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

[root@localhost network-scripts]# sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
  • 安裝httpd 掛載測驗頁
[root@localhost network-scripts]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.25     ####如果還沒發布，請到存盤服務器發布下，exportfs -rv
Export list for 192.168.100.25:
/opt/Jack 192.168.100.0/24
/opt/Tom  192.168.100.0/24

[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.25:/opt/Jack /var/www/html/
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab 
192.168.100.25:/opt/Jack /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0        ###開機自動掛載，注意格式對齊

[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
[root@localhost ~]# init 6  ## 重啟測驗一下
[root@localhost ~]# curl 192.168.100.24
this is Jack

也可以在瀏覽器輸入 192.168.100.24 測驗

在這里插入圖片描述

3.6、測驗主、從調度器是否正常作業

1、主調度器ens33網卡MAC地址：00:0c:29:b5:da:33
2、在真機打開 cmd 測驗 ping 192.168.100.100
3、arp -a 發現快取表里面MAC是00:0c:29:b5:da:33
證明資料包往主調度器的MAC地址丟

在這里插入圖片描述
進行抓包查看一下

在這里插入圖片描述4、現在在主調度器關閉 keepalived

[root@localhost ~]# systemctl status keepalived

5、然后再從調度器輸入 ip addr show，漂移地址已經到了從調度器了，這時候，從調度器搶占主調度器，進行作業，

在這里插入圖片描述
6、從調度器ens33網卡MAC地址：00:0c:29:53:1f:1a

7、在真機打開 cmd 測驗 ping 192.168.100.100

8、arp -a 發現快取表里面MAC是 0:0c:29:53:1f:1a，這說明當主調度器宕掉的時候，從調度器已經代替主調度器進行作業了，證明資料包往從調度器的MAC地址丟，

在這里插入圖片描述
進行抓包查看一下

在這里插入圖片描述
9、再重新開啟keepalived.service

### 開啟keepaliced
[root@localhost keepalived]# systemctl start keepalived.service

在這里插入圖片描述

3.7、現在驗證負載均衡輪詢

  • 在瀏覽器輸入 192.168.100.100

現在是 “this is Jack”

在這里插入圖片描述

  • 下次重繪網頁的時候會輪循到另一個網頁，在這期間會有一個等待時間

現在是 “This is Tom”，驗證成功！

在這里插入圖片描述
到這里我們今天LVS+Keepalived群集學習就結束了，
本章需要掌握的重點是：

  1. Keepalived的主要功能
  2. Keepalived主服務器與從服務器的區別
  3. 構建負載均衡+高可用群集

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