文章目錄

一：LVS+DR原理
二：keepalived原理
三、LVS-DR
- 3.1：LVSgon作業模式
- 3.2：LVS-DR中的ARP問題
四：Keepalived使用場景
- 4.1 Keepalived工具介紹
- 4.2： Keepalived實作原理剖析
- 4.3、Keepalived的部署
- - 4.31 Keepalived案例講解
  - 4.32 Keepalived安裝與啟動
  - 4.33 配置Keepalived master服務器
  - 4.34 Keepalived雙機熱備效果測驗
五：專案部署
- 5.1：專案地址規劃
- 5.2：專案部署
- 5.3：兩臺LVS服務器都開啟路由轉發，關閉重定向
- 5.4：配置DR模式
- 5.5：配置兩臺WEB服務器節點
- 5.6：服務器部署keepdalived服務器
- - 5.61：keeppalived.conf是主組態檔
- 5.7：驗證
- 5.8：備用調度器頂替
- 5.9、總結

一：LVS+DR原理

Director分配請求到不同的real server，real server處理請求后直接回應給用戶，這樣director負載均衡器僅處理客戶機與服務器的一半連接，負載均衡器僅處理一半的連接，避免了新的性能瓶頸，同樣增加了系統的可伸縮性，Direct Routing由與采用物理層（修改MAC地址）技術，因此所有服務器都必須在一個網段中，

二：keepalived原理

keepalived是以VRRP協議為實作基礎的.

虛擬路由冗余協議，可以認為是實作路由器高可用的協議，即將N臺提供相同功能的路由器組成一個路由器組，這個組里面有一個master和多個backup，master上面有一個對外提供服務的vip（該路由器所在局域網內其他機器的默認路由為該vip），master會發組播，當backup收不到vrrp包時就認為master宕掉了，這時就需要根據VRRP的優先級來選舉一個backup當master，這樣的話就可以保證路由器的高可用了，

keepalived主要有三個模塊，分別是core、check和vrrp，

core模塊為keepalived的核心，負責主行程的啟動、維護以及全域組態檔的加載和決議，
check負責健康檢查，包括常見的各種檢查方式,以及對應的配置決議包括LVS的配置決議，，
vrrp模塊是來實作VRRP協議的，

使用Keepalived為LVS調度器提供高可用功能，防止調度器單點故障，為用戶提供Web服務：

三、LVS-DR

3.1：LVSgon作業模式

關于群集的負載調度技術，可以基于IP埠，內容等進行分發，其中IP負載均衡技術是效率最高的，

在基于IP的負載均衡模式中，常見的有地址轉換，IP隧道、直接路由這三種作業模式：

直接路由；簡稱DR模式

采用半開放式的網路結構，與TUN模式的結構類似，但各節點并不是分散在各地，而是與調度器位于同一個物理網路，
負載調度器與各節點服務器通過本地網路連接，不需要建立專用的IP隧道，
在這里插入圖片描述

3.2：LVS-DR中的ARP問題

對節點 web服務器進行處理，使其不回應針對VIP的ARP請求

使用虛介面lo:0承載VIP地址
設定內核引數arp_ ignore=1: 系統只回應目的IP為本地IP的ARP請求，

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，設定內核引數arp_ announce=2：
系統不使用IP包的源地址來設定ARP請求的源地址，而選擇發送介面的IP地址，

修改/etc/sysctl.conf檔案

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.allarp_announce = 2

四：Keepalived使用場景

企業應用中,單臺服務器承擔應用存在單點故障的危險
單點故障一旦發生,企業服務將發生中斷,造成極大的危害

4.1 Keepalived工具介紹

專為LVS和HA設計的一款健康檢查工具
支持故障自動切換(Failover)
支持節點健康狀態檢查(Health Checking)
官方網站:http://www.keepalived.org

4.2： 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,通過公用的虛擬IP地址對外提供服務
每個熱備組內同時只有一臺主路由器提供服務,其他路由器處于冗余狀態
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

4.3、Keepalived的部署

4.31 Keepalived案例講解

Keepalived可實作多機熱備，每個熱備組可有多臺服務器
雙機熱備的故障切換是由虛擬IP地址的漂移來實作，適用于各種應用服務器

4.32 Keepalived安裝與啟動

在LVS群集環境中應用時，也需用到ipvsadm管理工具
YUM安裝Keepalived
啟用Keepalived服務

4.33 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

router_id HA_TEST_R1：本路由器（服務器）的名稱
vrrp_instance V1_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（之前的版本是eth0，一定要修改）
virtual_router_id 1：虛擬路由器的ID號，每個熱備組保持一致
常用配置選項
priority 100：優先級，數值越大優先級越高（0-100）
adver_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

Keepalived備份服務器的配置與master的配置有三個選項不同
router_id：設為自有名稱
state：設為BACKUP （大寫）
priority：值低于主服務器
其他選項與master相同

4.34 Keepalived雙機熱備效果測驗

測驗雙機熱備的效果
主、備均啟用Web服務，設定不同內容
先后禁用、啟用主服務器的網卡
執行的測驗
測驗1：使用ping檢測192.168.158.10的
測驗2：訪問http://192.168.158.10，確認可用性及內容變化
測驗3：查看日志檔案/var/log/messages中的變化

五：專案部署

5.1：專案地址規劃

在這里插入圖片描述

主機名	真實ip	漂移地址
LVS1	192.168.158.10	（ens33:0）192.168.158.100
LVS2	192.168.158.20	（ens33:0）192.168.158.100
WEB1	192.168.158.30	（lo:0）192.168.158.100
WEB2	192.168.158.40	（lo:0）192.168.158.10

5.2：專案部署

//keepalived：雙機熱備要用到的，ipvsadm：調度管理要用
[root@lvs01 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y
[root@lvs02 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y

5.3：兩臺LVS服務器都開啟路由轉發，關閉重定向

#尾行插入下段配置
vim /etc/sysctl.conf
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

#多載配置，使之生效
[root@lvs01 ~]# sysctl -p
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

虛擬網卡：ens33:0 真實網卡ens33
LVS1

[root@lvs01 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@lvs01 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
[root@lvs01 network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0    //編輯虛擬IP地址
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.158.100
NETMASK=255.255.255.0
[root@lvs01 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static      #修改為static
IPADDR=192.168.158.10   
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.158.2
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=915032f7-b91a-4e95-8247-3bbabd595285
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes

LVS2

[root@lvs02 network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0    //編輯虛擬IP地址
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.158.100
NETMASK=255.255.255.0
[root@lvs02 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
IPADDR=192.168.158.20   
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.158.2

改為主機模式
在這里插入圖片描述

systemctl restart network
#重啟網卡，查看虛擬地址是否存在

在這里插入圖片描述

5.4：配置DR模式

兩臺lvs都要配置

cd /etc/init.d/
vim dr.sh
//腳本內容：
#!/bin/bash
GW=192.168.158.2
VIP=192.168.158.100
RIP1=192.168.158.30
RIP2=192.168.158.40
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 "ipvsamd stoped--------------[ok]"
   ;;                                                                                    
status)
     if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ]; then
        echo "ipvsadm stoped----------------------"
        exit 1
     else
        echo "ipvsamd Runing------------[ok]"
     fi
   ;;
*)
  echo "Usage: $0 {start I stop I status }"
  exit 1
esac
exit 0

//添加權限，注意：先不要執行腳本！！！
chmod +x dr.sh

兩臺LVS服務器都重各項配置

//開啟dr服務配置
[root@lvs01 network-scripts]# service dr.sh start
ipvsadm starting --------------------[ok]
//關倍訓關閉防護功能
[root@lvs01 network-scripts]# setenforce 0
[root@lvs01 network-scripts]# systemctl restart network
[root@lvs01 network-scripts]# systemctl stop 
[root@lvs02 network-scripts]# systemctl restart network

5.5：配置兩臺WEB服務器節點

1、安裝httpd包，關閉防火墻

yum -y install httpd
systemctl stop firewalld
setenforce 0

2、添加網頁內容，用于驗證

cd /var/www/html/
echo "<h1>this is web1</h1>" > index.html 
  
//另一臺web服務器輸入內容：test02區分一下，
cd /var/www/html/
echo "<h1>this is web2</h1>" > index.html

3、設定回環地址

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0

#內容全部洗掉，添加以下內容：
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.158.100
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes

4、撰寫web服務腳本

cd /etc/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/all/arp_ignore
        echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/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 Stopd"
        ;;
      *)
        echo "Usage: $0 {start|stop}"
        exit 1
esac
exit 0

chmod +x web.sh

把模式改為主機模式，修改IP地址，重啟網路

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
vim ifcfg-ens33

//修改為static模式，并添加以下內容：
IPADDR=192.168.158.30    #另一臺 web2 的IP地址為192.168.158.40
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1

[root@shuai network-scripts]# systemctl stop firewalld.service 
[root@shuai network-scripts]# setenforce 0
[root@shuai network-scripts]# service web.sh start
[root@shuai network-scripts]# service wed.sh start
RealServer Start OK

在這里插入圖片描述

5.6：服務器部署keepdalived服務器

5.61：keeppalived.conf是主組態檔

指定全域引數
LVS1

#洗掉所有
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_01
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER                   #備用服務器LVS2改為BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 10           
    priority 100                   #優先級，備用LVS2優先級小于100，設為90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.158.100
    }
}

virtual_server 192.168.158.100 80 {    #虛擬地址和埠
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR                 #LVS的DR模式
    #persistence_timeout 50    #一定時間內使來自于同一個Client的所有TCP請求被負載到同一個RealServer上
    protocol TCP

 real_server 192.168.158.30 80 {      #web1服務器節點
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.158.40 80 {    #web2的服務器節點
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

LVS2

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS_02
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP                   #備用服務器LVS2改為BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 10           
    priority 90                   #優先級，備用LVS2設為90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.158.100
    }
}

virtual_server 192.168.158.100 80 {    #虛擬地址和埠
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR                 #LVS的DR模式
    #persistence_timeout 50    #一定時間內使來自于同一個Client的所有TCP請求被負載到同一個RealServer上
    protocol TCP

 real_server 192.168.158.30 80 {      #web1服務器節點
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.158.40 80 {    #web2的服務器節點
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

啟動服務，把組態檔傳給LVS2服務器

systemctl start keepalived

5.7：驗證

修改win10的IP地址，并改為主機模式，
在這里插入圖片描述
重啟VMnet1或指定到同一網段

5.8：備用調度器頂替

在瀏覽器輸入192.168.158.100，等待一段時間重繪界面
在這里插入圖片描述

keepalived工具可以自動故障切換，把LVS1服務器服務關閉，模擬故障，如果客戶端依舊可以和虛擬 IP地址互通，且能夠正常訪問網站的話，就說明 LVS2 就代替 LVS1 作業了，防止單點故障的效果實作了，

再次訪問虛擬地址
在這里插入圖片描述