LVS+Keepalived小试牛刀
一、LVS
1、基本命令操作
1.1）添加规则
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p timeout] [-M netmast] [--pepersistence_engine] [-b sched-flags]
1.2）删除规则
ipvsadm -D -t|u|f service-address
1.3）清空定义的所有内容
ipvsadm -C
1.4）重载
ipvsadm -R
1.4）保存
ipvsadm -S [-n]
1.5）增、改RS规则
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]
1.6）删除RS规则
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
1.7）查看规则列表
ipvsadm -Ln|l [options] --numeric, -n: 以数字形式输出地址和端口号 --exact: 扩展信息，精确值 --stats: 统计信息 --rate: 输出速率信息
1.8）清空计数器
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]
1.9）ipvs规则
/proc/net/ip_vs
2.0）ipvs连接
/proc/net/ip_vs_conn
2、保存及重载规则
2.1）保存：建议保存至/etc/sysconfig/ipvsadm
ipvsadm-save -n > /PATH/TO/IPVSADM_FILE ipvsadm -Sn > /PATH/TO/IPVSADM_FILE systemctl stop ipvsadm.service
2.2）重载：
ipvsadm-restore < /PATH/TO/IPVSADM_FILE ipvsadm -R < /PATH/TO/IPVSADM_FILE systemctl restart ipvsadm.service
3、NAT模式
设计要点：
1）RIP与DIP在同一IP网络，RIP的网关要指向DIP
2）支持端口映射
3）Director要打开核心转发功能
配置：
4.管理集群服务：增，改，删
4.1）增、改：
ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p timeout]
4.2）删除：
ipvsadm -D -t|u|f service-address
4.3）service-address:
-t|u|f: -t：TCP协议的端口，VIP：TCP_PORT -u：UDP协议的端口，VIP：UDP_PORT -f：firewall MARK，标记，一个数字 [-s scheduler]：指定集群的调度算法：默认为wlc
5.管理集群上的RS：增、改、删
5.1）增、改：ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]
5.2）server-address:
rip[:port] 如省略port，不作端口映射
5.3）选项：
lvs类型：
-g：gateway, dr类型，默认 -i：ipip, tun类型 -m：masquerade，nat类型 -w weight：权重
6.ipvs scheduler
6.1）ipvs scheduler：根据其调度是否考虑各RS当前的负载状态
两种：静态方法和动态方法
6.2）静态方法：仅根据算法本身进行调度
1、RR: roundrobin, 轮训 2、WRR: Weighted RR, 加权轮训 3、SH: Source Hashing, 实现session sticky, 源IP地址hash; 将来自同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定 4、DH: Destination Hashing; 目标地址哈希，将发往同一个目标地址的请求始终转发至第一次挑中的RS, 典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡，如：带宽运营商
实验：实现NAT模式的LVS（必须原路返回）
ip_forward=1 route add default gw 192.168.0.201 # -t:tcp, -s wrr:加权 轮训 ipvsadm -A -t 172.20.0.200:80 -s wrr # -m: NAT模式；默认：DR模式，不支持映射到不同端口；-w：权重,默认是1 ipvsadm -a -t 172.20.0.200:80 -r 192.168.30.17:8080 -m -w 3 ipvsadm -a -t 172.20.0.200:80 -r 192.168.30.27:8080 -m 2.router：路由器配置 ip_forward=1 route add default gw 192.168.0.200
4、DR模式
1.DR模型中各主机上均需要配置VIP，解决地址冲突的方式有三种：
1.1) 在前端网关做静态绑定 1.2) 在各RS使用arptables 1.3) 在各RS修改内核参数，来限制arp响应和通告的级别
2.限制响应级别：arp_ignore
2.1) 0:默认值，表示可使用本地任意接口上配置在任意地址响应
2.2) 1:仅在请求目标IP配置在本地主机的接收到请求报文的接口上时，才给予响应
3.限制通告级别：arp_announce
3.1) 0:默认值，把本机所有接口的所有信息向每个接口的网络进行通知 3.2) 1:尽量避免将接口信息向非直接连接网络进行通知 3.3) 2:必须避免将接口信息向非网络进行通告
实验：实现DR模式的LVS（不原路返回）
步骤一：准备3台虚拟机
步骤二：先配置3台虚拟机的网络
1）eth0 配置在一个网段 2）DIP,RIP配置在一个网段
步骤三：配置lvs的VIP
1）ifconfig ens33:0 192.168.182.100/24 2）echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
步骤四（RS）：调整RS的响应，通告级别（每一台RS都配）
1）echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/arp_ignore 2）echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 3）echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/arp_announce 4）echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
步骤五：在RS上配置VIP
1）ifconfig lo:8 192.168.182.100 netmask 255.255.255.255
步骤六：启动RS上的httpd服务
1）yum install httpd -y 2）cd /var/www/html vi index.html from ooxxip 3）service httpd start 客户端验证：RIP:80能显示 VIP:80不能显示
步骤七：LVS---ipvsadm
1）yum install ipvsadm -y # -t:tcp, -s rr:轮训 2）ipvsadm -A -t 192.168.182.100:80 -s rr # -m: NAT模式；默认：DR模式，不支持映射到不同端口；-w：权重,默认是1；-g：DR模型，-m：NET模型 3）ipvsadm -a -t 192.168.182.128:80 -r 192.168.182.129 -g ipvsadm -a -t 192.168.182.128:80 -r 192.168.182.130 -g 4）ipvsadm -ln 5）浏览器刷新：访问vip 6）ipvsadm -lnc 7）netstat -natp
5、TUN模式
6、FULL-NAT模式
二、Keepalived
2.1）安装以及基本操作
# 安装
yum install keepalived -y
# 启动
service keepalived start
# 配置文件位置
/etc/keepalived/keepalived.conf
# 查看日志
tail /var/log/message
2.2）具体配置步骤
步骤一：至少准备四台虚拟机 步骤二：调整RS的响应，通告级别（每一台RS都配） echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/arp_ignore echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/arp_announce echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 步骤三：在RS上配置VIP，切记(DR模式)不要忘了在RS配置VIP,要不然数据包会被丢弃 ifconfig lo:8 192.168.182.100 netmask 255.255.255.255 步骤四：在RS安装启动httpd服务 1）yum install httpd -y 2）cd /var/www/html vi index.html from ooxxip 3）service httpd start 步骤五：给两台keepalived机子安装keepalived（一主一备） 1）yum -y install keepalived 2）yum -y install ipvsadm 步骤六：配置keepalived配置文件 # 先备份 1）cp -a /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak 2）cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived global_defs { notification_email { acassen@firewall.loc failover@firewall.loc sysadmin@firewall.loc } notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc smtp_server 192.168.200.1 smtp_connect_timeout 30 router_id LVS_DEVEL vrrp_skip_check_adv_addr # vrrp_strict 如果还是访问不了VIP，可以把这行注释掉 vrrp_garp_interval 0 vrrp_gna_interval 0 } vrrp_instance VI_1 { # 主 state MASTER # 备 state BACKUP interface ens33 virtual_router_id 51 # 主 priority 100 # 备 priority 50 advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { 192.168.182.100/32 dev ens33 label ens33:7 } } virtual_server 192.168.182.100 80 { delay_loop 6 lb_algo rr lb_kind DR
nat_mask 255.255.255.0 persistence_timeout 0 protocol TCP real_server 192.168.182.130 80 { weight 1 HTTP_GET { url { path / status_code 200 } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } real_server 192.168.182.131 80 { weight 1 HTTP_GET { url { path / status_code 200 } connect_timeout 3 nb_get_retry 3 delay_before_retry 3 } } }
3）复制一份修改好的配置到从主机
cd /etc/keepalived/ && scp ./keepalived.conf root@192.168.182.129:`pwd`
4）启动
/bin/systemctl start keepalived.service
5）RS切记关闭防火墙，如果web也访问不了，lvs也可以关闭防火墙试试
systemctl stop firewalld
5）查看是否配置了VIP
6）查看是否配置了规则
7）主未挂，备则会自动配置规则,但是不会配置VIP，保证只有一个VIP对外提供服务
一旦主挂了，则备接管（测试，down掉主网卡：ifconfig ens33 down）
缺点：脑裂问题
分析原因：keepalived自身不是高可用，主进程可能会被杀死，但是进程杀死后，没有回收VIP，导致主keepalived无法广播，备keepalived得不到主的广播信号，导致备也会配上VIP，使得主备都有VIP，最后CIP访问VIP的三次握手可能会被打散到主备keepalived上，无法建立连接，导致无法访问。
解决方案：1.写一个自动脚本，定时巡检主keepalived进程是否还存活，如果被杀死，则重启主keepalived服务
2.换用更高级的高可用技术（zookeeper），后续会有zookeeper相应的文章
最后附上keepalived配置文件说明：
! Configuration File for keepalived global_defs { #全局定义部分 notification_email { #设置报警邮件地址，可设置多个 acassen@firewall.loc #接收通知的邮件地址 } notification_email_from test0@163.com #设置 发送邮件通知的地址 smtp_server smtp.163.com #设置 smtp server 地址，可是ip或域名.可选端口号 （默认25） smtp_connect_timeout 30 #设置 连接 smtp server的超时时间 router_id LVS_DEVEL #主机标识，用于邮件通知 vrrp_skip_check_adv_addr vrrp_strict #严格执行VRRP协议规范，此模式不支持节点单播 vrrp_garp_interval 0 vrrp_gna_interval 0 script_user keepalived_script #指定运行脚本的用户名和组。默认使用用户的默认组。如未指定，默认为keepalived_script 用户，如无此用户，则使用root enable_script_security #如过路径为非root可写，不要配置脚本为root用户执行。 } vrrp_script chk_nginx_service { #VRRP 脚本声明 script "/etc/keepalived/chk_nginx.sh" #周期性执行的脚本 interval 3 #运行脚本的间隔时间，秒 weight -20 #权重，priority值减去此值要小于备服务的priority值 fall 3 #检测几次失败才为失败，整数 rise 2 #检测几次状态为正常的，才确认正常，整数 user keepalived_script #执行脚本的用户或组 } vrrp_instance VI_1 { #vrrp 实例部分定义，VI_1自定义名称 state MASTER #指定 keepalived 的角色，必须大写 可选值：MASTER|BACKUP interface ens33 #网卡设置，lvs需要绑定在网卡上，realserver绑定在回环口。区别：lvs对访问为外，realserver为内不易暴露本机信息 virtual_router_id 51 #虚拟路由标识，是一个数字，同一个vrrp 实例使用唯一的标识，MASTER和BACKUP 的 同一个 vrrp_instance 下 这个标识必须保持一致 priority 100 #定义优先级，数字越大，优先级越高。 advert_int 1 #设定 MASTER 与 BACKUP 负载均衡之间同步检查的时间间隔，单位为秒，两个节点设置必须一样 authentication { #设置验证类型和密码，两个节点必须一致 auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个 192.168.119.130 } track_script { #脚本监控状态 chk_nginx_service #可加权重，但会覆盖声明的脚本权重值。chk_nginx_service weight -20 } notify_master "/etc/keepalived/start_haproxy.sh start" #当前节点成为master时，通知脚本执行任务 notify_backup "/etc/keepalived/start_haproxy.sh stop" #当前节点成为backup时，通知脚本执行任务 notify_fault "/etc/keepalived/start_haproxy.sh stop" #当当前节点出现故障，执行的任务; } virtual_server 192.168.119.130 80 { #定义RealServer对应的VIP及服务端口，IP和端口之间用空格隔开 delay_loop 6 #每隔6秒查询realserver状态 lb_algo rr #后端调试算法（load balancing algorithm） lb_kind DR #LVS调度类型NAT/DR/TUN #persistence_timeout 60 同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver protocol TCP #用TCP协议检查realserver状态 real_server 192.168.119.120 80 { weight 1 #权重，最大越高，lvs就越优先访问 TCP_CHECK { #keepalived的健康检查方式HTTP_GET | SSL_GET | TCP_CHECK | SMTP_CHECK | MISC connect_timeout 10 #10秒无响应超时 retry 3 #重连次数3次 delay_before_retry 3 #重连间隔时间 connect_port 80 #健康检查realserver的端口 } } real_server 192.168.119.121 80 { weight 1 #权重，最大越高，lvs就越优先访问 TCP_CHECK { #keepalived的健康检查方式HTTP_GET | SSL_GET | TCP_CHECK | SMTP_CHECK | MISC connect_timeout 10 #10秒无响应超时 retry 3 #重连次数3次 delay_before_retry 3 #重连间隔时间 connect_port 80 #健康检查realserver的端口 } } } vrrp_instance VI_2 { #vrrp 实例部分定义，VI_1自定义名称 state BACKUP #指定 keepalived 的角色，必须大写 可选值：MASTER|BACKUP 分别表示（主|备） interface ens33 #网卡设置，绑定vip的子接口，lvs需要绑定在网卡上，realserver绑定在回环口。区别：lvs对访问为外，realserver为内不易暴露本机信息 virtual_router_id 52 #虚拟路由标识，是一个数字，同一个vrrp 实例使用唯一的标识，MASTER和BACKUP 的 同一个 vrrp_instance 下 这个标识必须保持一致 priority 90 #定义优先级，数字越大，优先级越高。 advert_int 1 #设定 MASTER 与 BACKUP 负载均衡之间同步检查的时间间隔，单位为秒，两个节点设置必须一样 authentication { #设置验证类型和密码，两个节点必须一致 auth_type PASS auth_pass 1111 } virtual_ipaddress { #设置虚拟IP地址，可以设置多个虚拟IP地址，每行一个 192.168.119.131 } } virtual_server 192.168.119.131 80 { #定义RealServer对应的VIP及服务端口，IP和端口之间用空格隔开 delay_loop 6 #每隔6秒查询realserver状态 lb_algo rr #后端调试算法（load balancing algorithm） lb_kind DR #LVS调度类型NAT/DR/TUN #persistence_timeout 60 #同一IP的连接60秒内被分配到同一台realserver protocol TCP #用TCP协议检查realserver状态 real_server 192.168.119.120 80 { weight 1 #权重，最大越高，lvs就越优先访问 TCP_CHECK { #keepalived的健康检查方式HTTP_GET | SSL_GET | TCP_CHECK | SMTP_CHECK | MISC connect_timeout 10 #10秒无响应超时 retry 3 #重连次数3次 delay_before_retry 3 #重连间隔时间 connect_port 80 #健康检查realserver的端口 } } real_server 192.168.119.121 80 { weight 1 #权重，最大越高，lvs就越优先访问 TCP_CHECK { #keepalived的健康检查方式HTTP_GET | SSL_GET | TCP_CHECK | SMTP_CHECK | MISC connect_timeout 10 #10秒无响应超时 retry 3 #重连次数3次 delay_before_retry 3 #重连间隔时间 connect_port 80 #健康检查realserver的端口 } } }
