高效多用的群集之部署LVS+Keepalived 高可用群集（DR模式）

一、LVS+Keepalived 高可用群集

1.LVS

Linux虚拟服务器(Linux Virtual Server)

LVS 实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用， 为基于IP地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法

2.Keepalived功能及作用

支持故障自动切换（Failover）

支持节点健康状态检查（Health Checking）

判断LVS负载调度器、节点服务器的可用性，当master主机出现故障及时切换到backup节点保证业务正常，当 master 故障主机恢复后将其重新加入群集并且业务重新切换回 master 节点。

3.Keepalived实现原理剖析

keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux 服务器的多机热备功能
VRRP（虚拟路由冗余协议）是针对路由器的一种备份解决方案。
由多台路由器组成一个热备份组，通过共用的虚拟IP地址对外提供服务
每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务，其他路由器处于冗余状态
若当前在线的路由器失效，则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址，继续提供服务

二、LVS-DR中的ARP问题

路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给RealServer，导致Director的VIP失效

解决方法：
对节点服务器进行处理，设置内核参数arp_announce=2：系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口的IP地址。
解决ARP的两个问题的设置方法

修改 /etc/sysctl.conf 文件

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

三、LVS负载均衡DR模式集群部署步骤

主机	操作系统	IP地址	所需工具/服务
主负载调度器	CentOS7	ens33:192.168.109.7	ipvsadm、keepalived
备负载调度器	CentOS7	ens33:192.168.109.33	ipvsadm、keepalived
NFS服务器	CentOS7	ens33：192.168.109.3	rpcbind、nfs-utils
Web节点服务器1	CentOS7	192.168.109.12 lo:0(VIP)：192.168.109.100	rpcbind、nfs-utils、httpd
Web节点服务器2	CentOS7	192.168.109.22 lo:0(VIP)：192.168.109.100	rpcbind、nfs-utils、httpd
客户端	Windows10	192.168.109.132

注意：
1）各服务器和调度器以及客户端一定不要出现相同mac地址，否则会报错。同一局域网内，不需要网关和DNS。
2）这里的调度器不再需要虚拟网卡ens33:0

可以参考DR

1、部署NFS共享服务器

NFS服务器：192.168.109.3

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/test1
mkdir /opt/test2

chmod 777 /opt/test1
chmod 777 /opt/test2

vim /etc/exports
/opt/test1 192.168.109.0/24(rw,sync)
/opt/test2 192.168.109.0/24(rw,sync)

exportfs -rv

2、配置节点服务器

Web节点服务器1：192.168.109.12 lo:0 (VIP)：192.168.109.100
Web节点服务器2：192.168.109.22 lo:0 (VIP)：192.168.109.100

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.109.100）

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.109.100
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

ifup lo:0
ifconfig lo:0
#设置临时的路由，重启失效
route add -host 192.168.109.100 dev lo:0

#开机自动添加路由
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.109.100 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local

调整内核的ARP 响应参数

阻止更新 VIP 的MAC 地址，避免发生冲突

vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p

yum install -y nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service

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Web节点服务器1：192.168.109.12

showmount -e 192.168.109.3

mount.nfs 192.168.109.3:/opt/test1 /var/www/html
echo 'this is test1 web!' > /var/www/html/index.html

Web节点服务器2：192.168.109.22

showmount -e 192.168.109.3

mount.nfs 192.168.109.3:/opt/test2 /var/www/html
echo 'this is test2 web!' > /var/www/html/index.html

3、配置负载调度器

主负载调度器：192.168.109.7
备负载调度器：192.168.109.33

关防火墙

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

加载ip_vs模块

modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

调整 proc 响应参数

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p

配置负载分配策略

到这步两服务器会有一点区别
主负载调度器：192.168.109.7

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service

ipvsadm -C
#这里-t指定的虚拟地址为本机ens33网卡ip
ipvsadm -A -t 192.168.109.7:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.109.7:80 -r 192.168.109.12:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.109.7:80 -r 192.168.109.22:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln

备负载调度器：192.168.109.33
这里需要修改策略里-t指定的地址即可。

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service

ipvsadm -C

ipvsadm -A -t 192.168.109.33:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.109.33:80 -r 192.168.109.12:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.109.33:80 -r 192.168.109.22:80 -g

ipvsadm -ln

配置keeplived

负载调度器1：192.168.109.7
负载调度器2：192.168.109.33

yum -y install keepalived
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak

vim keepalived.conf
......
#定义全局参数
global_defs {

#10行修改，邮件服务指向本地
smtp_server 127.0.0.1

#12行修改，指定服务器（路由器）的名称，主备服务器名称须不同，主为LVS_01，备为LVS_02
router_id LVS_01

#14行修改;加注释;vrrp_strict：严格遵守VRRP协议。下列情况将会阻止启动Keepalived：1. 没有VIP地址。2. 单播邻居。3. 在VRRP版本2中有IPv6地址。
#vrrp_strict

}
#定义VRRP热备实例参数
vrrp_instance VI_1 {

#20行修改;指定热备状态，主为MASTER，备为BACKUP
state MASTER

#21行修改;指定承载vip地址的物理接口
interface ens33

#22行修改;指定虚拟路由器的ID号，每个热备组保持一致
virtual_router_id 10

#23行修改;指定优先级，数值越大优先级越高，主为100，备为90
priority 100
#通告间隔秒数(心跳频率)
advert_int 1
#定义认证信息,每个热备组保持一致
authentication {
#认证类型
auth_type PASS

#27行修改，指定验证密码，主备服务器保持一致
auth_pass 123456
}

#指定群集vip地址
virtual_ipaddress {
192.168.109.100
}
}

#34行修改，指定虚拟服务器地址(VIP)、端口，定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.109.100 80 {
#健康检查的间隔时间(秒)
delay_loop 6
#指定调度算法，轮询(rr)
lb_algo rr
#37行修改，指定群集工作模式，直接路由(DR)
lb_kind DR
#连接保持时间(秒)
persistence_timeout 50
#应用服务采用的是TCP协议
protocol TCP

#41行修改，指定第一个Web节点的地址、端口
real_server 192.168.109.12 80 {
#节点的权重
weight 1

#43行删除，添加以下健康检查方式
	    TCP_CHECK {
	    #添加检查的目标端口
		connect_port 80
		#添加连接超时(秒)
		connect_timeout 3
		#添加重试次数
		nb_get_retry 3
		#添加重试间隔
		delay_before_retry 4
	}
}

#添加第二个 Web节点的地址、端口
real_server 192.168.109.22 80 {
    weight 1
    TCP_CHECK {
		connect_port 80
		connect_timeout 3
		nb_get_retry 3
		delay_before_retry 4
	}
}
}
#删除后面多余的配置

systemctl start keepalived
#查看虚拟网卡vip
ip addr show dev ens33