1、简述lvs四种集群特点及使用场景

  LVS工作在内核的PREROUTING和INPUT链之间，当请求经过PREROUTING链时，llvs发现请求是自己，会截取请求不在往INPUT链转发，而是查询路由表经过POSTROUTING链将请求转发给后端的real server
  LVS-NAT模型
  NAT模型是多目标IP的DNAT，通过将请求报文中的目标地址和目标端口修改为某挑

出的RS的RIP和PORT实现转发
（1）RIP和DIP应在同一个IP网络，且应使用私网地址，RS的网关要指向DIP
（2）请求报文和响应报文都必须经由Director转发，高并发场景下Director易于成为整个集群的性能瓶颈
（3）支持端口映射，可修改请求报文的目标PORT
（4）VS必须是Linux系统，RS可以是任意OS系统

LVS-DR：Direct Routing，直接路由，LVS默认模式,应用最广泛,通过为请求报

文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目标
MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目标
IP/PORT均保持不变
（1） Director和各RS都配置有VIP
（2） 确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发往Director
 在前端网关做静态绑定VIP和Director的MAC地址
 在RS上使用arptables工具
arptables -A IN -d $VIP -j DROP
arptables -A OUT -s $VIP -j mangle --mangle-ip-s $RIP
 在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
（3）RS的RIP可以使用私网地址，也可以是公网地址；RIP与DIP在同一IP网络；
RIP的网关不能指向DIP，以确保响应报文不会经由Director
（4）RS和Director要在同一个物理网络
（5）请求报文要经由Director，但响应报文不经由Director，而由RS直接发往
Client，该方案在高并发场景下不会造成Director的性能瓶颈
（6）不支持端口映射（端口不能修败）
（7）RS可使用大多数OS系统

LVS-TUN模型
转发方式：不修改请求报文的IP首部（源IP为CIP，目标IP为VIP），而在原IP报文

之外再封装一个IP首部（源IP是DIP，目标IP是RIP），将报文发往挑选出的目标RS；RS直接响应给客户端（源IP是VIP，目标IP是CIP）
(1) DIP, VIP, RIP都应该是公网地址
(2) RS的网关一般不能指向DIP
(3) 请求报文要经由Director，但响应不经由Director
(4) 不支持端口映射
(5) RS的OS须支持隧道功能

lvs-fullnat模式

 lvs-fullnat：通过同时修改请求报文的源IP地址和目标IP地址进行转发
CIP --> DIP
VIP --> RIP
(1) VIP是公网地址，RIP和DIP是私网地址，且通常不在同一IP网络；因此，
RIP的网关一般不会指向DIP
(2) RS收到的请求报文源地址是DIP，因此，只需响应给DIP；但Director还
要将其发往Client
(3) 请求和响应报文都经由Director,在高并发场景下Director同样会成为整个集群的性能瓶颈
(4) 支持端口映射
(5) 此类型kernel默认不支持

LVS工作模式总结
  lvs-nat与lvs-fullnat：请求和响应报文都经由Director
  lvs-nat：RIP的网关要指向DIP
  lvs-fullnat：RIP和DIP未必在同一IP网络，但要能通信

 lvs-dr与lvs-tun：请求报文要经由Director，但响应报文由RS直接发往Client
lvs-dr：通过封装新的MAC首部实现，通过MAC网络转发，Director和RS要在同一物理网络
lvs-tun：通过在原IP报文外封装新IP头实现转发，支持远距离通信

2、描述LVS-DR工作原理，并配置实现。

  DR模型是LVS默认工作模型,生产中应用最广泛,通过为请求报文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目标IP/PORT均保持不变
 client  10.0.35.52 GW:10.0.35.16    
 route  10.0.35.16,192.168.10.10  
 LVS  DIP:192.168.10.20/24  GW:192.168.10.10  VIP:192.168.10.100/32    
 realserver1  DIP:192.168.10.11/24    GW:192.168.10.10  VIP:192.168.10.100/32 
 realserver2  DIP:192.168.10.11/24    GW:192.168.10.10  VIP:192.168.10.100/32 
     1）配置两台realserver
      RS1
      在回环网卡上添加vip
      ifconfig lo:1 192.168.10.100/32
      在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别,内核转发
      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
      echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
      echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
      安装httpd，并分别创建网页文件
      yum -y install httpd
      echo "real server 1" > /var/www/html/index.html
      RS2
      在回环网卡上添加vip
      ifconfig lo:1 192.168.10.100/32
      在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别
      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
      echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
      echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
      安装httpd，并分别创建网页文件
      yum -y install httpd
      echo "real server 1" > /var/www/html/index.html
2）LVS server配置
      安装ipvsadm包
       yum -y install ipvsadm
      添加VIP
      ifconfig lo:1 192.168.10.100/32
      添加lvs集群规则
      ipvsadm -A -t 192.168.10.100:80 -s rr
      ipvsadm -a -t 192.168.10.100:80 -r 192.168.10.11 
      ipvsadm -a -t 192.168.10.100:80 -r 192.168.1.12
      查看规则
      ipvsadm -Ln

image.png

3）客户端访问验证lvs集群服务
while true;do crul 192.168.10.100; sleep 0.5;done

image.png

3、实现LVS+Keepalived高可用

10.0.30.120 client
10.0.30.122 lvs1+keepalived-master
10.0.30.123 lvs1+keepalived-slave
10.0.30.124 realserver1
10.0.30.125 realserver2
10.0.30.130 VIP
部署前各节点配置IP，关闭防火墙，iptables，同步时间
1）配置两台realserver
RS1
在回环网卡上添加vip
ifconfig lo:1 10.0.30.130
在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
安装httpd，并分别创建网页文件
yum -y install httpd
echo "real server 1" > /var/www/html/index.html
RS2
在回环网卡上添加vip
ifconfig lo:1 10.0.30.130
在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
安装httpd，并分别创建网页文件
yum -y install httpd
echo "real server 1" > /var/www/html/index.html
2）配置keepalived和lvs
keepalived-master 主节点配置
开启内核转发功能
echo 1 > /rpoc/sus/net/ipv4/ip_forward
安装keepalive和ipvsadm
yum -y install keepalived ipvsadm httpd
配置keepalived
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
​ global_defs {
notification_email {
​ root@localhost
}
notification_email_from keepalived@localhost
smtp_server localhost
smtp_connect_timeout 30
router_id keepalived-master #必须唯一
​ }

​ vrrp_instance web {
​ state MASTER
​ interface ens192
​ virtual_router_id 51 #keepalived集群同一实例中的节点该项必须相同
priority 100
​ advert_int 1
​ authentication {
​ auth_type PASS
​ auth_pass 1111
​ }
​ virtual_ipaddress {
​ 10.0.30.130
​ }
​ }
​ virtual_server 10.0.30.130 80 {
​ delay_loop 6
​ lb_algo rr
​ lb_kind DR
​ #persistence_timeout 50
​ protocol TCP
​ sorry_server 127.0.0.1 80
real_server 10.0.30.124 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 10.0.30.125 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
keepalive-slave 从节点配置
开启内核转发功能
echo 1 > /rpoc/sus/net/ipv4/ip_forward
安装keepalive和ipvsadm
yum -y install keepalived ipvsadm httpd
配置keepalived
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
​ global_defs {
notification_email {
​ root@localhost
}
notification_email_from keepalived@localhost
smtp_server localhost
smtp_connect_timeout 30
router_id keepalived-slave #必须唯一
​ }

​ vrrp_instance web {
​ state BACKUP
​ interface ens192
​ virtual_router_id 51 #keepalived集群同一实例中的节点该项必须相同
priority 100
​ advert_int 1
​ authentication {
​ auth_type PASS
​ auth_pass 1111
​ }
​ virtual_ipaddress {
​ 10.0.30.130
​ }
​ }
​ virtual_server 10.0.30.130 80 {
​ delay_loop 6
​ lb_algo rr
​ lb_kind DR
​ #persistence_timeout 50
​ protocol TCP
​ sorry_server 127.0.0.1 80
real_server 10.0.30.124 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 10.0.30.125 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
3）lvs节点上启动httpd服务配置集群的sorry server，目的是当后端所有的realserver服务不可用时，给客户端返回自定义错误页面。
keepalived-master 主节点
echo "sorry, webserver is not available, keepalived-master!" > /var/www/html/index.html
systemctl start httpd
keepalived-master 主节点
echo "sorry, webserver is not available, keepalived-slave!" > /var/www/html/index.html
systemctl start httpd
4）验证keepalived+LVS集群
启动keepalived主从节点上的服务，并且验证keeplived的高可用性
systemctl start keepalived
查看vip绑定情况

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