第十九周

 1、简述lvs四种集群特点及使用场景

LVS集群模型分为以下四种：DR,NAT.TUN,FULL-NAT

<1>DR原理:

用户请求LVS到达director,director将请求的报文的目标MAC地址改成后端的realserver MAC地址,目标IP为VIP(不变),源IP为用户IP地址(保持不变),然后director将报文发送到realserver,realserver检测到目标为自己本地VIP,如果在同一个网段,然后将请求直接返给用户。如果用户跟realserver不在-一个网段,则通过网关返回用户

（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

（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

（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

  <2> TUN原理:

用户请求LVS到达director , director通过IP-TUN加密技术将请求的报文的目标MAC地址改成后端的realserverMAC地址,目标IP为VIP(不变),源IP为用户IP地址(保持不变),然后director将报文发送到realserver, realserver基于IP-TUN解密,然后检测到目标为自己本地VIP ,如果在同一个网段,然后将请求直接返给用户。如果用户跟realserver不在-一个网段,则通过网关返回用户。

(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

<3>NAT原理:

用户请求LVS到达director ,director将请求的报文的目标IP地址改成后端的realserver IP地址,同时将报文的目标端口也改成后端选定的realserver 相应端口,最后将报文发送到realserver,realserver将数据返给director,director再把数据发送给用户。因为两次请求都经过director,所以访问量大的话,director会成为瓶颈

    （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，Director易于成为系统瓶颈

    （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

<4>FULLNAT原理：

通过同时修改请求报文的源IP地址和目标IP地址进行转发的模式。此类型的模式，默认Kernel不支持。

(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

(4) 支持端口映射

注意：此类型kernel默认不支持

2、描述LVS-DR工作原理，并配置实现。

<1>、客户端的请求会发往Director，此时，客户端请求报文的源Ip为CIP，目标Ip为Director的VIP。

<2>、当Director接受到客户端的请求报文后，Director会在请求报文外封装一个MAC首部，其源MAC为Director接口的MAC地址，目标MAC为选定RS的MAC地址；

<3>、当RS收到Director转发过来的请求报文后，检查发现请求报文的目标Ip为本地环回接口上配置的VIP，因此会接受报文进行响应处理。另外由于对ARP响应规则做了修改，因此RS不会把响应报文响应给director ，而是响应给GW；

<4>、客户端接收响应报文，完成通信。

DR模型配置：同网段

client端配置ip：

[root@node-1 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=static

IPADDR=192.168.1.5

GATEWAY=192.168.1.6

PROFIX=24

NAME=eth0

DEVICE=eth0

ONBOOT=yes

Route配置：

[root@node-1 ~]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

[root@node-1 ~]# sysctl -p

[root@node-1 ~]# route -n

Kernel IP routing table

Destination    Gateway        Genmask        Flags Metric Ref    Use Iface

0.0.0.0        192.168.1.1    0.0.0.0        UG    0      0        0 eth1

192.168.1.0    0.0.0.0        255.255.255.0  U    0      0        0 eth1

192.168.10.0    0.0.0.0        255.255.255.0  U    0      0        0 eth0

RS1，RS2上面安装httpd服务：

[root@Rs1 ~]# yum install -y httpd

[root@Rs2 ~]# yum install -y httpd

配置网页文件页面：

[root@Rs1 ~]# echo Rs1 >/var/www/html/index.html

[root@Rs1 ~]# systemctl start httpd

[root@Rs2 ~]# echo Rs2 >/var/www/html/index.html

[root@Rs2 ~]# systemctl start httpd

route主机上面测试访问页面：

修改Rs1,Rs2网卡信息，网关指向route

[root@Rs1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=static

IPADDR=192.168.10.6

GATEWAY=192.168.10.3

PROFIX=24

DNS=192.168.10.3

NAME=eth0

DEVICE=eth0

ONBOOT=yes

[root@Rs2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=static

IPADDR=192.168.10.5

GATEWAY=192.168.10.3

PROFIX=24

DNS=192.168.10.3

NAME=eth0

DEVICE=eth0

ONBOOT=yes

LVS服务器上面修改网卡信息，网关指向Route，配置Vip

[root@node-2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=static

IPADDR=192.168.10.4

GATEWAY=192.168.10.3

PROFIX=24

NAME=eth0

DEVICE=eth0

ONBOOT=yes

[root@node-2 ~]# ip a a 192.168.10.100/24 dev eth0

[root@node-2 ~]# ip a

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000

    link/ether 00:0c:29:27:71:8b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet 192.168.10.4/24 brd 192.168.10.255 scope global eth0

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet 192.168.10.100/24 scope global secondary eth0

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet6 fe80::20c:29ff:fe27:718b/64 scope link

      valid_lft forever preferred_lft forever

Rs1,Rs2上面使用脚本配置vip，关闭arp响应：

[root@Rs2 ~]# vim rs.sh

#!/bin/bash

vip=192.168.10.100

mask='255.255.255.255'

dev=lo:1

case $1 in

start)

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

ifconfig $dev $vip netmask $mask #broadcast $vip up

#route add -host $vip dev $dev

;;

stop)

ifconfig $dev down

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

;;

[root@Rs2 ~]# bash rs.sh start

[root@Rs2 ~]# ip a

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000

    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

    inet 127.0.0.1/8 scope host lo

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet 192.168.10.100/32 scope global lo:1

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet6 ::1/128 scope host

      valid_lft forever preferred_lft forever

LVS服务器上面安装ipvsadm软件：

[root@node-2 ~]# yum install -y ipvsadm

配置lvs规则：

[root@Lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.10.100:80 -s wrr

[root@Lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.10.100:80 -r 192.168.10.5

[root@Lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.10.100:80 -r 192.168.10.6

[root@Lvs ~]# ipvsadm -Ln

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port          Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  192.168.10.100:80 wrr

  -> 192.168.10.5:80              Route  1      0          0       

  -> 192.168.10.6:80              Route  1      0          0       

在client端测试：

3、实现LVS+Keepalived高可用。

在keepalive-master和keepalive-slave上面安装keepalive软件：

[root@Keep-Master ~]# yum install -y keepalived

[root@Keep-Slave ~]# yum install -y keepalived

启动keepalive服务，设为开机启动：

[root@Keep-Master ~]# systemctl start keepalived

[root@Keep-Master ~]# systemctl enable keepalived

Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/keepalived.service to /usr/lib/systemd/system/keepalived.service.

[root@Keep-Master ~]#

[root@Keep-Slave ~]# systemctl start keepalived

[root@Keep-Slave ~]# systemctl enable keepalived

Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/keepalived.service to /usr/lib/systemd/system/keepalived.service.

[root@Keep-Slave ~]#

安装ipvsadm软件用来检查ipvs规则：

[root@Keep-Master ~]# yum install -y ipvsadm

[root@Keep-Slave~]# yum install -y ipvsadm

Web-1和Web-2安装nginx：

[root@Web-1 ~]# yum install -y nginx

[root@Web-2 ~]# yum install -y nginx

启动nginx服务：修改配置文件，准备配置页面：

[root@Web-1 ~]# systemctl start nginx

[root@Web-1 ~]# systemctl enable nginx

[root@Web-2 ~]# systemctl start nginx

[root@Web-2 ~]# systemctl enable nginx

准备页面文件：

[root@Web-1 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html

<h1>Web-1</h1>

[root@Web-2 ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html

<h1>Web-2</h1>

测试访问：

[root@Web-2 ~]# curl 192.168.10.6

<h1>Web-2</h1>

[root@Web-2 ~]# curl 192.168.10.5

<h1>Web-1</h1>

在两台RS（Web-1，Web-2）上面编辑vip配置脚本;

[root@Web-1 ~]# cat RS.sh

#!/bin/bash

VIP=192.168.1.100

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 Stoped"

      ;;

*)

      echo "Usage: $0 {start|stop}"

      exit 1

esac

exit 0

[root@Web-1 ~]# chmod 755 RS.sh

[root@Web-1 ~]# vim RS.sh

[root@Web-2 ~]# bash RS.sh start

RealServer Start OK

检查VIP配置情况：

[root@Web-1 ~]# ip a

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000

    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

    inet 127.0.0.1/8 scope host lo

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet 192.168.1.100/32 brd 192.168.1.100 scope global lo:0

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet6 ::1/128 scope host

      valid_lft forever preferred_lft forever

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000

    link/ether 00:0c:29:25:d8:b3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet 192.168.10.5/24 brd 192.168.10.255 scope global eth0

      valid_lft forever preferred_lft forever

    inet6 fe80::20c:29ff:fe25:d8b3/64 scope link

      valid_lft forever preferred_lft forever

[root@Web-1 ~]#

配置Keepalived服务器：Master

cd /etc/keepalived

#备份默认的keepalived配置

mv keepalived.conf keep-back.conf

vim keepalived.conf

global_defs {

vrrp_instance VI_1 {

    state MASTER  #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备 记得大写

    interface eth0  #网卡id 不同的电脑网卡id会有区别 可以使用:ip a查看

    virtual_router_id 10  #虚拟路由编号，主备要一致

    priority 100  #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR

    advert_int 1  #检查间隔，默认为1s

    authentication {  #这里配置的密码最多为8位，主备要一致，否则无法正常通讯

        auth_type PASS

        auth_pass 123456

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.10.100  #定义虚拟IP(VIP)为192.168.1.200，可多设，每行一个

    }

}

# 定义对外提供服务的LVS的VIP以及port

virtual_server 192.168.10.100 80 {

    delay_loop 6 # 设置健康检查时间，单位是秒

    lb_algo rr # 设置负载调度的算法为wlc

    lb_kind DR # 设置LVS实现负载的机制，有NAT、TUN、DR三个模式

    nat_mask 255.255.255.0

    persistence_timeout 0

    protocol TCP

    real_server 192.168.10.5 80 {  # 指定real server1的IP地址

        weight 3  # 配置节点权值，数字越大权重越高

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 10

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

        }

    }

    real_server 192.168.10.6 80 {  # 指定real server2的IP地址

        weight 3  # 配置节点权值，数字越大权重越高

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 10

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

        }

    }

}

配置Keepalive服务器：Slave

cd /etc/keepalived

#备份默认的keepalived配置

mv keepalived.conf keep-back.conf

vim keepalived.conf

global_defs {

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP #指定Keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备 记得大写

    interface eth0  #网卡id 不同的电脑网卡id会有区别 可以使用:ip a查看

    virtual_router_id 10  #虚拟路由编号，主备要一致

    priority 90  #定义优先级，数字越大，优先级越高，主DR必须大于备用DR

    advert_int 1  #检查间隔，默认为1s

    authentication {  #这里配置的密码最多为8位，主备要一致，否则无法正常通讯

        auth_type PASS

        auth_pass 123456

    }

    virtual_ipaddress {

        192.168.10.100  #定义虚拟IP(VIP)为192.168.1.200，可多设，每行一个

    }

}

# 定义对外提供服务的LVS的VIP以及port

virtual_server 192.168.10.100 80 {

    delay_loop 6 # 设置健康检查时间，单位是秒

    lb_algo rr # 设置负载调度的算法为rr

    lb_kind DR # 设置LVS实现负载的机制，有NAT、TUN、DR三个模式

    nat_mask 255.255.255.0

    persistence_timeout 0

    protocol TCP

    real_server 192.168.10.6 80 {  # 指定real server1的IP地址

        weight 3  # 配置节点权值，数字越大权重越高

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 10

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

        }

    }

    real_server 192.168.10.6 80 {  # 指定real server2的IP地址

        weight 3  # 配置节点权值，数字越大权重越高

        TCP_CHECK {

        connect_timeout 10

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

        }

    }

}

使用ipvsadm命令查看

查看vip情况：

客户机测试：

模拟web-1故障：

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