二十六. 集群及LVS简介 LVS-NAT集群 LVS-DR集群

方案：安装ipvsadm软件包，关于ipvsadm的用法可以参考man ipvsadm资料。
常用ipvsadm命令语法格式如表-1及表-2所示。
 
1.ipvsadm命令用法(proxy)
1.1 创建LVS虚拟集群服务器（算法为加权轮询：wrr）
]# yum -y install ipvsadm
]# ipvsadm -A -t 192.168.4.5:80 -s wrr
]# ipvsadm -Ln(n以数字显示端口号)查兰LVS规则表
1.2 为集群添加若干real server
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.100 -m -w 1
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.200 -m -w 2
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.201 -m -w 3
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.202 -m -w 4
]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port  Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.4.5:80 wrr
  -> 192.168.2.100:80    Masq    1      0          0         
  -> 192.168.2.200:80    Masq    2      0          0         
  -> 192.168.2.201:80    Masq    3      0          0         
  -> 192.168.2.202:80    Masq    4      0          0      
1.3 修改集群服务器设置(修改调度器算法，将加权轮询修改为轮询)
]# ipvsadm -E -t 192.168.4.5:80 -s rr
ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port  Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.4.5:80 rr
...
1.4 修改real server（使用-g选项，将模式改为DR模式）
]# ipvsadm -e -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.202 -g
]# ipvsadm -Ln
...
  -> 192.168.2.202:80  Route  1   0   0
1.5 创建另一个集群（算法为最少连接算法；使用-m选项，设置工作模式为NAT模式）
]# ipvsadm -A -t 192.168.4.5:3306 -s lc
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:3306 -r 192.168.2.100 -m
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:3306 -r 192.168.2.200 -m
]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port  Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.4.5:80 rr
  -> 192.168.2.100:80    Masq  1    0   0         
  -> 192.168.2.200:80    Masq  2    0   0         
  -> 192.168.2.201:80    Masq  3    0   0         
  -> 192.168.2.202:80    Route 1    0   0         
TCP  192.168.4.5:3306 lc
  -> 192.168.2.100:3306  Masq  1    0   0         
  -> 192.168.2.200:3306  Masq  1    0   0  
1.5.1 永久保存所有规则
]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm
1.5.2 清空所有规则
]# ipvsadm -C
 
2.部署LVS-NAT集群
2.1 问题
使用LVS实现NAT模式的集群调度服务器，为用户提供Web服务：
集群对外公网IP地址为192.168.4.5
调度器内网IP地址为192.168.2.5
真实Web服务器地址分别为192.168.2.100、192.168.2.200
使用加权轮询调度算法，真实服务器权重分别为1和2
2.2 方案
实验拓扑结构主机配置细节如表-3所示。
使用4台虚拟机，1台作为Director调度器、2台作为Real Server、1台客户端，拓扑结构如图-1所示，注意：web1和web2必须配置网关地址。
2.1 设置web1-2的网关：
]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
...
GATEWAY=192.168.2.5
]# systemctl restart network
]# route -n
 
2.2 设置Web服务器（以web1为例,web2为2.200）
]# yum -y install httpd
]# echo "192.168.2.100" > /var/www/html/index.html
]# systemctl restart httpd
 
2.3 部署LVS-NAT模式调度器(proxy)
2.3.1 确认调度器的路由转发功能(如果已经开启，可以忽略)
]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
]# echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf
#修改配置文件，设置永久规则
2.3.2 创建集群服务器
]# yum -y install ipvsadm
]# ipvsadm -A -t 192.168.4.5:80 -s wrr
2.3.3 添加真实服务器
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.100 -w 1 -m
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.5:80 -r 192.168.2.200 -w 1 -m
2.3.4 查看规则列表，并保存规则
]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port  Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.4.5:80 wrr
  -> 192.168.2.100:80    Masq    1      0          0         
  -> 192.168.2.200:80    Masq    1      0          0    
]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm
 
2.4：客户端测试(client),查看访问的页面是否会轮询到不同的后端真实服务器。
192.168.2.100
192.168.2.200
192.168.2.100
192.168.2.200
...
 
3.部署LVS-DR集群
要求：使用LVS实现DR模式的集群调度服务器，为用户提供Web服务：
客户端IP地址为192.168.4.10
LVS调度器VIP地址为192.168.4.15
LVS调度器DIP地址设置为192.168.4.5
真实Web服务器地址分别为192.168.4.100、192.168.4.200
使用加权轮询调度算法，web1的权重为1，web2的权重为2
说明：
CIP是客户端的IP地址；
VIP是对客户端提供服务的IP地址；
RIP是后端服务器的真实IP地址；
DIP是调度器与后端服务器通信的IP地址（VIP必须配置在虚拟接口）。
 
3.1 方案
使用4台虚拟机，1台作为客户端、1台作为Director调度器、2台作为Real Server，拓扑结构如图-2所示。实验拓扑结构主机配置细节如表-4所示
 
说明：
CIP是客户端的IP地址；
VIP是对客户端提供服务的IP地址；
RIP是后端服务器的真实IP地址；
DIP是调度器与后端服务器通信的IP地址（VIP必须配置在虚拟接口）。
 
3.2 配置实验网络环境
3.2.1 设置Proxy代理服务器的VIP和DIP
注意：为了防止冲突，VIP必须要配置在网卡的虚拟接口！！！
]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
]# cp ifcfg-eth0{,:0}
 
]# vim ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
NAME=eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.4.5
PREFIX=24
 
]# vim ifcfg-eth0:0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
NAME=eth0:0
DEVICE=eth0:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.4.15
PREFIX=24
 
]# systemctl restart network
 
3.2.2 设置Web1服务器网络参数
]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual
ipv4.addresses 192.168.4.100/24 connection.autoconnect yes
]# nmcli connection up eth0
接下来给web1配置VIP地址。
注意：这里的子网掩码必须是32（也就是全255），网络地址与IP地址一样，广播地址与IP地址也一样。
[]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
]# cp ifcfg-lo{,:0}
]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.4.15
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=192.168.4.15
BROADCAST=192.168.4.15
ONBOOT=yes
NAME=lo:0
 
防止地址冲突的问题：
这里因为web1也配置与代理一样的VIP地址，默认肯定会出现地址冲突；
sysctl.conf文件写入这下面四行的主要目的就是访问192.168.4.15的数据包，只有调度器会响应，其他主机都不做任何响应，这样防止地址冲突的问题。
]# vim /etc/sysctl.conf
#手动写入如下4行内容
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
#当有arp广播问谁是192.168.4.15时，本机忽略该ARP广播，不做任何回应
#本机不要向外宣告自己的lo回环地址是192.168.4.15
]# sysctl -p #查看
重启网络服务，设置防火墙与SELinux
]# systemctl restart network
]# ifconfig
 
3.2.3 设置Web2服务器网络参数
]# nmcli connection modify eth0 ipv4.method manual
ipv4.addresses 192.168.4.200/24 connection.autoconnect yes
]# nmcli connection up eth0
接下来给web2配置VIP地址
注意：这里的子网掩码必须是32（也就是全255），网络地址与IP地址一样，广播地址与IP地址也一样。
]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
]# cp ifcfg-lo{,:0}
]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.4.15
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=192.168.4.15
BROADCAST=192.168.4.15
ONBOOT=yes
NAME=lo:0
 
防止地址冲突的问题：
这里因为web1也配置与代理一样的VIP地址，默认肯定会出现地址冲突；
sysctl.conf文件写入这下面四行的主要目的就是访问192.168.4.15的数据包，只有调度器会响应，其他主机都不做任何响应，这样防止地址冲突的问题。
]# vim /etc/sysctl.conf
#手动写入如下4行内容
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
#当有arp广播问谁是192.168.4.15时，本机忽略该ARP广播，不做任何回应
#本机不要向外宣告自己的lo回环地址是192.168.4.15
]# sysctl -p
]# systemctl restart network
[root@web2 ~]# ifconfig
 
3.3 配置后端Web服务器页面
web1 ~]# echo "192.168.4.100" > /var/www/html/index.html
web2 ~]# echo "192.168.4.200" > /var/www/html/index.html
web1 ~]# systemctl restart httpd
web2 ~]# systemctl restart httpd
 
3.4 proxy调度器安装软件并部署LVS-DR模式调度器
3.4.1 安装软件（如果已经安装，此步骤可以忽略）
]# yum -y install ipvsadm
3.4.2 清理之前实验的规则，创建新的集群服务器规则
]# ipvsadm -C  #清空所有规则
]# ipvsadm -A -t 192.168.4.15:80 -s wrr
3.4.3 添加真实服务器(-g参数设置LVS工作模式为DR模式，-w设置权重)
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.15:80 -r 192.168.4.100 -g -w 1
]# ipvsadm -a -t 192.168.4.15:80 -r 192.168.4.200 -g -w 1
3.4.4 查看规则列表，并保存规则
]# ipvsadm -Ln
TCP  192.168.4.15:80 wrr
  -> 192.168.4.100:80   Route  1   0   0         
  -> 192.168.4.200:80   Route  2   0   0
]# ipvsadm-save -n > /etc/sysconfig/ipvsadm
 
3.5 客户端测试(client)
192.168.4.100
192.168.4.200
192.168.4.100
192.168.4.200
**********************
扩展知识：默认LVS不带健康检查功能，需要自己手动编写动态检测脚本，实现该功能：(参考脚本如下，仅供参考)
]# vim check.sh
#!/bin/bash
VIP=192.168.4.15:80
RIP1=192.168.4.100
RIP2=192.168.4.200
while :
do
   for IP in $RIP1 $RIP2
   do
           curl -s http://$IP &>/dev/vnull
if [ $? -eq 0 ];then
            ipvsadm -Ln |grep -q $IP || ipvsadm -a -t $VIP -r $IP
        else
             ipvsadm -Ln |grep -q $IP && ipvsadm -d -t $VIP -r $IP
        fi
   done
sleep 1
done
**************************
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