架构设计内容分享(十五)：10Wqps网关接入层，LVS+Keepalived(DR模式)如何搭建？

目录

背景

接入层的架构目标

什么是LVS:

高并发负载均衡—LVS DR

lvs实操​编辑

故障隔离：LVS实现健康性检查Ldirectord使用

失败切换：keepalived+LVS实现高可用性集群

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背景

在互联网的中型项目中，单服务器往往已经无法满足业务本身的性能要求，为大家梳理10Wqps Netty API网关架构与实操。

第一个问题是，如何支撑10Wqps？

第二个问题是，如何高可用的支持10Wqps？

《10Wqps Netty API网关架构与实操》 的总体架构图如下：

10Wqps Netty API网关网络拓扑架构：

• 方案1：基于ECS/IDC机房的手动扩容网络拓扑架构

• 方案2：基于ECS/IDC机房+K8S云原生自伸缩自扩容网络拓扑架构

方案1基于ECS/IDC机房的手动扩容网络拓扑架构，核心如下：

方案2基于ECS/IDC机房+K8S云原生自伸缩自扩容网络拓扑架构，将在此基础上，结硬核视频进行介绍。

不论方案1、方案2， 在接入层，都需要进行10Wqps网关接入层的架构设计。

这里特别说一下，为啥要用lvs，因为一个nginx扛不住 10Wqps。

接入层的架构目标

接入层集群架构目标，包括如下三点：高可用、可扩展、负载均衡。

一个完整的集群架构，则需要包含如下三个功能：负载均衡、故障隔离、失败切换

• 负载均衡：根据设定的算法，通过负载均衡器(Director)把外部请求转发到各个集群中的服务器上(Real server)

• 故障隔离：当集群中一个或多个服务器(Real server)发生故障或无法提供服务时，集群能够把它们从转发队列中移除出去，以确保用户访问不会被错误转发到无法提供的服务器(Real server)处理。而当故障的服务器(Real server)重新恢复正常时候，又能够重新加入到集群的转发队列中。

• 失败切换：失败切换主(Master)要就是去除负载均衡器(Director)的单点问题，一旦负载均衡器(Director)发生故障，备机(Slave)能够替代主(Master)负载均衡器(Director)接受用户请求，而当主负载均衡器(Director)恢复正常时，能够重新接管用户请求(根据配置而定)

什么是LVS:

1. 高伸缩性,高可用的服务;

2. 已被集成到Linux中;

3. 整体架构和Nginx相似,也是集群;

lvs基于四层，处理能力是Nginx的几十倍，负载能力更高。lvs可以只接受不响应，nginx接收并相应

思考: LVS 和 Nginx 很像，为什么还要使用LVS?

1. LVS基于四层,工作效率高

   1. LVS基于四层，请求接收到直接转发

   2. Nginx接收到请求后，还需要对请求做一定处理(会有一定性能损耗)

   3. 假如Nginx能支持的并发能达到几万，那么LVS能支持的负载可以达到Nginx的几十倍

2. 单个Nginx承受不了压力,需要集群

   1. 当使用Nginx集群的时候，Nginx前置的调度者不能再由Nginx充当了，因为这样还是相当于Nginx承担了所有的压力，所以我们用LVS充当Nginx集群前置调度者；

   2. 备注: LVS+Nginx 相当于 LVS就是Nginx,Nginx就是上游服务器；

3. Nginx接收请求来回, LVS可以只接受不响应;所以LVS的负载能力肯定比Nginx高;

补充一下名称：

LVS是Linux Virtual Linux的缩写，即Linux虚拟服务器，是一个常用的服务器集群系统，该功能已经广泛集成在Linux内核中。

Keepalived则是一个服务器检测状态软件，能够为集群提供故障隔离和失败切换功能

ipvsadm则是LVS的管理工具，能够添加，修改，删除，查看当前集群的配置和转发状态等。在使用Keepalived的方案中，只要系统安装有ipvsadm命令，只需要通过Keepalived的配置文件即可实现集群的所有配置。

LVS 工作模式(三种)

NAT 基于网络地址转换

(这种模式是和Nginx模式类似，不适用超大并发场景)

TUN  ip隧道模式

条件限制: 所有的计算机节点都必须要有网卡, RealServer 向客户端响应不用经过LVS, 而是通过网卡之间建立一种 "隧道"，通信就通过这种隧道的方式;

优点: 请求上行(客户端-服务器) 没啥变化，下行(realserver - 客户端)大大优化；大大提高吞吐量和并发能力;

缺点: 需要每一个计算机节点都配置一个网卡， RealServerl暴露在公网(不好)

DR  直接路由模式

(解决  Real Server 暴露在公网问题)

高并发负载均衡—LVS DR

LVS-DR（Linux Virtual Server Director Server）工作模式 ，是生产环境中最常用的一 种工作模式。

• LVS-DR 模式，Director Server 作为群集的访问入口，不作为网关使用

• 节点 Director Server 与 Real Server 需要在同一个网络中，返回给客户端的数据不需要经过 Director Server。

为了响应对整个群集的访问，Director Server 与 Real Server 都需要配置 VIP 地址。

客户机发起请求，经过调度服务器（lvs），经过算法调度，去访问真实服务器（RS）

由于不原路返回，客户机不知道，真实主机的ip地址，

所以只能通过调度服务器的外网ip（vip）去反回报文信息。

LVS DR（Direct Routing）

名称	含义
DS（Director Server）	前端负载均衡节点服务器
RS（Real SERVER）	后端真实服务器
CIP（Client IP）	客户端IP地址
VIP（Virtual IP）	负载均衡对外提供访问的IP地址，一般负载均衡IP都会通过Viirtual IP实现高可用
RIP（RealServer IP）	负载均衡后端的真实服务器IP地址

• Director Server 和 Real Server 必须在同一个物理网络中。

• Real Server 可以使用私有地址，也可以使用公网地址。如果使用公网地址，可以通过 互联网对 RIP 进行直接访问。

• 所有的请求报文经由 Director Server，但回复响应报文不能经过 Director Server。

• Real Server 的网关不允许指向 Director Server IP，即不允许数据包经过 Director S erver。

• Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

DR拓补图

• VIP：虚拟服务器地址

• DIP：转发的网络地址

• RIP：后端真实主机（后端服务器）

• CIP：客户端IP地址

DR数据包流向分析

（1） 客户端 发送请求到 Director Server,请求的数据报文（源 IP 是 CIP,目标 IP 是 VIP） 到达内核空间。

（2） Director Server 和 Real Server 在同一个网络中，数据通过二层数据链路层来传输。

（3） 内核空间判断数据包的目标 IP 是本机 VIP，此时 IPVS 比对数据包请求的服务是否是集群服务，是集群服务就重新封装数据包。修改源MAC 地址为 Director Server 的 MAC 地址，修改目标 MAC 地址为 Real Server 的 MAC 地址，源IP 地址与目标 IP 地址没有改变(源 IP 是 CIP,目标 IP 是 VIP)，然后将数据包发送给 Real Server。

（4） 到达 Real Server 的请求报文的 MAC 地址是自身的 MAC 地址，就接收此报文。

（5） 响应的时候，数据包重新封装报文(源 IP 地址为VIP，目标 IP 为 CIP)，将响应报文通过 lo 接口传送给物理 网卡然后向外发出。Real Server 直接将响应报文传送到客户端。

问题一：IP 地址冲突

在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡器 DS与节点服务器 RS 都要配置相同的VIP地址，在局域网中具有相同的IP地址。势必会造成各服务器ARP通信的紊乱

• 当ARP广播发送到LVS-DR集群时，因为负载均衡器和节点服务器都是连接到相同的网络上，它们都会接收到ARP广播

• 只有前端的负载均衡器进行响应，其他节点服务器不应该响应ARP广播

解决思路：

路由器发送ARP请求（广播）

ARP---->广播去找ip地址解析成mac地址， 默认使用DR调度服务器上的外网地址（vip地址）响应，

需要在真实服务器上修改内核参数，使真实服务器只对自己服务器上的真实IP地址响应ARP解析。

解决方法：

对RS节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求。

策略是要配置环回接口、修改内核参数。

用虚接口lo:0承载VIP地址。设置内核参数arp_ ignore=1: 系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求

内核参数 arp_ignore 的作用：定义接收到ARP请求时的相应级别

两个级别：

1. 只要本地有相应地址就给予响应

2. 仅在请求的目标(MAC)地址配置请求到达接口才给予响应

问题二：第二次再有访问请求

RealServer返回报文（源IP是VIP）经路由器转发，重新封装报文时，需要先获取路由器的MAC地址，发送ARP请求时，Linux默认使用IP包的源IP地址（即VIP）作为ARP请求包中的源IP地址，而不使用发送接口的IP地址，路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项，原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址。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RS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DR发送接口的IP地址

路由器上绑定了 真实服务器1的mac信息，

#请求到达真实服务器

在真实服务器上修改内核参数

只对所有服务器真实网卡上的地址进行反馈，解析

内核参数 arp_announce：定义将自己的地址向外通告的级别

1. 将本地任何接口上的地址向外通告

2. 试图仅向目标网络通告与其网络匹配的地址

3. 仅向与本地接口上地址匹配的网络进行通告

配置重点

将server的VIP配置为对外隐藏，对内可见。

• 将VIP配置在环回接口：隐藏VIP，外界请求不能到达

• arp_ignore修改为1

• arp_announce修改为2

arp_ignore=1

防止网关路由发送ARP广播时调度调节器和节点服务器都进行响应，导致ARP缓存表紊乱，不对非本地物理网卡的ARP请求进行响应，因为vip时，承载lo:0

arp_announce=2

系统不使用响应数据的源IP地址（VIP）来作为本机进行ARP请求报文的源IP地址，而使用发送报文的物理网卡IP地址作为ARP请求报文的源IP地址，这样可以防止网关路由器接收到的源IP地址为VIP的ARP请求报文后又更新ARP缓存表，导致外网再发送请求时，数据包到达不了调度器

lvs实操

主机	IP地址
DR服务器	192.168.61.44
web服务器	192.168.61.22
web服务器	192.168.61.33
vip（虚拟回环）	192.168.61.45
客户端	192.168.61.55

配置负载调度器

192.168.61.44 虚拟vip:192.168.61.45

   1. #关闭防火墙
      systemctl stop firewalld.service
      setenforce 0
   2. #安装ipvsadm工具
      yum install ipvsadm.x86_64 -y
   3. #配置虚拟IP地址（VIP：192.168.61.44）
      cd /etc/sysconfig/network-scripts/
      cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
      vim ifcfg-ens33:0
      #删除UUID，dns与网关，注意子网
      NAME=ens33:0
      DEVICE=ens33:0
      IPADDR=192.168.61.45
      NETMASK=255.255.255.255
   4. #重启网络服务、启动网卡
      systemctl restart network
      ifup ifcfg-ens33:0
   5. #调整/proc响应参数   
      #对于 DR 群集模式来说，由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，应该关闭 Linux 内核的重定向参数响应服务器不是一台路由器，那么它不会发送重定向，所以可以关闭该功能
      vi /etc/sysctl.conf
      net.ipv4.ip_forward = 0
      net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
      net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
      net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
   6. #刷新配置
      sysctl -p
   7. #加载模块
      modprobe ip_vs
      cat /proc/net/ip_vs
   8. #配置负载分配策略，并启动服务
      ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
      systemctl start ipvsadm.service
   9. #清空ipvsadm，并做策略
      ##添加真实服务器-a  指定VIP地址及TCP端口-t   指定RIP地址及TCP端口 -r 指定DR模式-g
      ipvsadm -C
      ipvsadm -A -t 192.168.61.45:80 -s rr
      ipvsadm -a -t 192.168.61.45:80 -r 192.168.61.22:80 -g
      ipvsadm -a -t 192.168.61.45:80 -r 192.168.61.33:80 -g
   10. #保存设置
       ipvsadm
       ipvsadm -ln
       ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm

关闭防火墙

安装ipvsadm工具

配置虚拟IP地址（VIP：192.168.61.45）

重启网络服务、启动网卡

调整/proc响应参数

 刷新配置

加载模块

配置负载分配策略，并启动服务

清空ipvsadm，并做策略

保存设置

第一台Web节点服务器

192.168.61.22

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is 192.168.61.22
 
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.61.45
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
4. #设置路由
route add -host 192.168.61.45 dev lo:0
route -n
 
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 192.168.61.45 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p

关闭防火墙

安装httpd、开启服务

创建一个站点文件

添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码

设置路由

开机执行命令

调整 proc 响应参数

基础知识：LINUX中的lo(回环接口)

上面的配置，添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.61.45
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0

什么是LO接口？

在LINUX系统中，除了网络接口eth0，还可以有别的接口，比如lo(本地环路接口)。

LO接口的作用是什么？假如包是由一个本地进程为另一个本地进程产生的, 它们将通过外出链的’lo’接口,然后返回进入链的’lo’接口.

网络接口的命名

这里并不存在一定的命名规范，但网络接口名字的定义一般都是要有意义的。例如：

• eth0: ethernet的简写，一般用于以太网接口。

• wifi0:wifi是无线局域网，因此wifi0一般指无线网络接口。

• ath0: Atheros的简写，一般指Atheros芯片所包含的无线网络接口。

• lo: local的简写，一般指本地环回接口。

网络接口如何工作

网络接口是用来发送和接受数据包的基本设备。

系统中的所有网络接口组成一个链状结构，应用层程序使用时按名称调用。

每个网络接口在linux系统中对应于一个struct net_device结构体，包含name,mac,mask,mtu…信息。

每个硬件网卡(一个MAC)对应一个网络接口，其工作完全由相应的驱动程序控制。

虚拟网络接口

虚拟网络接口的应用范围非常广泛。最着名的当属“lo”了，基本上每个linux系统都有这个接口。

虚拟网络接口并不真实地从外界接收和发送数据包，而是在系统内部接收和发送数据包，因此虚拟网络接口不需要驱动程序。

虚拟网络接口和真实存在的网络接口在使用上是一致的。

网络接口的创建

硬件网卡的网络接口由驱动程序创建。而虚拟的网络接口由系统创建或通过应用层程序创建。

驱动中创建网络接口的函数是：

• register_netdev(struct net_device * )

• 或者register_netdevice(struct net_device * )。

这两个函数的区别是：register_netdev(…)会自动生成以”eth”作为打头名称的接口，而register_netdevice(…)需要提前指定接口名称.

事实上，register_netdev(…)也是通过调用register_netdevice(…)实现的。

第二台Web节点服务器

192.168.61.33

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is 192.168.61.33
 
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.61.45
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
4. #设置路由
route add -host 192.168.59.188 dev lo:0
route -n
 
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 192.168.59.188 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p

关闭防火墙

安装httpd、开启服务

创建一个站点文件

添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码

设置路由

开机执行命令

调整 proc 响应参数

客户机测试（192.168.61.55）

故障隔离：LVS实现健康性检查Ldirectord使用

独立的lvs并不具备对后端服务器执行健康检查的机制，这时通常需要配合第三方的工具来一起使用。

而ldirectord的作用就是用来监测Real Server，当Real Server失效时，把它从虚拟服务器列表中删除，恢复时重新添加到列表。

LVS不可用，整个系统将不可用；SPoF Single Point of Failure

解决方案：高可用

keepalived heartbeat/corosync

RS不可用时，Director依然会调度请求至此RS

解决方案：由Director对各RS健康状态进行检查，失败时禁用，成功时启用

keepalived  heartbeat/corosync   ldirectord

检测方式：

(a) 网络层检测，icmp

(b) 传输层检测，端口探测

(c) 应用层检测，请求某关键资源

RS全不用时：backup server, sorry server

ldirectord

ldirectord是一个守护进程，用于监视和管理负载平衡虚拟服务器的LVS集群中的真实服务器。

ldirectord通常用作Linux HA的资源，但也可以从命令行运行。

使用ldirectord程序，这个程序在启动时自动建立IPVS表，然后监视集群节点的健康情况，在发现失效节点时将其自动从IPVS表中移除

ldirectord守护进程通过向每台真实服务器真实IP（RIP）上的集群资源发送访问请求来实现对真实服务器的监控，这对所有类型的LVS集群都是成立的：LVS-DR，LVS-NAT和LVS-TUN。

正常情况下，为每个Director上的VIP地址运行一个ldirectord守护进程，当真实服务器不响应运行在Director上的ldirectord守护进程时，ldirectord守护进程运行适当的ipvsadm命令将VIP地址从IPVS表中移除。（以后，当真实服务器回到在线状态时，ldirectord使用适当的ipvsadm命令将真实服务器重新添加到IPVS表中）

另外，Ldirectord也可以通过定期请求已知的URL，并检查响应是否包含预期的响应，来监视实际服务器的运行状况。如果一个真正的服务器出现故障，那么该服务器将被删除，并在重新联机后重新激活。

如果所有真正的服务器都关闭了，那么会在池中插入一个回退服务器，这将使一个静态的真正的Web服务器重新联机。通常，回退服务器是本地主机。如果正在提供HTTP虚拟服务，那么运行一个ApacheHTTP服务器是很有用的，该服务器返回一个页面，指示该服务暂时不可访问。

Idirectord 软件和配置文件说明：

包名：ldirectord-3.9.6-0rc1.1.1.x86_64.rpm
下载：http://download.opensuse.org/repositories/network:/ha-clustering:/Stable/CentOS_CentOS-7/x86_64/
安装：yum install ldirectord-3.9.6-0rc1.1.2.x86_64.rpm -y  (需要epel源中的Perl)
 
文件：
    /etc/ha.d/ldirectord.cf 主配置文件
    /usr/share/doc/ldirectord-3.9.6/ldirectord.cf 配置模版
    /usr/lib/systemd/system/ldirectord.service 服务
    /usr/sbin/ldirectord 主程序,Perl实现
    /var/log/ldirectord.log 日志
    /var/run/ldirectord.ldirectord.pid pid文件
 
 
Ldirectord配置文件说明
checktimeout=20           #判定real server出错的时间间隔。
checkinterval=10          #指定ldirectord在两次检查之间的间隔时间。
fallback=127.0.0.1:80     #当所有的real server节点不能工作时，web服务重定向的地址。
autoreload=yes            #是否自动重载配置文件，选yes时，配置文件发生变化，自动载入配置信息。
logfile="/var/log/ldirectord.log"   #设定ldirectord日志输出文件路径。
logfile="local0"            #rsyslog方式定义日志输出。
 
quiescent=no                        #当RS服务down时状态时， yes权重设为0，no为删除RS服务器。
当选择no时，如果一个节点在checktimeout设置的时间周期内没有响应，ldirectord将会从LVS的路由表中直接移除real server，此时，将中断现有的客户端连接，并使LVS丢掉所有的连接跟踪记录和持续连接模板，
如果选择为yes，当某个real server失效时，ldirectord将失效节点的权值设置为0，新的连接将不能到达，但是并不从LVS路由表中清除此节点，同时，连接跟踪记录和程 序连接模板仍然保留在Director上。
virtual=5               #指定虚拟的IP地址和端口号,FWM(标签)或 IP:PORT
virtual=192.168.60.200:80           #指定虚拟的IP地址和端口号
   real=192.168.60.132:80 gate      #指定Real Server服务器地址和端口，同时设定LVS工作模式，用gate表示DR模式，ipip表示TUNL模式，masq表示NAT模式。
   real=192.168.60.144:80 gate
   fallback=127.0.0.1:80 gate       #sorry server
   service=http                     #指定服务的类型，这里是对http服务做负载均衡。
   request="index.html"             #ldirectord将根据指定的RealServer地址，结合该选项给出的请求路径，发送访问请求，检查RealServer上的服务是否正常运行，确保这里给出的页面地址是可访问的，不然ldirectord会误认为此节点已经失效，发生错误监控现象。
   receive="Test Page"              #指定请求和应答字串。
   scheduler=rr                     #指定调度算法，这里是rr（轮叫）算法。
   protocol=tcp                     #指定协议的类型，LVS支持TCP和UDP协议。
   checktype=negotiate              #指定Ldirectord的检测类型，默认为negotiate。
   checkport=80                     #指定监控的端口号。
   persistence=360                  #持久连接
   virtualhost=www.gaojf.com        #虚拟服务器的名称，随便指定

案例图：

LVS_DR lvs 与 rs 不同网段

前期规则设置（参考： 实践LVS的DR模式，lvs与rs不同网段）
CIP：192.168.10.50      gateway：192.168.10.60
Route: eth0(192.168.10.60)    eth0(192.168.80.60 、10.0.0.200/8 ) 启用IP_forward的功能
LVS：DIP:192.168.80.100  gateway:192.168.80.60   VIP: 10.0.0.100/32    gateway和VIP两个IP绑定在同一个网卡上
RS1: RIP:192.168.80.110  gateway:192.168.80.60   VIP: 10.0.0.100/32  VIP绑定在lo
RS2: RIP:192.168.80.120  gateway:192.168.80.60   VIP: 10.0.0.100/32  VIP绑定在lo
 
 
Route设置
ip a a  10.0.0.200/8 dev eth0   与80.60同一网卡上。
         
 
LVS服务器设置：
设置VIP地址  
    ip addr add  10.0.0.100/8 dev eth0
 
RS的服务器设置：
    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
两台RS设置VIP地址
    ip addr add 10.0.0.100/8 dev lo:1
 
安装sorry Sever服务器，和 ldirectord服务
    yum install ldirectord-3.9.6-0rc1.1.2.x86_64.rpm -y
    yum install httpd -y
    echo Sorry Server > /var/www/html/index.html
    systemctl start httpd
清空规则，复制配置文件模版
    ipvsadm -C  
    cp /usr/share/doc/ldirectord-3.9.6/ldirectord.cf /etc/ha.d/
设置配置文件
Ldirectord配置文件说明
    checktimeout=3                  #检查RS次数
    checkinterval=1                 #检查RS时间
    autoreload=yes
    logfile=“/var/log/ldirectord.log“ #日志文件
    #logfile="local0"                 #日志级别
    quiescent=no                      #当RS服务down时状态时， yes权重设为0，no为删除RS服务器。
virtual=10.0.0.100:80
    real=192.168.80.110:80 gate 2       #gate指DR模型，权重为 2
    real=192.168.80.120:80 gate 1
    fallback=127.0.0.1:80 gate          #sorry server, 当两个RS服务器出现问题，LVS的提示。
    service=http
    scheduler=wrr
    protocol=tcp
    checktype=negotiate
    checkport=80
    request="index.html"
 
 
# systemctl restart ldirectord.service
 
 
 while true ; do curl http://10.0.0.100 ;sleep 1; done    systemectl stop httpd 测试
192.168.80.120
192.168.80.110
192.168.80.120
192.168.80.110
192.168.80.120
192.168.80.120
sorry services
sorry services

失败切换：keepalived+LVS实现高可用性集群

失败切换主(Master)要就是去除负载均衡器(Director)的单点问题，一旦负载均衡器(Director)发生故障，备机(Slave)能够替代主(Master)负载均衡器(Director)接受用户请求，而当主负载均衡器(Director)恢复正常时，能够重新接管用户请求(根据配置而定)

keepalived+LVS-DR实现高可用

当LVS负载均衡的主服务器出现故障时，keepalived会及时切换到备份服务器；

keepalive故障自动切换

① 两台DS同时安装好keepalived并且启动服务

当启动的时候master主机获得所有资源并且对用户提供服务（请求）当角色Backup的主机作为master热备，当master出现故障，Backup主机自动接管master主机所有工作

② 当master主机故障修复后，就会自动接管回它原来的所有工作，同时Backup主机则释放原master主机的所有工作，此时两台主机恢复到初始角色以及工作状态

抢占与非抢占

抢占：master恢复后，将VIP从Backup节点中抢占过来，回复自己master工作

非抢占：master恢复后，不抢占Backup目前的状态，Backup升级为master继续工作

keepalive+LVS

keepalive可以通过读取自身的配置文件，实现通过更底层的接口直接管理，LVS配置以及服务的启动、停止功能，这会使LVS应用更加简便

LVS集中节点的健康检查

Keeplived.conf文件配置LVS的节点IP和相关参数来实现对LVS直接管理，如果几个节点服务器同时发生故障无法提供服务，Keeplived服务会自动把那个失效节点服务器从LVS正常转发列中清除出去，并且将请求调度到别的正常节点服务器上，从而保证最终用户的访问不受影响，当故障的节点服务器修复以后，Keepalived服务又会自动把他们加入到转发列中，对外面客户提供服务

部署LVS + keeplived 高可用集群

1）部署DR模式的负载均衡集群

禁用网卡发送重定向

#0 表示禁用发送重定向，禁用发送重定向可以防止ARP欺骗和IP欺骗
vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0  #所有网卡的
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0 #默认网卡的
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0    #ens33网卡的（根据需要修改为真实网卡即可）
#添加完毕后，刷新内核参数使其生效
sysctl -p   #刷新内核参数

2）配置web服务器

修改内核文件，控制arp行为

#配置内核文件，控制arp行为

arp-ignore
# 0 只要本机配置有相应IP地址就响应；
# 1 仅在请求的目标地址配置在请求到达网络接口上时，才给予响应；
arp-announce
# 0 将本机任何网络接口上的任何地址都向外通告；
# 1 尽可能避免向目标网络通告与其网络不匹配的地址信息表；
# 2 仅向目标网络通告与其网络相匹配的地址信息。
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

3）添加路由

route add -host 10.10.10.100 dev lo:0   #DR模式下，后端的真实服务器必须添加此路由，否则无法与客户端通信

4）配置keepalived

下载keepalived源码包

https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.0.18.tar.gz

解压文件：

tar -zxvf [下载的包名]
#安装相关依赖
yum install -y kernel-devel openssl-devel popt-devel gcc*

5）编译安装

编译安装后，在/etc/查看是否存在keepalived目录，如果不存在则在解压的源码目录/root/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/keepalived中将keepalived.conf配置文件复制一份过来否则无法启动

#在解压后的目录中执行编译安装
 ./configure --prefix=/
 make && make install  
检查/etc/init.d/目录下是否存在 keepalived 文件，如果不存在则在源码的init.d文件夹中拷贝一份启动脚本到/etc/init.d/目录下

cp /root/keepalived-2.0.18/keepalived/etc/init.d  /etc/init.d/
#拷贝完成后设置为开机自启
chkconfig --add keepalived  #添加为系统服务
chkconfig keepalived on     #设置为开机自启

使用yum的方式直接安装keepalived

#安装依赖
yum install -y kernel-devel openssl-devel popt-devel gcc*
#安装keepalived
yum install keepalived -y

6）修改keepalived配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

global_defs {
   router_id LVS_MASTER   #设置自定义名称
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER      #设置状态主或备，根据实际情况修改
    interface eth0    #指定网卡做心跳检测
    virtual_router_id 51    #配置虚拟组，主备lvs服务器必须在同一个组里否则不生效
    priority 100            #优先级配置。主与从之间差距最好在50，最大设置为150
    advert_int 1            #心跳检测间隔为1s
    authentication {        #配置主备之间的认证
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.10.10.100
        #此处填写集群IP地址
    }
}

#配置集群的IP端口，算法与部署模式
virtual_server 10.10.10.100 80 {
    delay_loop 6    #检测循环的次数以及时间
    lb_algo rr       #设置当前集群使用的算法
    lb_kind DR      #设置当前集群的模式  
    persistence_timeout 50    # 同一IP的连接50秒内被分配到同一台realserver
    protocol TCP      #设置检测使用的协议为TCP

    #配置真实服务器的相关IP和端口信息，有几个真实服务器就填写几个real_server
    real_server 10.10.10.12 80 {          
        weight 1                              #权重，最大越高，lvs就越优先访问
        TCP_CHECK {                           #keepalived默认的健康检查方式为HTTP_GET，其他健康检测方式分别是：SSL_GET | TCP_CHECK | SMTP_CHECK | MISC
            connect_timeout 3                #健康监测超时时间
            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
        }                                     
    }

修改完配置文件后重启keeplived使其生效

service keeplived start

7）配置backup备份

网卡配置部分略，跟主服务器同网段IP即可，虚拟IP主备必须保持一致。在同一局域网配置相同ip后启动网卡时会报错。这是因为网卡启动时会通过发送ARP请求检测目标IP地址是否与其他主机发生了冲突，所以这里需要手动关闭backup服务器网卡的arp检测功能。

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifup-eth    
 #由于不通系统版本文件存放位置不一致，此路径为centos7下的配置文件存放位置。其他系统需重新找到ifup-eth文件的正确位置

#在配置文件中注释掉arp命令检测的相关判断，在配置文件的275行左右注释后即可重启网卡成功
if [ $? = 1 ]; then
   ARPINGMAC=$(echo $ARPING |  sed -ne 's/.*\[\(.*\)\].*/\1/p')
   net_log $"Error, some other host ($ARPINGMAC) already uses address ${ipaddr[$idx]}."
   exit 1
 fi

安装keepalived步骤不在赘述，与master安装步骤一致。

修改配置文件，将状态设置为backup

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id LVS2   #修改备份服务器的名称，不能与主服务器名称重复
}

vrrp_instance VI_1 {     
    state BACKUP    #状态设置为backup或者SLAVE
    interface ens33    
    virtual_router_id 51
    priority 50    #修改优先级
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        10.10.10.100
    }
}
virtual_server 10.10.10.100 80 {
    delay_loop 3
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    #persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 10.10.10.12 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK{
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 10.10.10.13 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK{
            connect_timeout 3
            connect_port 80
            retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}