IPVS的高可用实战

LVS+Keepalived的组合，可以理解为一个既能打又能抗的黄金搭档。

简单来说：LVS负责高效地分配流量（干活），而Keepalived则确保这个分配工作本身不会中断（保命）

一、LVS原理

LVS（Linux虚拟服务器）：负责"干活"的流量分发官

LVS是集成在Linux内核中的负载均衡器，性能极高，能轻松处理海量并发请求。

它的工作原理就像一个快递站的分拣中心：

接收请求 ：所有用户请求都发送到一个统一的虚拟IP地址（VIP）。
智能分发：LVS根据预设的算法（如轮询、最少连接等），将请求高效地转发给后端的真实服务器（Real Server）。
处理响应：真实服务器处理完请求后，直接将结果返回给用户（在效率最高的DR模式下），不再经过LVS，避免其成为瓶颈

二、keepalived原理

Keepalived：负责"保命"的高可用守护神

Keepalived最初就是为LVS设计的，它的核心是实现了VRRP（虚拟路由冗余协议）。

它的工作就像给"分拣中心"主任配了个随时待命的影子替身：

心跳检测：主服务器（MASTER）和备用服务器（BACKUP）之间通过VRRP协议持续通信，互报平安。
故障切换 ：如果备用机收不到主机的"心跳"，就会判定主机故障，并立即抢过虚拟IP（VIP） 绑定在自己身上。
自动恢复：当原主机恢复后，Keepalived可以配置让它重新抢回VIP，或保持当前状态。

此外，Keepalived还能主动健康检查后端真实服务器，自动剔除故障机器，并在其恢复后重新加入

三、架构全景：各司其职

一个典型的LVS+Keepalived集群由以下部分组成：

两台LVS服务器（主/备）：安装Keepalived，通过VRRP协议共享一个VIP。
多台真实服务器（Real Server）：实际处理业务请求（如Nginx、Tomcat）。
共享存储（可选）：保证数据一致性。

四、操作实战

以下是搭建一个基础的高可用负载均衡环境的核心步骤。

环境准备 ：准备至少4台Linux服务器（2台做LVS，2台做Real Server），并规划好IP。

LVS主服务器（KA1）：172.25.254.50
LVS备服务器（KA2）：172.25.254.60
虚拟IP (VIP)：172.25.254.100
真实服务器RS1：172.25.254.10
真实服务器RS2：172.25.254.20

安装软件：在所有服务器上关闭防火墙和SELinux。
- 在两台LVS服务器上安装Keepalived和LVS管理工具：yum install -y keepalived ipvsadm。
- 在Real Server上只需安装并启动你的Web服务（如Nginx）。本次实战实验使用Nginx

在RS1中

bash 复制代码

echo 172.25.254.10 - RS1 /usr/share/nginx/html/index.html
systemctl enable --now nginx.service

在RS2中

bash 复制代码

echo 172.25.254.20 - RS2 /usr/share/nginx/html/index.html
systemctl enable --now nginx.service

测试

2.配置Keepalived（核心）：编辑主LVS的 /etc/keepalived/keepalived.conf。（此处做了日志分离），各位按照实际情况进行调整

- 定义全局参数 ：设置路由标识 router_id。
- 定义VRRP实例 ：设置初始状态（state MASTER）、虚拟IP（virtual_ipaddress）等。备用服务器配置类似，只需将 state 改为 BACKUP，并确保 priority 值低于主机。
- 配置LVS集群 ：指定LVS的工作模式（如DR）、调度算法（如rr轮询）和后端真实服务器列表（real_server）。备用服务器的配置与主机完全一致。

在KA1+2中配置keepalived

bash 复制代码


vim /etc/keepalived/conf.d/webvip.conf 


vrrp_instance WEB_VIP {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    #preempt_delay 10
    priority 100
    advert_int 1
    #unicast_src_ip 172.25.254.50               #指定单播源地址，通常是本机IP
    #unicast_peer {
    #  172.25.254.60                                            #指定单播接收地址
    #}
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.100/24 dev eth0 label eth0:0
    }
    #notify_master "/etc/keepalived/scripts/waring.sh master"
    #notify_backup "/etc/keepalived/scripts/waring.sh backup"
    #notify_fault "/etc/keepalived/scripts/waring.sh fault"
}


vrrp_instance DB_VIP {                          #第二个虚拟路由。以backup身份设定
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 52
    priority 80
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        172.25.254.200/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}

virtual_server 172.25.254.100 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP
    sorry_server 172.25.254.60
    real_server 172.25.254.10 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
          connect_timeout 5
          retry 3
          delay_before_retry 3
          connect_port 80

    }
}

     real_server 172.25.254.20 80 {
        weight 2
        HTTP_GET {
            connect_timeout 1
            retry 3
            delay_before_retry 1
            url {
                path /
                status_code 200
      }
    }
   }
}

重启服务

bash 复制代码

 systemctl restart keepalived.service

在KA1+2中配置LVS策略

bash 复制代码

ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80  -s rr
ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 172.25.254.10 -g
ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 172.25.254.20 -g

查看策略

bash 复制代码

ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.254.100:80 rr
  -> 172.25.254.10:80             Route   1      0          0         
  -> 172.25.254.20:80

在windows中检查配置是否成功

3.配置真实服务器（以DR模式为例）：为了让Real Server能正确处理发往VIP的请求，需要进行特殊配置。

绑定VIP到回环接口 ：在lo接口上绑定VIP，但不响应ARP请求，避免IP冲突。
添加路由 ：添加一条路由，指明目标为VIP的数据包从lo接口处理。
抑制ARP响应 ：修改内核参数 (arp_ignore, arp_announce)，让服务器忽略对VIP的ARP请求，确保只有LVS响应。

配置RS1+2

bash 复制代码

[root@rs1+2 ~]# cd /etc/NetworkManager/system-connections/
[root@rs1+2 system-connections]# ls
eth0.nmconnection
[root@rs1+2 system-connections]# cp eth0.nmconnection lo.nmconnection -p
[root@rs1+2 system-connections]# vim lo.nmconnection

[connection]
id=lo
type=loopback
interface-name=lo


[ipv4]
method=manual
address1=127.0.0.1/8
address2=172.25.254.100/32


[root@rs1+2 system-connections]# nmcli connection reload
[root@rs1+2 system-connections]# nmcli connection up lo
[root@rs1+2 system-connections]# 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 172.25.254.100/32 scope global lo
       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 mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:1a:e2:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp3s0
    altname ens160
    inet 172.25.254.10/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::ac3b:5c1c:bb2a:628e/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever


[root@rs1+2 system-connections]# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1

[root@rs1+2 system-connections]# sysctl  -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1

4.启动与验证

#友情提示：不要再KA1和KA2中访问vip，会检测不出效果，因为LVS的DR模式要求请求必须从客户端经过LVS进入RS，如果从LVS本机访问VIP，数据包不会经过LVS的转发链条，可能导致连接失败或进入死循环

#在ka1中开启独立的shell

$root@KA1 \~$ # watch -n 1 ipvsadm -Ln

bash 复制代码

[root@KA1 ~]# watch -n 1 ipvsadm -Ln

#在RS1中关闭web服务查看lvs策略是否变化

#把ka1中的keepalived关闭查看ka2中是否自动生成lvs策略

测试：

关闭KA1keepalived服务

观察KA2

此时仍能正常访问10.20，高可用部署成功