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CentOS 7配置LVS-集群

· 6 min read

LVS有三种工作模式：NAT, TUN, DR. DR 是三种工作模式中性能最高的，TUN 次之。

本文记录 LVS/TUN 和 LVS/DR 工作模式的配置过程。

环境：

  • 三台 CentOS 7 x64 虚拟机: CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
  • IP 地址分别为 192.168.1.11/24, 192.168.1.12/24, 192.168.1.13/24
  • 虚拟 IP 为 192.168.1.99, 网络结构为:

1. LVS/TUN - 隧道模式：​

Director(192.168.1.11)上的配置：

为 tunl0 设备配置 VIP：

# ifconfig tunl0 192.168.1.99 broadcast 192.168.1.99 netmask 255.255.255.255 up

安装 ipvsadm 工具:

# yum install ipvsadm

用 ipvsadm 配置 LVS 转发器:

  • 清除配置表
  • 添加一个访问地址为 192.168.1.99:80 的 TCP 服务，并设置调度算法为轮叫(rr)
  • 为服务添加两个 Real Server 192.168.1.12 和 192.168.1.13, -i 参数标识工作模式为 TUN 模式
  • 最后清除 iptables，重新生成
# ipvsadm -C
# ipvsadm -A -t 192.168.1.99:80 -s rr
# ipvsadm -a -t 192.168.1.99:80 -r 192.168.1.12 -i
# ipvsadm -a -t 192.168.1.99:80 -r 192.168.1.13 -i
# iptables -F

配置完成后使用 ipvsadm -Ln 查看：

# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.1.99:80 rr
  -> 192.168.1.12:80              Route   1      0          0
  -> 192.168.1.13:80              Route   1      0          0

Real Server(192.168.1.12，192.168.1.13)上的配置：

  • 配置 VIP
  • 配置 Real Server 不响应 VIP 的 ARP 请求
  • 关闭数据包源地址检验
  • 最后清除 iptables，重新生成
# ifconfig tunl0 192.168.1.99 broadcast 192.168.1.99 netmask 255.255.255.255 up
# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
# echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/rp_filter
# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
# echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter
# iptables -F
  • 在 Real Server 上启动一个简单的 web 服务。两种方式：

1. 在 192.168.1.12 和 192.168.1.13 上直接通过 rpm 包安装 nginx, 在 192.168.1.12 和 192.168.1.13 上配置两个 web server 显示两个可识别的 web 页面：

# rpm -Uvh http://nginx.org/packages/centos/7/x86_64/RPMS/nginx-1.14.0-1.el7_4.ngx.x86_64.rpm

2. 通过 docker 使用默认 NAT 网络启动一个 nginx 实例，在 192.168.1.12 和 192.168.1.13 上配置两个 nginx 实例显示两个可识别的 web 页面。通过 docker 启动 web 服务时要在 Real Server 上开启 ip_forward, 因为 docker run 默认使用的 NAT 网络依赖 ip_forward：

# docker run --name nginx -d -p 80:80 -v /etc/nginx/:/etc/nginx/ -v /var/www/html/:/usr/share/nginx/html/ -v /var/log/nginx/:/var/log/nginx/ nginx:1.13.12
# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

最后执行 iptables -F 确保所有通信不被防火墙阻挡。

LVS/TUN 模式配置完成，通过在另一个 linux 虚拟机中通过 curl 访问 192.168.1.99, 可以看到 http 请求会以轮询的方式被分别转发到的 192.168.1.12 和 192.168.1.13：

在浏览器中访问时由于浏览器缓存可能没那么明显。

2. LVS/DR 模式：​

Director(192.168.1.11)上的配置：

# ifconfig enp0s3:0 192.168.1.99 netmask 255.255.255.255 up
# ipvsadm -C
# ipvsadm -A -t 192.168.1.99:80 -s rr
# ipvsadm -a -t 192.168.1.99:80 -r 192.168.1.12 -g
# ipvsadm -a -t 192.168.1.99:80 -r 192.168.1.13 -g
# iptables -F

DR 模式不使用隧道设备 tunl0, 而是把虚拟 IP 配置本地网卡别名 enp0s3:0 上，添加 Real Server 时指定模式为-g。也有人说把虚拟 IP 配置在 lookback 别名上，实测配置在 loopback 好像对 real server 的轮询切换并不那么及时。

Real Server(192.168.1.12，192.168.1.13)上的配置：

# ifconfig enp0s3:0 192.168.1.99 netmask 255.255.255.255 up
# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/enp0s3/arp_ignore
# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/enp0s3/arp_announce
# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
# echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
# iptables -F

如需网络内核参数永久生效请修改/etc/sysctl.conf (最好这样做)：

# cat <<EOF >> /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.enp0s3.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.enp0s3.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
EOF
# sysctl -p

Real Server 中同样要配置虚拟 IP，并设置不响应对 192.168.1.99 的 arp 查询，Web Server 的配置与 TUN 模式相同。

配置完成。

Tips:

如果在 Director 上也有 web 服务，还可以把 Director(192.168.1.11)也作为 Real Server 使用。

参考信息：​

关于 arp_ignore, arp_announce, rp_filter 参数的作用，请参见：

上述配置在 firewalld 为运行状态并且 SELinux 为 Enforcing 状态时测试通过。

所有的网络参数配置均为临时立即生效，若要长久生效，请修改/etc/sysctl.conf 文件，并执行 sysctl -p

# vi /etc/sysctl.conf
# sysctl -p

ipvsadm 配置的内容在系统重启后也会丢失，可能通过 ipvsadm -Sn 保存到文件，然后可通过 ipvsadm --restore 加载。

注意 ipvsadm 的-S(--save)一起要跟上 n 参数，否则会保存错误的 IP 地址。

[root@centos01 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
 -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.99:80 rr
 -> 192.168.1.12:80 Route 1 0 7
 -> 192.168.1.13:80 Route 1 0 4
[root@centos01 ~]# ipvsadm -Sn > ipvsadm.conf
[root@centos01 ~]# cat ipvsadm.conf
-A -t 192.168.1.99:80 -s rr
-a -t 192.168.1.99:80 -r 192.168.1.12:80 -g -w 1
-a -t 192.168.1.99:80 -r 192.168.1.13:80 -g -w 1
[root@centos01 ~]# ipvsadm -C
[root@centos01 ~]# cat ipvsadm.conf | ipvsadm --restore
[root@centos01 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
 -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.1.99:80 rr
 -> 192.168.1.12:80 Route 1 0 4
 -> 192.168.1.13:80 Route 1 0 4

如果遇到转发故障可通过 tcpdump 进行诊断。如：监听接口 enp0s3，抓取 host 为 192.168.1.99 并且目的端口为 80，或 host 为 192.168.1.12 并且源端口为 80 的数据包：

# tcpdump -i enp0s3 '((dst port 80) and (host 192.168.1.99)) or ((src port 80) and (host 192.168.1.12))'

关于 LVS 的调度算法请参见：LVS 集群的负载调度

ClustrMaps