lvs-dr实践-week17

hansj • • Linux干货


1、结合图形描述LVS的工作原理；

lvs工作流程:

ipvs是工作于input链上,监听目标地址上对应的目标端口,如果这个端口对应的服务定义为集群服务, 就强行修改报文的流程,完成转发, 通过postrouting送出去, 为了让后端主机能够接收, 此时需要让RS也具有目标ip地址, 要么修改目标ip地址
支持基于TCP，UDP，SCTP，AH，EST，AH_EST等协议的众多服务；

lvs-nat：

多目标的DNAT：通过将请求报文的目标地址和目标端口修改为挑选出的某RS的RIP和PORT实现转发； 

            注意: lvs-nat 需开启连接追踪机制, 并发能力有限

            (1) RIP和DIP必须在同一IP网络, 且使用私网地址，RS的网关应该指向DIP(保证响应报文必须经由VS)；
            (2) 请求和响应报文都要经由director转发；极高负载的场景中，Director可能会成为系统性能瓶颈；
            (3) 支持端口映射；
            (4) VS必须为Linux，RS可以是任意的OS；
            (5) RS的RIP与Director的DIP必须在同一IP网络；

            补充: 调度器上需要两块网卡,一个配置vip 一个配置dip

mark

lvs-dr：direct routing 直接路由

通过为请求报文重新封装一个MAC首部进行转发,源MAC是DIP所在接口的MAC,目标MAC是挑选出的某RS的RIP所在接口的MAC地址；IP首部不会发生变化（源IP为CIP，目标IP始终为VIP）；  

(1) 确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文一定会发送给Director；
    解决方案：
        在路由器上静态绑定VIP和Director的MAC地址；
        禁止RS响应VIP的ARP请求,禁止RS的VIP进行通告
            (a) arptables； 
            (b) 修改各RS的内核参数，并把VIP绑定在l0的别名上,实现禁止其响应；
                arp_ignore, arp_announce
(2) RS的RIP可以使用私有地址，也可以使用公网地址；
(3) RS跟Director必须在同一物理网络中；RS的网关必须不能指向DIP
(4) 请求报文必须由Director调度，但响应报文必须不能经由Director；
(5) 不支持端口映射；
(6) 各RS可以使用大多数的OS；一般是linux

情形1: RIP DIP VIP 都在一个网络, 都是公网IP 地址
mark
情形2: VIP 是公网ip地址, RIP,DIP是私有地址, 情况要复制些, RS要通过另一个路由出去
mark
注意:
一个路由其可以有多个网络接口
一个交换机可以承载多个ip网络
所以路由器1和路由器2可以使用同一个
私网交换机和公网交换机也可以用同一个

lvs-tun：ip tunnel，ip隧道

转发方式：不修改请求报文的IP首部（源IP为CIP，目标IP为VIP），而是在原有的IP首部之外再次封装一个IP首部（源IP为DIP，目标IP为RIP）；

    (1) RIP，DIP，VIP全得是公网地址；
    (2) RS的网关不能也不可能指向DIP；
    (3) 请求报文经由Director调度，但响应报文将直接发给CIP；
    (4) 不支持端口映射；
    (5) RS的OS必须支持IP隧道功能；

       注意: 容易超出MTU,  弊端比较大

mark

lvs-fullnat：非标准模型, ipvs默认不支持,ipvsadm也不支持, nat模型的扩展

通过同时修改请求报文的源IP地址（cip-->dip）和目标IP地址（vip --> rip）实现转发；

(1) VIP是公网地址；RIP和DIP是私网地址，且通常不在同一IP网络中，但需要通过路由互相通信；
(2) RS收到的请求报文的源IP为DIP，因此其响应报文将发送给DIP；
(3) 请求报文和响应报文都必须经由director；
(4) 支持端口映射；
(5) RS可使用任意OS；

mark

2、搭建一套LVS-DR模型的高性能集群，并实现以下功能：

(1)、wordpress程序通过nfs共享给各个realserver；
(2)、后端realserver中的nginx和php分离

拓扑:
mark

系统: CentOS 6.6
DR: dip:172.16.0.31 vip: 172.16.0.40
RS1: nginx+php-fpm 172.16.0.32
RS2: nginx+php-fpm 172.16.0.33
NFS(WordPress共享): 172.16.0.34
mysql: 172.16.0.35

一. 配置NFS

1. 安装nfs
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
2. 创建共享目录
[root@localhost ~]# mkdir /data
[root@localhost ~]# cd /data
3. 下载wordpress
[root@localhost data]# wget https://cn.wordpress.org/wordpress-4.7.4-zh_CN.zip
[root@localhost data]# unzip wordpress-4.7.4-zh_CN.zip
4. 创建帐号和用户组,并授权（不需要写入权限，此步可省略）
[root@localhost data]# useradd -r nginx
[root@localhost data]# chown -R nginx.nginx /data/wordpress
[root@localhost data]# ll
total 9036
drwxr-xr-x. 5 nginx nginx    4096 Apr 23 21:24 wordpress
5. 配置共享
[root@localhost data]# vim /etc/exports
/data/wordpress/ 172.16.0.0/16(rw)
6. 启动nfs
[root@localhost data]# service rpcbind start
[root@localhost data]# service nfs start
7. 查看共享
[root@localhost data]# showmount -e 172.16.0.34
Export list for 172.16.0.34:
/data/wordpress 172.16.0.0/16

备注:
验证过程： 随便在rs上面注册了一个centos账号，确实无法在/wordpress目录中创建目录和文件，应用的是nfs服务器上的nfsnobody权限 

[centos@localhost wordpress]$ mkdir test
mkdir: cannot create directory `test': Permission denied
[centos@localhost wordpress]$ touch aaaaa
touch: cannot touch `aaaaa': Permission denied

之所以可以发布博客是因为，wordrpress是一个php程序，博客中的文章是动态生成的，并没有存放在某个目录下，而是在mysql的wp_posts表中， 在该表上可以查看到刚刚发布的博客文章
另： php-fpm工作进程是以apache用户运行的，该用户对当前的nfs共享目录，权限应用的也是nfsnobody的权限
因此在本例wordprss的部署中nginx和php-fpm都没有对用户权限进行特殊设置，不能写入到nfs共享目录

二. 安装mysql

#安装mysql,并创建授权wordpress帐号
[root@localhost ~]# yum -y install mysql-server
[root@localhost ~]# service mysqld start
[root@localhost ~]# mysql
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 6
Server version: 5.1.73 Source distribution

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> create database wpdb;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> grant all on wpdb.* to 'wpuser'@'172.16.%' identified by '123456';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> exit
Bye

三. 在rs1,rs2上配置nginx+php-fpm

1. 配置nginx的yum源
[root@localhost ~]# vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/6/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1


2. yum安装相关服务
[root@localhost ~]# yum -y install nginx php-fpm php-mysql nfs-utils  

3. 创建wordpress目录并挂载wordpress共享目录
[root@localhost ~]# mkdir /wordpress
[root@localhost ~]# mount -t nfs 172.16.0.34:/data/wordpress /wordpress

4. 配置nginx配置文件   
[root@localhost ~]# vim /etc/nginx/conf.d/wordpress.conf
server
{
        listen 80 default_server;
        server_name www.magedu.com;
        root /wordpress/;
        index index.php index.html index.htm;
        location / {
        }

        location ~ \.php$ {
                fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
                fastcgi_index index.php;
                fastcgi_param SCRIPT_FILENAME
/wordpress/$fastcgi_script_name;
                include fastcgi_params;
        }
}  

5. 启动nginx
[root@localhost conf.d]# service nginx start  

6. 启动php-fpm
[root@localhost conf.d]# service php-fpm start  

7. 准备rs上的lvs脚本并执行
[root@localhost ~]# cat lvs-rs.sh
#!/bin/bash
# desc: lvs-dr rs scripts
# han

vip=172.16.0.40

case $1 in
start)
        echo "正在配置lvs Realserver..."
        #配置虚拟ip
        ifconfig lo:0 $vip netmask 255.255.255.255 broadcast $vip up
        #从哪个接口进来, 就从哪个接口出去, 以保证响应报文源ip是vip
        route add -host $vip dev lo:0


        #限制所有接口的响应级别
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
        #为以防万一,再调一个接口限制响应级别,理论上不需要,约定俗成的做法
        echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

        #限制所有接口的通告级别
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
        #为以防万一,再调一个接口限制通告级别,理论上不需要,约定俗成的做法
        echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
        ;;
stop)
        echo "正在停止lvs Realserver..."
        ifconfig lo:0 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
        ;;
*)
        echo "Usage: $0 (start|stop)"
        exit 1
esac

[root@localhost ~]# chmod +x lvs-rs.sh
[root@localhost ~]# ./lvs-rs.sh start
正在配置lvs Realserver...
[root@localhost ~]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:9C:AA:F7
          inet addr:172.16.0.32  Bcast:172.16.0.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe9c:aaf7/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:30200 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:19649 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:31501521 (30.0 MiB)  TX bytes:1459483 (1.3 MiB)

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

lo:0      Link encap:Local Loopback
          inet addr:172.16.0.40  Mask:255.255.255.255
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

四．配置director

1. 安装ipvsadm
[root@localhost ~]# yum -y install ipvsadm

2. 在外网网卡配置vip
[root@localhost ~]# ifconfig eth0:0 172.16.0.40 netmask 255.255.255.255 broadcast 172.16.0.40
[root@localhost ~]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:90:D1:68
          inet addr:172.16.0.31  Bcast:172.16.255.255  Mask:255.255.0.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe90:d168/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:5762 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:3349 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:6405520 (6.1 MiB)  TX bytes:269286 (262.9 KiB)

eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:90:D1:68
          inet addr:172.16.0.40  Bcast:172.16.0.40  Mask:255.255.255.255
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

3. 添加集群规则
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 172.16.0.40:80 -s rr
#此处因为是rr算法,权重不起作用
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.0.40:80 -r 172.16.0.32 -g -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 172.16.0.40:80 -r 172.16.0.33 -g -w 2
[root@localhost ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.0.40:80 rr
  -> 172.16.0.32:80               Route   1      0          0
  -> 172.16.0.33:80               Route   2      0          0

五. 安装配置wordpress(nfs服务器)

1. 准备wordpress主配置文件
[root@localhost ~]# cd /data/wordpress
[root@localhost wordpress]# cp wp-config-sample.php wp-config.php
[root@localhost wordpress]# vim wp-config.php
/** WordPress数据库的名称 */
define('DB_NAME', 'wpdb');

/** MySQL数据库用户名 */
define('DB_USER', 'wpuser');

/** MySQL数据库密码 */
define('DB_PASSWORD', '123456');

/** MySQL主机 */
define('DB_HOST', '172.16.0.35');

mark
mark
mark
mark

六. 验证lvs

多次刷新页面 

[root@localhost ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.0.40:80 rr
  -> 172.16.0.32:80               Route   1      3          3
  -> 172.16.0.33:80               Route   2      2          4

可以看到两台服务器的活动连接数和非活动连接数大致相等

原创文章，作者：hansj，如若转载，请注明出处：http://www.178linux.com/76773

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hansjhansj
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评论列表（1条）

  • 马哥教育
    马哥教育 2017-06-20 10:01

    写的很棒，完全可以当范文来让大家学习来，希望可以再接再厉，继续保持

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