突破LVS瓶頸，LVS Cluster部署（OSPF + LVS）

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前言

LVS大家應該很熟悉，這款優秀的開源軟件基本成爲了IP負載均衡的代言詞。但在實際的生產環境中會發現，LVS調度在大壓力下很容易就產生瓶頸，其中瓶頸包括ipvs內核模塊的限制，CPU軟中斷，網卡性能等，當然這些都是可以調優的，關於LVS的調優，會在這裏詳細講 LVS調優攻略 。回到主題，那當無法避免的單臺LVS調度機出現了性能瓶頸，有什麼辦法呢？在本文就來介紹如何橫向擴展LVS調度機

架構簡圖

如上圖三層設備的路由表，VIP地址1.1.1.1對應nexthop有三個地址，這三個地址是三臺lvs調度機的地址。這樣便可達到效果：用戶訪問------>VIP------>三臺LVS調度機------>分發到多臺RealServe

架構優勢

1.LVS調度機自由伸縮，橫向擴展（最大8臺，受限於三層設備允許的等價路由數目）

2.LVS調度資源全利用，All Active。不存在備份機

部署方法

1.硬件資源準備

三層設備： 本文用的是h3c 5800三層交換機

LVS調度機三臺： 192.168.0.2 192.168.2.2 192.168.3.2

Realserver三臺:  1.1.1.100 1.1.1.101 1.1.1.102

2.三層設備OSPF配置

#查找與三層交換與lvs調度相連的端口，在本文端口分別爲 g1/0/2 g1/0/3 g1/0/6

#把g1/0/2改爲三層端口，並配上IP

interface GigabitEthernet1/0/2

port link-mode route

ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

#配置ospf的參數, timer hello是發送hello包的間隔,timer dead是存活的死亡時間。默認是10，40。

#hello包是ospf裏面維持鄰居關係的報文，這裏配置是每秒發送一個，當到4秒還沒有收到這個報文，就會認爲這個鄰居已經丟失，需要修改路由

ospf timer hello 1

ospf timer dead 4

ospf dr-priority 100

#如此類推，把g1/0/3 g1/0/6都配置上

interface GigabitEthernet1/0/3

port link-mode route

ip address 192.168.3.1 255.255.255.0

ospf timer hello 1

ospf timer dead 4

ospf dr-priority 99

interface GigabitEthernet1/0/6

port link-mode route

ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

ospf timer hello 1

ospf timer dead 4

ospf dr-priority 98

#配置ospf

ospf 1

area 0.0.0.0

network 192.168.0.0 0.0.0.255

network 192.168.3.0 0.0.0.255

network 192.168.2.0 0.0.0.255

3.LVS調度機的OSPF配置

a.安裝軟路由軟件quagga

yum –y install quagga

b.配置zerba.conf

vim /etc/quagga/zebra.conf

hostname lvs-route-1

password xxxxxx

enable password xxxxxx

log file /var/log/zebra.log

service password-encryption

c.配置ospfd.conf

vim /etc/quagga/ospfd.conf

#ospf的配置類似於上面三層設備，注意需要把vip聲明出去(1.1.1.1)

log file /var/log/ospf.log

log stdout

log syslog

interface eth0

ip ospf hello-interval 1

ip ospf dead-interval 4

router ospf

ospf router-id 192.168.0.1

log-adjacency-changes

auto-cost reference-bandwidth 1000

network 1.1.1.1/32 area 0.0.0.0

network 192.168.0.0/24 area 0.0.0.0

d.開啓IP轉發

sed –i ‘/net.ipv4.ip_forward/d’ /etc/sysctl.conf

echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.confsysctl –p

e.開啓服務

/etc/init.d/zebra start 

/etc/init.d/ospfd start 

chkconfig zebra on 

chkconfig ospfd on

4.LVS keepalived配置

在此架構下，LVS只能配置成DR模式。如果要配置成NAT模式，我的想法是，需要參照上面的方式讓LVS調度機與內網三層設備配置ospf，此方法未驗證，有其他方案請告知。

a.修改配置文件 keepalived.conf ，在Cluster架構中，所有調度機用相同的配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

#keepalived的全局配置global_defs {  

   notification_email {

   [email protected]

   }

   notification_email_from [email protected]

   smtp_server 127.0.0.1

   smtp_connect_timeout 30

   router_id Ospf_LVS_1

}

#VRRP實例，在這個架構下所有的LVS調度機都配置成MASTER

vrrp_instance LVS_Cluster{  ##創建實例 實例名爲LVS_Cluster

    state MASTER #備份服務器上將MASTER改爲BACKUP   

    interface eth0    ##VIP 捆綁網卡

    virtual_router_id 100   ##LVS_ID  在同一個網絡中，LVS_ID是唯一的

    priority 100    #選舉的優先級，優先級大的爲MASTER  備份服務上將100改爲99

    advert_int 1  #發送vrrp的檢查報文的間隔，單位秒

    authentication {  ##認證信息。可以是PASS或者AH

        auth_type PASS  

        auth_pass 08856CD8

    }

    virtual_ipaddress {

        1.1.1.1

    }

}

#LVS實例，在本文采用的是DR模式，WRR調度方式。其實在這種架構下也只能使用DR模式

virtual_server 1.1.1.1 80 {

    delay_loop 6

    lb_algo wrr

    lb_kind DR

    persistence_timeout 60

    protocol TCP 

real_server 1.1.1.100 80 {

    weight 1                                           # 權重

    inhibit_on_failure                               # 若此節點故障，則將權重設爲零（默認是從列表中移除）

    TCP_CHECK {

        connect_timeout 3

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

    }

}

real_server 1.1.1.101 80 {

    weight 1                                           # 權重

    inhibit_on_failure                               # 若此節點故障，則將權重設爲零（默認是從列表中移除）

    TCP_CHECK {

        connect_timeout 3

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

    }

}

real_server 1.1.1.102 80 {

    weight 1                                           # 權重

    inhibit_on_failure                               # 若此節點故障，則將權重設爲零（默認是從列表中移除）

    TCP_CHECK {

        connect_timeout 3

        nb_get_retry 3

        delay_before_retry 3

        connect_port 80

    }

}

}

 

b.啓動keepalived

/etc/init.d/keepalived start

chkconfig keepalived on

5.realserver配置

a.添加啓動服務腳本/etc/init.d/lvs_realserver

請自行按需要修改腳本中SNS_VIP變量

#!/bin/sh

### BEGIN INIT INFO

# Provides: lvs_realserver

# Default-Start:  3 4 5

# Default-Stop: 0 1 6

# Short-Description: LVS real_server service scripts

# Description: LVS real_server start and stop controller

### END INIT INFO

#  Copyright 2013 lxcong

#

#  chkconfig: - 20 80

#

#  Author:  xxxx@xxxx

#有多個虛擬IP，以空格分隔

SNS_VIP="1.1.1.1"

. /etc/rc.d/init.d/functions

if [[ -z "$SNS_VIP"  ]];then

    echo 'Please set vips in '$0' with SNS_VIP!'

fi 

start(){

num=0

for loop in $SNS_VIP

do

    /sbin/ifconfig lo:$num $loop netmask 255.255.255.255 broadcast $loop

    /sbin/route add -host $loop dev lo:$num

    ((num++))

done

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

sysctl -e -p >/dev/null 2>&1

} 

stop(){

num=0

for loop in $WEB_VIP

do

    /sbin/ifconfig lo:$num down

    /sbin/route del -host $loop >/dev/null 2>&1

    ((num++))

done

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

sysctl -e -p >/dev/null 2>&1

} 

case "$1" in

    start)

        start

        echo "RealServer Start OK"

        ;;

    stop)

        stop

        echo "RealServer Stoped"

        ;;

    restart)

        stop

        start

        ;;

    *)

         echo "Usage: $0 {start|stop|restart}"

         exit 1

esac

exit 0

b.啓動服務

service lvs_realserver start

chkconfig lvs_realserver on

總結

到這裏，LVS Cluster架構已部署完了，如果各位有其他更好的LVS擴展方式請留意或者聯繫我，互相交流 QQ:83766787。另外以前做了一個LVS的管理平臺，但是一直都做得不好，也希望有相關平臺開發經驗的能聯繫我，交流交流、