突破LVS瓶颈，LVS Cluster部署（OSPF + LVS）

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前言

LVS大家应该很熟悉，这款优秀的开源软件基本成为了IP负载均衡的代言词。但在实际的生产环境中会发现，LVS调度在大压力下很容易就产生瓶颈，其中瓶颈包括ipvs内核模块的限制，CPU软中断，网卡性能等，当然这些都是可以调优的，关于LVS的调优，会在这里详细讲 LVS调优攻略 。回到主题，那当无法避免的单台LVS调度机出现了性能瓶颈，有什么办法呢？在本文就来介绍如何横向扩展LVS调度机

架构简图



如上图三层设备的路由表，VIP地址1.1.1.1对应nexthop有三个地址，这三个地址是三台lvs调度机的地址。这样便可达到效果：用户访问------>VIP------>三台LVS调度机------>分发到多台RealServe

架构优势

1.LVS调度机自由伸缩，横向扩展（最大8台，受限于三层设备允许的等价路由数目）

2.LVS调度资源全利用，All Active。不存在备份机

部署方法

1.硬件资源准备

三层设备： 本文用的是h3c 5800三层交换机

LVS调度机三台： 192.168.0.2 192.168.2.2 192.168.3.2

Realserver三台: 1.1.1.100 1.1.1.101 1.1.1.102

2.三层设备OSPF配置

#查找与三层交换与lvs调度相连的端口，在本文端口分别为 g1/0/2 g1/0/3 g1/0/6

#把g1/0/2改为三层端口，并配上IP

interface GigabitEthernet1/0/2
port link-mode route
ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

#配置ospf的参数, timer hello是发送hello包的间隔,timer dead是存活的死亡时间。默认是10，40。

#hello包是ospf里面维持邻居关系的报文，这里配置是每秒发送一个，当到4秒还没有收到这个报文，就会认为这个邻居已经丢失，需要修改路由
ospf timer hello 1
ospf timer dead 4
ospf dr-priority 100

#如此类推，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调度机的OSPF配置

a.安装软路由软件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的配置类似于上面三层设备，注意需要把vip声明出去(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.开启IP转发

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

echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.confsysctl –p
e.开启服务

/etc/init.d/zebra start

/etc/init.d/ospfd start

chkconfig zebra on

chkconfig ospfd on
4.LVS keepalived配置

在此架构下，LVS只能配置成DR模式。如果要配置成NAT模式，我的想法是，需要参照上面的方式让LVS调度机与内网三层设备配置ospf，此方法未验证，有其他方案请告知。

a.修改配置文件 keepalived.conf ，在Cluster架构中，所有调度机用相同的配置文件

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

#keepalived的全局配置global_defs {
notification_email {

lxcong@gmail.com
}
notification_email_from lvs_notice@gmail.com
smtp_server 127.0.0.1
smtp_connect_timeout 30
router_id Ospf_LVS_1
}

#VRRP实例，在这个架构下所有的LVS调度机都配置成MASTER

vrrp_instance LVS_Cluster{ ##创建实例 实例名为LVS_Cluster

state MASTER #备份服务器上将MASTER改为BACKUP
interface eth0 ##VIP 捆绑网卡
virtual_router_id 100 ##LVS_ID 在同一个网络中，LVS_ID是唯一的
priority 100 #选举的优先级，优先级大的为MASTER 备份服务上将100改为99
advert_int 1 #发送vrrp的检查报文的间隔，单位秒
authentication { ##认证信息。可以是PASS或者AH
auth_type PASS
auth_pass 08856CD8
}
virtual_ipaddress {
1.1.1.1
}
}

#LVS实例，在本文采用的是DR模式，WRR调度方式。其实在这种架构下也只能使用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 # 权重
inhibit_on_failure # 若此节点故障，则将权重设为零（默认是从列表中移除）
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 # 权重
inhibit_on_failure # 若此节点故障，则将权重设为零（默认是从列表中移除）
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 # 权重
inhibit_on_failure # 若此节点故障，则将权重设为零（默认是从列表中移除）
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}

}

}

b.启动keepalived

/etc/init.d/keepalived start

chkconfig keepalived on
5.realserver配置

a.添加启动服务脚本/etc/init.d/lvs_realserver

请自行按需要修改脚本中SNS_VIP变量

#!/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

#有多个虚拟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.启动服务

service lvs_realserver start
chkconfig lvs_realserver on
总结

到这里，LVS Cluster架构已部署完了，如果各位有其他更好的LVS扩展方式请留意或者联系我，互相交流 QQ:83766787。另外以前做了一个LVS的管理平台，但是一直都做得不好，也希望有相关平台开发经验的能联系我，交流交流、