VIP + LVS-DR 案例

1. 环境准备

使用 VMware 搭建四台虚拟机（均采用 Debian 12 系统）：

Director1
- IP：10.10.0.11/24
- VIP 10.10.0.20
Director2
- IP：10.10.0.12/24
- VIP 10.10.0.20
Real Server1
- IP：10.10.0.13/24
Real Server2
- IP：10.10.0.14/24

图 1.1 - 网络拓扑结构

2. 配置步骤

2.1. Director

网卡配置：

Bash

$ sudo nano /etc/network/interfaces

Director1：

Bash

allow-hotplug ens33
iface ens33 inet static
    address 10.10.0.11
    netmask 255.255.255.0
    gateway 10.10.0.1
    dns-nameservers 218.85.152.99

Director2：

Bash

allow-hotplug ens33
iface ens33 inet static
    address 10.10.0.12
    netmask 255.255.255.0
    gateway 10.10.0.1
    dns-nameservers 218.85.152.99

安装 keepalived：

Bash

$ sudo apt update && sudo apt install keepalived -y

配置 /etc/keepalived/keepalived.conf：

Bash

$ sudo touch /etc/keepalived/keepalived.conf

Bash

$ sudo nano /etc/keepalived/keepalived.conf

Director1：

Nginx

global_defs {
    router_id LVS_DR1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.10.0.20  # VIP
    }
}

virtual_server 10.10.0.20 80 {  # VIP
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    protocol TCP

    real_server 10.10.0.13 80 {  # Real Server 1
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 10.10.0.14 80 {  # Real Server 2
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

Note：关于配置文件的详细说明可以参考这篇文章。

Director2：
diff
```
 global_defs {
-    router_id LVS_DR1
+    router_id LVS_DR2
 }

 vrrp_instance VI_1 {
-    state MASTER
+    state BACKUP
     interface ens33
     virtual_router_id 51
-    priority 100
+    priority 50
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
 ...
```
这里有几个关键点：
- global_defs.router_id：因保持每个实例唯一；
- 不同实例中相同的 vrrp_instance 组：
  - 名称建议保持一致（非强制）；
  - 建议只有一个 MASTER，其余为 BACKUP；
  - virtual_router_id 应保持一致；
  - priority 各不相同，值越大优先级越高（通常 MASTER 的值最大）；
- 同一实例中的 vrrp_instance 组之间：
  - 名称应各不相同；
  - virtual_router_id 应各不相同；

启动 keepalived：

Bash

$ sudo systemctl enable --now keepalived

2.2. Real Server

抑制 VIP 的 ARP 响应：
默认情况下，Linux 的 ARP 行为是 “宽松” 的（arp_ignore = 0），任何接口收到 ARP 请求，只要目标 IP 在本机上，就会响应。这会导致 Real Server 意外响应 VIP 的 ARP 请求。
Bash
```
$ sudo tee -a /etc/sysctl.conf <<EOF
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
EOF
```
通过上述配置：
- net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1：所有接口只会对与自身绑定的 IP 地址响应 ARP 请求；
- net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2：所有接口发送 ARP 请求时都会强制使用发送接口的地址；
Bash
```
$ sudo sysctl -p
```

网卡配置：

Bash

$ sudo nano /etc/network/interfaces

将 VIP 绑定到 Real Server 的回环接口上：

Bash

allow-hotplug ens33
iface ens33 inet static
    address 10.10.0.13
    netmask 255.255.255.0
    gateway 10.10.0.1
    dns-nameservers 218.85.152.99

# Bind the VIP to loopback network
auto lo:0
iface lo:0 inet static
    address 10.10.0.20  # VIP
    netmask 255.255.255.255

Note：上述为 Real Server1 的网卡配置，Real Server2 的网卡配置仅需将 10.10.0.13 改为 10.10.0.14 即可。

重启网络服务或重启系统：

Bash

sudo systemctl restart networking

检查配置：

检查 VIP 绑定：

Bash

$ ip addr show lo:0

检查 ARP 参数：

Bash

$ sudo sysctl net.ipv4.conf.all.arp_ignore net.ipv4.conf.all.arp_announce

通过 Docker 启动 Nginx 实例：

Bash

$ docker run --name nginx -d -p 80:80 -v nginx-html:/usr/share/nginx/html nginx

分别修改 Real Server1 和 Real Server2 上的 Nginx 的页面，便于后续测试负载均衡效果：
Bash
```
$ docker volume inspect nginx-html
```
Bash
```
$ sudo nano /var/lib/docker/volumes/nginx-html/_data/index.html
```

3. 测试

测试 Real Server ARP 抑制：
在客户端上执行：
Bash
```
sudo arping 10.10.0.20
```
如果 Real Server 正确抑制了 ARP 响应，你应该看不到来自 Real Server 的 ARP 回复。而只有 LVS Director 响应 VIP 的 ARP 请求。

负载均衡测试：

在客户端上使用服务网络中的 VIP 进行多次请求，能够看到每次展示的页面在两个实例之间进行轮询变换：

Bash

$ curl 10.10.0.20
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to A nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

高可用，自动故障转移测试：
- Director 高可用：任意停止其中一台 Director；
- Real Server 高可用：任意停止其中一个 Nginx 实例；
均不影响客户端正常访问服务。

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2. 配置步骤 ​

2.1. Director ​

2.2. Real Server ​

3. 测试 ​

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2.2. Real Server

3. 测试