DPVS 多活部署架构部署

news2024/10/6 20:26:50

一、目标

  • 利用DPVS部署一个基于OSPF/ECMP的提供HTTP服务的多活高可用的测试环境。

  • 本次部署仅用于验证功能，不提供性能验证。

  • 配置两台DPVS组成集群、两台REAL SERVER提供实际HTTP服务。

    注：在虚拟环境里面，通过在一台虚拟服务器上面安装FRRouting来模拟支持OSPF的路由器。

二、组网架构

![外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传](https://img-home.csdnimg.cn/images/20230724024159.png?or在这里插入图片描述

角色及配置说明：

CLIENT: 透过DPVS集群访问REAL SERVER提供的相关服务。

CLIENT1的配置： 

网卡名称： enp0s8
ip地址：   192.168.2.100/24
静态路由： ip route add 192.168.0.0/16 via 192.168.2.254 dev enp0s8
          将所有和192.168.0.0/16的请求指向路由器

CLIENT2的配置： 

网卡名称： enp0s8
ip地址：   192.168.2.101/24
静态路由： ip route add 192.168.0/16 via 192.168.2.254 dev enp0s8
          将所有和192.168.0.0/16的请求指向路由器

ROUTER: 提供OSPF/ECMP功能的路由器（这里用frrouting模拟）。

网卡1名称：      enp0s8
网卡1的ip地址：  192.168.2.254/24

网卡2名称：      enp0s9
网卡2的ip地址：  192.168.3.254/24

DPVS: dpvs slb集群。

DPVS1服务器的配置： 

网卡1名称：      enp0s8  -> dpdk0  dpdk0.kni
网卡1的ip地址：  192.168.3.1/24
                192.168.0.1/24 (VIP)

网卡2名称：      enp0s9  -> dpdk1  dpdk1.kni
网卡2的ip地址：  192.168.1.1/24


DPVS1服务器2的配置： 

网卡1名称：      enp0s8  -> dpdk0  dpdk0.kni
网卡1的ip地址：  192.168.3.2/24
                192.168.0.1/24 (VIP)

网卡2名称：      enp0s9  -> dpdk1  dpdk1.kni
网卡2的ip地址：  192.168.1.2/24

REAL SERVER: 提供HTTP SERVER服务。

real server1的配置:

网卡名称： enp0s8
ip地址：   192.168.1.100/24

real server2的配置:

网卡名称： enp0s8
ip地址：   192.168.1.101/24

三、部署过程

以下以dpvs1为例, dpvs2和dpvs1的配置类似。

1. ROUTER的部署

1.1 安装frrouting服务

对于centos7执行以下命令

curl -O https://rpm.frrouting.org/repo/$FRRVER-repo-1-0.el7.noarch.rpm
sudo yum install ./$FRRVER*

# install FRR
sudo yum install frr frr-pythontools

对于centos8执行以下命令

curl -O https://rpm.frrouting.org/repo/$FRRVER-repo-1-0.el8.noarch.rpm
sudo yum install ./$FRRVER*

# install FRR
sudo yum install frr frr-pythontools

1.2 配置frr服务

1.2.1 开启ospf服务

在启动前，先要开启linux服务器的路由转发功能

echo "net.ipv4.ip_forward=1" > /etc/sysctl.conf
sysctl -p

在/etc/frr/daemons文件中开启：

ospfd=yes （对于ipv4)

ospf6d=yes (对于ipv6)

cd /etc/frr
cat daemons
----------------------
# This file tells the frr package which daemons to start.
#
# Sample configurations for these daemons can be found in
# /usr/share/doc/frr/examples/.
#
# ATTENTION:
#
# When activating a daemon for the first time, a config file, even if it is
# empty, has to be present *and* be owned by the user and group "frr", else
# the daemon will not be started by /etc/init.d/frr. The permissions should
# be u=rw,g=r,o=.
# When using "vtysh" such a config file is also needed. It should be owned by
# group "frrvty" and set to ug=rw,o= though. Check /etc/pam.d/frr, too.
#
# The watchfrr, zebra and staticd daemons are always started.
#
bgpd=no
ospfd=yes
ospf6d=yes
ripd=no
ripngd=no
isisd=no
pimd=no
ldpd=no
nhrpd=no
eigrpd=no
babeld=no
sharpd=no
pbrd=no
bfdd=no
fabricd=no
vrrpd=no
pathd=no

1.2.2 配置ospf服务

cd /etc/frr
cat frr.conf
----------------------

frr version 8.1
frr defaults traditional
hostname router
log syslog informational
service integrated-vtysh-config
!
interface enp0s8
 ip address 192.168.2.254/24
exit
!
interface enp0s9
 ip address 192.168.3.254/24
 ip ospf 100 area 0
 ip ospf dead-interval 40
exit
!
router ospf 100
 ospf router-id 192.168.2.254
exit
!

1.3 启动FRR服务

service frr start

用ps -ef|grep frr检查frr,ospfd,zebra进程是否已经启动

ps -ef|grep frr
-----------------
root        3635       1  0 18:11 ?        00:00:01 /usr/lib/frr/watchfrr -d -F traditional zebra ospfd-100 ospfd-200 ospfd-300 staticd
frr         3657       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/zebra -d -F traditional --daemon -A 127.0.0.1 -s 90000000
frr         3662       1  0 18:11 ?        00:00:02 /usr/lib/frr/ospfd -d -F traditional -n 100 --daemon -A 127.0.0.1
frr         3665       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/ospfd -d -F traditional -n 200 --daemon -A 127.0.0.1
frr         3668       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/ospfd -d -F traditional -n 300 --daemon -A 127.0.0.1
frr         3671       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/staticd -d -F traditional --daemon -A 127.0.0.1

1.4 frr的常用命令

# 查看邻居列表
vtysh

do show ip ospf neighbor

# 查看路由表
vtysh

show ip route 

# 写入配置
do write
do write mem

2. DPVS的部署

2.1 安装frrouting服务

2.1.1 Centos7执行以下命令

curl -O https://rpm.frrouting.org/repo/$FRRVER-repo-1-0.el7.noarch.rpm
sudo yum install ./$FRRVER*

# install FRR
sudo yum install frr frr-pythontools

对于centos8执行以下命令

curl -O https://rpm.frrouting.org/repo/$FRRVER-repo-1-0.el8.noarch.rpm
sudo yum install ./$FRRVER*

# install FRR
sudo yum install frr frr-pythontools

2.1.2 配置frr服务

2.1.2.1 开启ospf服务

在/etc/frr/daemons文件中开启：

ospfd=yes （对于ipv4)

ospf6d=yes (对于ipv6)

cd /etc/frr
cat daemons
----------------------
# This file tells the frr package which daemons to start.
#
# Sample configurations for these daemons can be found in
# /usr/share/doc/frr/examples/.
#
# ATTENTION:
#
# When activating a daemon for the first time, a config file, even if it is
# empty, has to be present *and* be owned by the user and group "frr", else
# the daemon will not be started by /etc/init.d/frr. The permissions should
# be u=rw,g=r,o=.
# When using "vtysh" such a config file is also needed. It should be owned by
# group "frrvty" and set to ug=rw,o= though. Check /etc/pam.d/frr, too.
#
# The watchfrr, zebra and staticd daemons are always started.
#
bgpd=no
ospfd=yes
ospf6d=yes
ripd=no
ripngd=no
isisd=no
pimd=no
ldpd=no
nhrpd=no
eigrpd=no
babeld=no
sharpd=no
pbrd=no
bfdd=no
fabricd=no
vrrpd=no
pathd=no

2.1.2.2 配置ospf服务

cd /etc/frr
cat frr.conf
----------------------

frr version 8.2.2
frr defaults traditional
hostname localhost.localdomain
log syslog informational
no ip forwarding
no ipv6 forwarding
!
interface dpdk0.kni
 ip ospf dead-interval 10
 ip ospf dead-interval 40
exit
!
router ospf
 ospf router-id 192.168.3.1       # 如果是dpvs2, 则修改为192.168.3.2
 log-adjacency-changes
 auto-cost reference-bandwidth 1000
 network 192.168.0.0/24 area 0
 network 192.168.3.0/24 area 0
exit
!

2.1.3 启动FRR服务

service frr start

用ps -ef|grep frr检查frr,ospfd,zebra进程是否已经启动

ps -ef|grep frr
-----------------
root        3635       1  0 18:11 ?        00:00:01 /usr/lib/frr/watchfrr -d -F traditional zebra ospfd-100 ospfd-200 ospfd-300 staticd
frr         3657       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/zebra -d -F traditional --daemon -A 127.0.0.1 -s 90000000
frr         3662       1  0 18:11 ?        00:00:02 /usr/lib/frr/ospfd -d -F traditional -n 100 --daemon -A 127.0.0.1
frr         3665       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/ospfd -d -F traditional -n 200 --daemon -A 127.0.0.1
frr         3668       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/ospfd -d -F traditional -n 300 --daemon -A 127.0.0.1
frr         3671       1  0 18:11 ?        00:00:00 /usr/lib/frr/staticd -d -F traditional --daemon -A 127.0.0.1

2.2 部署dpvs服务

2.2.1 编译dpvs源码

# 拉取dpvs和dpdk的代码
git clone http://10.0.171.10/networkService/l4slb-dpvs-1.9.git
git checkout feature_ospf

# 编译dpdk 20.11.1
cd l4slb-dpvs-1.9/dpdk-stable-20.11.1
meson -Denable_kmods=true -Dexamples=l2fwd,l3fwd -Ddisable_drivers=net/af_xdp,event/dpaa,,event/dpaa2 -Dprefix=`pwd`/dpdklib ./build

ninja -C build
ninja -C build install


export PKG_CONFIG_PATH=`pwd`/dpdk-stable-20.11.1/dpdklib/lib64/pkgconfig

# 编译dpvs
make -j8

#如果编译DEBUG版本
make DEBUG=1 -j8

2.2.2 初始化dpdk运行环境

# 配置大页内存
echo 1024 >  /sys/devices/system/node/node0/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages
[ -d /mnt/huge ] || mkdir /mnt/huge

mount -t hugetlbfs nodev /mnt/huge

# 加载uio内核模块
modprobe uio_pci_generic

# 加载rte_kni内核模块
insmod dpdk-stable-20.11.1/build/kernel/linux/kni/rte_kni.ko

# 加载dpvs使用的网卡
dpdk-stable-20.11.1/usertools/dpdk-devbind.py -b uio_pci_generic enp0s8
dpdk-stable-20.11.1/usertools/dpdk-devbind.py -b uio_pci_generic enp0s9

2.2.3 配置dpvs:

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! This is dpvs default configuration file.
!
! The attribute "<init>" denotes the configuration item at initialization stage. Item of
! this type is configured oneshoot and not reloadable. If invalid value configured in the
! file, dpvs would use its default value.
!
! Note that dpvs configuration file supports the following comment type:
!   * line comment: using '#" or '!'
!   * inline range comment: using '<' and '>', put comment in between
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

! global config
global_defs {
    log_level   INFO
    ! log_file    /var/log/dpvs.log
    ! log_async_mode    on
    ! pdump       off
}

! netif config
netif_defs {
    <init> pktpool_size     65536
    <init> pktpool_cache    256
    <init> fdir_mode        perfect

    <init> device dpdk0 {
        rx {
            queue_number        1
            descriptor_number   1024
            rss                 all
        }
        tx {
            queue_number        1
            descriptor_number   1024
        }
        mtu                   1500
        !promisc_mode
        kni_name                dpdk0.kni
    }

    <init> device dpdk1 {
        rx {
            queue_number        1
            descriptor_number   1024
            rss                 all
        }
        tx {
            queue_number        1
            descriptor_number   1024
        }
        mtu                   1500
        !promisc_mode
        kni_name                dpdk1.kni
    }
}

! worker config (lcores)
! notes:
!    1. rx(tx) queue ids MUST start from 0 and continous
!    2. cpu ids and rx(tx) queue ids MUST be unique, repeated ids is forbidden
!    3. cpu ids identify dpvs workers only, and not correspond to physical cpu cores.
!       If you are to specify cpu cores on which to run dpvs, please use dpdk eal options,
!       such as "-c", "-l", "--lcores". Use "dpvs -- --help" for supported eal options.
worker_defs {
    <init> worker cpu0 {
        type    master
        cpu_id  0
    }

    <init> worker cpu1 {
        type    slave
        cpu_id  1
        port    dpdk0 {
            rx_queue_ids     0
            tx_queue_ids     0
            ! isol_rx_cpu_ids  9
            ! isol_rxq_ring_sz 1048576
        }
        port    dpdk1 {
            rx_queue_ids     0
            tx_queue_ids     0
            ! isol_rx_cpu_ids  9
            ! isol_rxq_ring_sz 1048576
        }
    }
}

! timer config
timer_defs {
    # cpu job loops to schedule dpdk timer management
    schedule_interval    500
}

! dpvs neighbor config
neigh_defs {
    <init> unres_queue_length  128
    timeout                    60
}

! dpvs ipset config
ipset_defs {
    <init> ipset_hash_pool_size 131072
}

! dpvs ipv4 config
ipv4_defs {
    forwarding                 off
    <init> default_ttl         64
    fragment {
        <init> bucket_number   4096
        <init> bucket_entries  16
        <init> max_entries     4096
        <init> ttl             1
    }
}

! dpvs ipv6 config
ipv6_defs {
    disable                     off
    forwarding                  off
    route6 {
        <init> method           hlist
        recycle_time            10
    }
}

! control plane config
ctrl_defs {
    lcore_msg {
        <init> ring_size                4096
        sync_msg_timeout_us             20000
        priority_level                  low
    }
    ipc_msg {
        <init> unix_domain /var/run/dpvs_ctrl
    }
}

! ipvs config
ipvs_defs {
    conn {
        <init> conn_pool_size       65536
        <init> conn_pool_cache      256
        conn_init_timeout           3
        ! expire_quiescent_template
        ! fast_xmit_close
        ! <init> redirect           off
    }

    udp {
        ! defence_udp_drop
        uoa_mode        ipo        <opp|ipo>
        uoa_max_trail   3
        timeout {
            normal      300
            last        3
        }
    }

    tcp {
        ! defence_tcp_drop
        timeout {
            none        2
            established 90
            syn_sent    3
            syn_recv    30
            fin_wait    7
            time_wait   7
            close       3
            close_wait  7
            last_ack    7
            listen      120
            synack      30
            last        2
        }
        synproxy {
            synack_options {
                mss             1452
                ttl             63
                sack
                ! wscale
                ! timestamp
            }
            close_client_window
            ! defer_rs_syn
            rs_syn_max_retry    3
            ack_storm_thresh    10
            max_ack_saved       3
            conn_reuse_state {
                close
                time_wait
                ! fin_wait
                ! close_wait
                ! last_ack
           }
        }
    }
}

! sa_pool config
sa_pool {
    pool_hash_size  16
    flow_enable     off
}

2.2.4 启动dpvs:

bin/dpvs

2.2.5 初始化dpvs的服务配置,创建端口为8080的HTTP负载均衡服务：

VIP=192.168.0.1                    # dpvs虚IP
OSPFIP=192.168.3.1                 # dpvs的ospf心跳IP, 如果是dpvs2，改成192.168.3.2
GATEWAY=192.168.3.254	           # dpvs的出口网关（指向ROUTER)
VIP_PREFIX=192.168.0.0             # VIP的掩码前缀
LIP_PREFIX=192.168.1.0             # LOCAL IP的掩码前缀
LIP=("192.168.1.1")                # LOCAL IP地址列表, 如果是client2，改成192.168.1.2
SERVICE=$VIP:8080                  # 开启的服务

# REAL SERVER列表
RS_SERVER=("192.168.1.100:8080" "192.168.1.101:8080")

# 配置IP地址
./tools/dpip/build/dpip addr add  $VIP/24 dev dpdk0
./tools/dpip/build/dpip addr add  $OSPFIP/24 dev dpdk0
# 定义默认出口网关指向ROUTER
./tools/dpip/build/dpip route add default via $GATEWAY dev dpdk0

# 配置kni虚拟网卡的IP以及路由（和dpdk网卡中的配置一致）
ifconfig dpdk0.kni $VIP netmask 255.255.255.0
ip addr add $OSPFIP/24 dev dpdk0.kni
ip route add default via $GATEWAY dev dpdk0.kni
ifconfig dpdk1.kni ${LIP[0]} netmask 255.255.255.0

# 添加后端IP
./tools/dpip/build/dpip route add $LIP_PREFIX/24 dev dpdk1

# 添加服务
./tools/ipvsadm/ipvsadm -A -t $SERVICE -s rr

# 添加RS
for rs in ${RS_SERVER[*]}
do
    ./tools/ipvsadm/ipvsadm -a -t $SERVICE -r $rs -b
done


# 配置VIP监听器使用的DPVS local_ip
for lip in ${LIP[*]}
do
    ./tools/ipvsadm/ipvsadm -P -z $lip -t $SERVICE -F dpdk1
done

2.2.6 部署real server的健康检查

#!/bin/bash
#
VIP=192.168.0.1                           # DPVS的vip
CPORT=8080                                # DPVS的服务端口
RS=("192.168.1.100" "192.168.1.101")      # REAL SERVER列表
declare -a RSSTATUS                       # 存储 REAL SERVER的状态
RW=("2" "1")                              # REAL SERVER的权重
RPORT=8080                                # REAL SERVER的HTTP服务端口
RSURL="/index.html"                       # REAL SERVER的测试URL路径
TYPE=b                                    # FULLNAT模式
CHKLOOP=3                                 # 错误检查失败尝试次数
LOG=/var/log/ipvsmonitor.log              # 日志存放路径

# 添加realserver
addrs() {
  ipvsadm -a -t $VIP:$CPORT -r $1:$RPORT -$TYPE -w $2
  [ $? -eq 0 ] && return 0 || return 1
}

# 删除realserver
delrs() {
  ipvsadm -d -t $VIP:$CPORT -r $1:$RPORT
  [ $? -eq 0 ] && return 0 || return 1
}

# 通过http接口对realserver的状态进行探测
checkrs() {
  local I=1
  while [ $I -le $CHKLOOP ]; do
    if curl --connect-timeout 1 http://${1}:${RPORT}${RSURL} &> /dev/null; then
      return 0
    fi
    let I++
  done
  return 1
}

# 状态初始化
initstatus() {
  local I
  local COUNT=0;
  for I in ${RS[*]}; do
    if ipvsadm -L -n | grep "$I:$RPORT" && > /dev/null ; then
      RSSTATUS[$COUNT]=1
    else
      RSSTATUS[$COUNT]=0
    fi
  let COUNT++
  done
}

initstatus

# 状态检测循环
while :; do
  let COUNT=0
  for I in ${RS[*]}; do
    if checkrs $I; then
      if [ ${RSSTATUS[$COUNT]} -eq 0 ]; then
         addrs $I ${RW[$COUNT]}
         [ $? -eq 0 ] && RSSTATUS[$COUNT]=1 && echo "`date +'%F %H:%M:%S'`, $I is back." >> $LOG
      fi
      else if [ ${RSSTATUS[$COUNT]} -eq 1 ]; then
         delrs $I
         [ $? -eq 0 ] && RSSTATUS[$COUNT]=0 && echo "`date +'%F %H:%M:%S'`, $I is gone." >> $LOG
      fi
    fi
    let COUNT++
  done
  sleep 5
done

3. REALSERVER的部署

3.1 部署nginx服务

3.1.1 编译nginx

# 安装nginx服务
wget https://nginx.org/download/nginx-1.22.1.tar.gz
tar xzvf /nginx-1.22.1.tar.gz
cd nginx-1.22.1
./configure --prefix=/opt/nginx
make -j4
make install

3.1.2 配置nginx服务

# 安装nginx服务
wget https://nginx.org/download/nginx-1.22.1.tar.gz
tar xzvf /nginx-1.22.1.tar.gz
cd nginx-1.22.1
./configure --prefix=/opt/nginx
make -j4
make install

3.1.3 启动nginx服务

cd /opt/nginx/
./sbin/nginx

四、测试验证

  1. 连通性测试

    # 在client服务器上面ping VIP是否通
ping 192.168.0.1


# 在dpvs服务器上面ping client是否通
ping 192.168.2.100
ping 192.168.2.101

# 在client服务器上面测试8080 tcp端口是否通
telnet 192.168.0.1 8080

  2. http请求测试

    # 在client服务器上面请求HTTP
curl "http://192.168.0.1:8080/index.html"

  3. 模拟单dpvs宕机测试

    随机选择一台dpvs，譬如dvps1，将dpvs进程kill
查看http请求测试依旧可以成功

  4. 模拟单dpvs宕机后恢复测试

    将以上kill的dpvs进程重新启动
通过查看real server上的访问日志，查看http请求测试是否可以重新从这台dpvs服务器恢复。

  5. 模拟单realserver宕机测试

将以上kill的dpvs进程重新启动
通过查看real server上的访问日志，查看http请求测试是否可以重新从这台dpvs服务器恢复。
  1. 模拟单realserver宕机后恢复测试
将以上kill的dpvs进程重新启动
通过查看real server上的访问日志，查看http请求测试是否可以重新从这台dpvs服务器恢复。

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