Load Balancer 主題規格書

本文件記錄使用者需求原文與我的理解，方便後續修改文檔方向。

使用者原始描述

「幫我再創一個主題, Load balancer, 先以 keepalived + haproxy 當作範例, 我一樣要在我的 Mac mini 上創兩台 vm, 分別是 keepalived master 和 slave, 我要使用 active-standby mode, 請幫我把 vm 使用固定 ip (192.168.50.211, 192.168.50.212), 並加上一個 VIP 192.168.50.250, 只有 master 會有 VIP.」 幫我在node上面透過docker創建簡單的http web + api server當作backend service 並且把keepalived / haproxy setup & config流程使用ansible playbook完成

我的理解

目標

在 Mac mini 本機環境模擬一個 高可用負載均衡器，使用 Keepalived 管理 VIP 漂移、HAProxy 處理流量分發。重點是理解 Active-Standby 切換機制，以及如何在 VM 環境中複現這個架構。

環境

項目 我的假設
Host 機器 Mac mini（macOS）
VM 工具 Multipass（與 Netbox 主題一致）
VM OS Ubuntu 22.04
家用網段 192.168.50.0/24（從 IP 規劃推斷）
路由器 IP 192.168.50.1（常見家用路由器預設）
VM 網路模式 Multipass 橋接模式（bridged to en0）

元件選擇

元件 用途 我的理解
Keepalived VIP 管理、故障偵測 使用 VRRP 協定，master priority 100，slave priority 90
HAProxy 實際負載均衡 兩台 VM 配置相同，由 VIP 決定流量進入哪台
Docker 後端服務容器 每台 VM 上跑 web-server(:8080) + api-server(:8081)
Ansible 自動化部署 一鍵完成 keepalived/haproxy/docker 的 setup & config

IP 規劃

角色 IP 說明
lb-master 固定 IP 192.168.50.211 永遠存在，VM 啟動即有
lb-slave 固定 IP 192.168.50.212 永遠存在，VM 啟動即有
VIP 192.168.50.250 浮動 IP，正常情況在 master

Active-Standby 行為

  • 正常：VIP 192.168.50.250 綁在 lb-master
  • Master 故障：~3-5 秒內 VIP 漂移到 lb-slave
  • Master 恢復：VIP 自動回切到 lb-master（preempt）

文檔範圍（目前已創建）

文件 說明
index.md 主題導覽
architecture.md VRRP 原理、元件分工、切換流程圖（含 Docker backend）
vm-setup.md Multipass 建 VM、netplan 設定靜態 IP
backend-service.md Docker 建立 web-server + api-server
keepalived-config.md Master/Slave 完整 keepalived.conf
haproxy-config.md HAProxy frontend/backend/stats 配置
ansible-playbook.md Ansible 自動化部署所有元件
failover-testing.md 5 種故障切換測試情境

待確認事項（可能需要修正）

  • VM 網卡介面名稱：文件中預設用 ens4，實際可能是 enp0s2 或其他，需要 ip addr show 確認
  • 路由器 Gateway：文件假設 192.168.50.1，請確認你的實際路由器 IP
  • Mac 網路介面：文件假設有線是 en0，請用 multipass networks 確認
  • Multipass 版本：橋接網路的 --network 參數需要 Multipass 1.11+
  • Ansible inventory 的 SSH user：文件假設是 ubuntu，請確認 Multipass VM 的預設使用者名稱

節點線上遷移（VIP 轉移）

需求場景

  • 在不更動舊 LB 節點（master01/slave01）設定下，將 VIP 線上轉移到新 LB 節點（master02/slave02）
  • 遷移過程不中斷服務，最終下線舊節點

實作重點

  • 新節點 keepalived.conf unicast_peer 同時包含新舊節點
  • 新節點 priority 設定高於舊節點，啟動後自動搶佔 VIP
  • 舊節點收到更高 priority 廣播自動降級為 BACKUP
  • VIP 轉移時 client 連線僅短暫中斷（1~2 秒）
  • 最終可將 peer 清理為僅新節點，並下線舊節點

實測摘要

  • 依文件步驟操作，VIP 可順利線上轉移
  • 客戶端連線僅於 VIP 轉移瞬間短暫失敗，之後恢復
  • 詳細流程、設定與測試紀錄見 lb-node-migration.md

未來可擴展的方向（使用者未提及，供參考）

  • Active-Active 模式（兩台同時服務）
  • 加上 SSL 終止（HAProxy TLS）
  • 監控整合（Prometheus + Grafana 顯示 HAProxy stats）
  • 與 Netbox 主題整合（用 Netbox 管理這些 IP 資產）
  • 換成 Nginx 作為 Load Balancer 對比範例