全栈之路
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Linux 动态切换路由表

CsHeng
 约 800 字 预计阅读 4 分钟 

背景

我们总共有13台服务器，1个24口交换机（没有路由器），仅购买了两个公网IP，也就是说仅有两台服务器可以直接连通公网（全配置为全转发路由器），而其他机器得通过NAT来访问公网。

问题

存在的问题：托管在机房的服务器由于是二手硬件，难免会偶尔直接崩溃无法开机。。。而我们没有实际上的路由器，若网关服务器炸了，作为网络内需要通过NAT来上网的机器，该如何自动切换到备用网关呢？

解决思路

由于我们并不是一台服务器上面多条物理网线，所以没办法使用单台服务器内的网口上下线事件来作为切换通知 所以解决方案是：那部分需要做NAT的机器，通过自身定时检测是否能通过网关访问公网，若不能则切换为备用网关

前提条件

  • 两台能分配到公网的机器开启全路由模式
    • 内核允许转发
    • iptables允许转发
  • 公司主路由(openwrt 系统)和托管机房服务器通过 Zerotier 组网，并且两台公网服务器分别分配到 zerotier ip 172.16.200.1 和 172.16.200.2

解决步骤

  1. 增加ping包的目标路由表、ping指定网络接口，可以在不影响现有网络运行的情况下达到定向检测网络接口可用性

    ping -I $NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $REMOTE_IP > /dev/null # 通过$NIC网络接口发出对$REMOTE_IP的ping包，数量2个，若超过超时时间$PING_TIMEOUT(seconds)则认为是失败，> /dev/null 不输出ping命令的结果到控制台 PING_RESULT=$? # 通过获取上一次命令执行成功的结果，成功为0，失败为1

  2. 检测主网关和备用网关可用性，若主网关可用则优先使用主网关
  3. 添加crontab任务，每分钟执行一次判断以达到动态切换作用
            • xxx.sh > /tmp/route_failover.log

实现切换的脚本参考（适用于Linux服务器）

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#!/bin/bash
# 
#  Linux default gateway failover script [route via lan]
# @author CsHeng 2020.06.11
# ref: https://blog.rapellys.biz/2014/10/18/linux-default-gateway-failover-script/
# 
#*********************************************************************
#       Configuration
#*********************************************************************
DEF_GATEWAY="172.16.2.1"      # Default Gateway
BCK_GATEWAY="172.16.2.2"     # Backup Gateway
SUBNET="default"                      # ip route destination subnet
RMT_IP_1="119.29.29.29"           # first remote ip
RMT_IP_2="223.5.5.5"                # second remote ip
PING_TIMEOUT="1"                    # Ping timeout in seconds
#*********************************************************************

# fail fast
set -e

# check user
if [ `whoami` != "root" ]
then
        echo "Failover script must be run as root!"
        exit 1
fi

#Check GW
CURRENT_GW=`ip route show | grep $SUBNET | head -n 1 | awk '{print $3}'`
PING_NIC=`ip route show | grep $SUBNET | head -n 1 | awk '{print $5}'`  # ping network interface
if [ "$CURRENT_GW" == "$DEF_GATEWAY" ]
then
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_1 > /dev/null
        PING_1=$?
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_2 > /dev/null
        PING_2=$?
else
        # add static routes to remote ip's
        ip route add $RMT_IP_1 via $DEF_GATEWAY
        ip route add $RMT_IP_2 via $DEF_GATEWAY
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_1 > /dev/null
        PING_1=$?
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_2 > /dev/null
        PING_2=$?
        # del static route to remote ip's
        ip route del $RMT_IP_1
        ip route del $RMT_IP_2
fi

LOG_TIME=`date +%b' '%d' '%T`

# both ping fail
if [ "$PING_1" == "1" ] && [ "$PING_2" == "1" ]
then
        if [ "$CURRENT_GW" == "$DEF_GATEWAY" ]
        then
                ip route del $SUBNET
                ip route add $SUBNET via $BCK_GATEWAY
                # flushing routing cache
                ip route flush cache
                echo "$LOG_TIME: $0 - Switched $SUBNET gateway to default with IP $BCK_GATEWAY"
        fi

elif [ "$CURRENT_GW" != "$DEF_GATEWAY" ]
then
        # switching to default
        ip route del $SUBNET
        ip route add $SUBNET via $DEF_GATEWAY
        ip route flush cache
        echo "$LOG_TIME: $0 - Switched $SUBNET gateway to default with IP $DEF_GATEWAY"
fi

扩展阅读

由于我们使用zerotier将公司网络和托管机房进行组网，因此公司主路由器也应该做动态路由切换 另外一份实现的Shell参考（适用于OpenWRT，除了极个别兼容改动，主体逻辑同Linux Shell）

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#!/bin/sh
# 
#  Linux dynamic route failover script [route via zerotier]
# @author CsHeng 2020.06.11
# ref: https://blog.rapellys.biz/2014/10/18/linux-default-gateway-failover-script/
# 
#*********************************************************************
#       Configuration
#*********************************************************************
DEF_GATEWAY="172.16.200.1"      # Default Gateway
BCK_GATEWAY="172.16.200.2"    # Backup Gateway
SUBNET="172.16.2.0/24"              # ip route destination subnet
RMT_IP_1="172.16.2.3"                  # first remote ip
RMT_IP_2="172.16.2.4"                 # second remote ip
PING_TIMEOUT="1"                      # Ping timeout in seconds
#*********************************************************************

# fail fast
set -e

#Check GW
CURRENT_GW=`ip route show | grep $SUBNET | head -n 1 | awk '{print $3}'`
PING_NIC=`ip route show | grep $SUBNET | head -n 1 | awk '{print $5}'`  # ping network interface
if [ "$CURRENT_GW" == "$DEF_GATEWAY" ]
then
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_1 > /dev/null
        PING_1=$?
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_2 > /dev/null
        PING_2=$?
else
        # add static routes to remote ip's
        ip route add $RMT_IP_1 via $DEF_GATEWAY
        ip route add $RMT_IP_2 via $DEF_GATEWAY
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_1 > /dev/null
        PING_1=$?
        ping -4 -I $PING_NIC -c 2 -W $PING_TIMEOUT $RMT_IP_2 > /dev/null
        PING_2=$?
        # del static route to remote ip's
        ip route del $RMT_IP_1
        ip route del $RMT_IP_2
fi

LOG_TIME=`date +%b' '%d' '%T`

# both ping fail
if [ "$PING_1" == "1" ] && [ "$PING_2" == "1" ]
then
        if [ "$CURRENT_GW" == "$DEF_GATEWAY" ]
        then
                ip route del $SUBNET
                ip route add $SUBNET via $BCK_GATEWAY
                # flushing routing cache
                ip route flush cache
                echo "$LOG_TIME: $0 - Switched $SUBNET gateway to default with IP $BCK_GATEWAY"
        fi

elif [ "$CURRENT_GW" != "$DEF_GATEWAY" ]
then
        # switching to default
        ip route del $SUBNET
        ip route add $SUBNET via $DEF_GATEWAY
        ip route flush cache
        echo "$LOG_TIME: $0 - Switched $SUBNET gateway to default with IP $DEF_GATEWAY"
fi

PS: 以上思路来源（抄袭）自 linux-default-gateway-failover-script

更新于 2021-06-24 
CC BY-NC-SA 4.0
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