Linux 动态切换路由表

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

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
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
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

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