LVS负载均衡群集（DR模式）

目录

1、LVS-DR工作原理

1.1、数据包流向分析

1.2、.DR模式的特点

2、LVS-DR中的ARP问题

3、部署LVS-DR集群

总结

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1、LVS-DR工作原理

1.1、数据包流向分析

客户端发送请求到Director Server(负载均衡器），请求的数据报文（源IP是 CIP,目标IP是VIP）到达内核空间。

Director Server和 Real Server在同一个网络中，数据通过二层数据链路层来传输。

内核空间判断数据包的目标IP是本机VTP，此时IPVS（IP虚拟服务器）比对数据包请求的服务是否是集群服务，是集群服务就重新封装数据包。修改源MAC地址为 Director Server的 MAC地址，修改目标MAC地址为 Real Server的MAC 地址，源IP地址与目标IP地址没有改变，然后将数据包发送给Real Server。

到达Real Server 的请求报文的 NAC地址是自身的 MAC 地址，就接收此报文。数据包重新封装报文(源IP地址为VIP，目标IP 为CIP)，将响应报文通过IO接口传送给物理网卡然后向外发出。

Real server直接将响应报文传送到客户端。

1.2、.DR模式的特点

Director Server和 Real Server必须在同一个物理网络中。

Real Server可以使用私有地址，也可以使用公网地址。如果使用公网地址，可以通过互联网对RIP进行直接访问。

Director Server作为群集的访问入口，但不作为网关使用。

所有的请求报文经由 Director Server，但回复响应报文不能经过Director Server。
Real Server 的网关不允许指向 Director Server IP，即Real Server发送的数据包不允许经过 Director Server。
Real Server 上的lo接口配置VIP 的IP地址。

2、LVS-DR中的ARP问题

1、在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡与节点服务器都要配置相同的VIP地址。

2、在局域网中具有相同的IP地址，势必会造成各服务器ARP通信的紊乱。

当ARP广播发送到LVS-DR集群时，因为负载均衡器和节点服务器都是连接到相同网络上，它们都会接收到ARP广播。只有前端的负载均衡器进行响应，其他节点服务器不应该响应ARP广播。

3、对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求。

使用虚接口lo:0承载VIP地址

设置内核参数arp_ignore=1:系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求

4、RealServer返回报文（源IP是VIP）经路由器转发，重新封装报文时，需要先获取路由器的MAC地址。

5、发送ARP请求时，Linux默认使用IP包的源IP地址（即VIP）作为ARP请求包中的源IP地址，而不使用发送接口的IP地址，如：ens33

6、路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项

7、原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址

8、路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给RealServer，导致Director的VIP失效

解决方法：

1、arp ignore=1

防止网关路由发送ARP广播时调度器和节点服务器都进行响应，导致ARP缓存表混乱，不对非本地物理网卡的ARP请求进行响应.因为VIP时承载lo:0

2、arp _announce=2

系统不使用响应数据的源IP地址（VIP)来作为本机进行ARP请求报文的源ip地址，而使用发送报文的物理网卡IP地址作为ARP请求报文的源I地址，这样可以防止网关路由器接受到的源IP地址为VIP的ARP请求报文后的又更新ARP缓存表，导致外网再发送请求时，数据包到达不了调度器。

解决ARP的两个问题的设置方法：

修改 /etc/sysctl.conf 文件
 
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
 

3、部署LVS-DR集群

环境简介

DR 服务器：192.168.190.2     
Web 服务器1：192.168.190.3      
Web 服务器2：192.168.190.5          
vip：192.168.190.180
客户端：192.168.12.200

配置负载调度器（192.168.190.2）

配置虚拟IP地址（VIP：192.168.190.180)

cd /etc/sysconfig/network-scripts
vim ifcfg-ens33:0
  
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.190.180
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0

调整 proc 响应参数

#由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，应该关闭Linux 内核的重定向参数响应，不充当路由器，
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p    #刷新配置

 

 配置负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或者
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm.service

#清除原有策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.190.180:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.190.180:80 -r 192.168.190.3:80 -g #如果这里是隧道模式，直接将-g替换成-i即可
ipvsadm -a -t 192.168.190.180:80 -r 192.168.190.5:80 -g

#查看节点状态，Route代表 DR模式
ipvsadm -ln

保存
ipvsadm-save > /etc/sysconig/ipvsadm

 第一台Web节点服务器

192.168.190.3

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
l love you
 
4. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.190.180
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
5. #设置路由
route add -host 192.168.190.180 dev lo:0
route -n
 
6. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 192.168.190.180 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

#加载配置
sysctl -p

 

 

 

 重启网卡

 设置路由

 

 

 

 第二台Web节点服务器

192.168.190.5

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
l love love you
 
4. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.190.180
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
5. #设置路由
route add -host 192.168.190.180 dev lo:0
route -n
 
6. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 192.168.190.180 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p

 

 

 

 

 

 

 

验证 

 

 

总结

介绍了lvs-dr的工作原理、数据流向，并对其中出现的问题进行阐述。

介绍了LVS-DR的特点及优缺点

部署内网LVS-DR