linux运维——LVS（NAT模式）

最新推荐文章于 2024-08-19 04:00:27 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-19 04:00:27 发布 · 155 阅读

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本文深入解析了LVS-NAT模型的工作原理，包括数据包如何在DirectorServer和RealServer间流转，以及该模型的特性与缺陷。实验部分展示了如何在具体环境中配置LVS-NAT，实现负载均衡。

NAT方式原理图

在这里插入图片描述

当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP
PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链
IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，然后将数据包发至POSTROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP
POSTROUTING链通过选路，将数据包发送给Real Server
Real Server比对发现目标为自己的IP，开始构建响应报文发回给Director Server。此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP
Director Server在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址，然后响应给客户端。此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP

LVS-NAT模型的特性

RS应该使用私有地址，RS的网关必须指向DIP
DIP和RIP必须在同一个网段内
请求和响应报文都需要经过Director Server，高负载场景中，Director Server易成为性能瓶颈
支持端口映射
RS可以使用任意操作系统
缺陷：对Director Server压力会比较大，请求和响应都需经过director server

以下实验在7.3主机上进行

调度器设置：

1、设置两个不同网段的ip，一个用来接收客户端的请求，另一个作为真实服务器的网关。

[root@lucky2 ~]# ip addr add 172.25.254.100/24 dev eth0
[root@lucky2 ~]# ip addr show eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:93:3f:10 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.35.2/24 brd 172.25.35.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet 172.25.254.100/24 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::5054:ff:fe93:3f10/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

2 安装lvs管理工具——ipvsadm服务

[root@lucky2 ~]# yum install ipvsadm -y

3 添加vip以及真实服务器到调度器

[root@lucky2 ~]# ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s rr
#-A： 添加vip。 -t： tcp协议 。-s: lvs调度算法 rr 轮叫调度 
[root@lucky2 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 172.25.35.3:80 -m
[root@lucky2 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 172.25.35.4:80 -m
 添加真实服务器，使用nat模式的时候，后面的参数为 -m
[root@lucky2 ~]# ipvsadm
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  lucky2:http rr
  -> lucky3:http                  Masq    1      0          0         
  -> lucky4:http                  Masq    1      0          0

4 开启调度器的内核路由功能

[root@lucky5 ~]# sysctl -a | grep ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.ip_forward_use_pmtu = 0
[root@lucky5 ~]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.ip_forward = 1

5 加载模块

modprobe iptable_nat

如果不加载此模块,也可以在第一次访问时成功,但是会在再次访问时出现延迟过长,或访问超时现象

真实服务器设置：

两台真实服务器需要安装httpd服务并设置号资源，设定网关为调度器的对内ip

[root@lucky3 ~]# yum install httpd -y
[root@lucky3 ~]# cd /var/www/html/
[root@lucky3 html]# vim index.html
[root@lucky3 html]# cat index.html 
lucky3
[root@lucky3 html]# systemctl start httpd
[root@lucky3 html]# systemctl enable httpd    需要注意的是两台服务器所作的操作都是一样的，在这里是为了实验明显才将两个后端服务器index.html文件内容不一样的

测试：

[root@foundation35 ~]# curl 172.25.254.100
lucky3
[root@foundation35 ~]# curl 172.25.254.100
lucky4
[root@foundation35 ~]# curl 172.25.254.100
lucky3
[root@foundation35 ~]# curl 172.25.254.100
lucky4