LVS-NAT原理及实现

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本文详细解析了LVS-NAT模型的工作原理，包括数据包如何在调度器和真实服务器间传输及转换的过程。介绍了该模型的特点：真实服务器需使用私有地址且其网关指向调度器的直接IP，请求和响应报文都需经过调度器，以及支持端口映射等。

1 重点理解NAT方式的实现原理和数据包的改变

这里写图片描述
（a）当用户的请求到达调度器时，请求报文会先到内核空间的PREROUTING链上。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP
（b）PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，就将数据包送至INPUT链。
（c）IPVS工作在INPUT链上，当数据包抵达INPUT链后，IPVS会检查数据包所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RIP，然后将数据包送往POSTROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP。
（d）POSTROUTING链通过选路，将数据包转发给Real Server
（e）Real Server对比发现目标IP是自己，就会接受这个请求报文，开始构建响应报文发回给调度器。源IP为RIP，目标IP为CIP
（f）调度器在响应客户端前，会将报文的源IP地址修改为自己的VIP，然后响应给客户端。此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP

2 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必须要在同一网段中
请求报文和响应报文都需要经过调度器，高负载场景中，调度器容易成为性能瓶颈。
支持端口映射
RS可以使用任意操作系统

3 实现

directory:
[root@server1 ~]# ipvsadm -A -t 172.25.56.100:80 -s rr
[root@server1 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.56.100:80 -r 172.25.254.2:80 -m
[root@server1 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.56.100:80 -r 172.25.254.3:80 -m
[root@server1 ~]# ip addr add 172.25.56.100/24 dev eth0

[root@server1 ~]# echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
#指令中，参数值为1时启用ip转发，为0时禁止ip转发，在NAT模式下此操作是必须的。

Real server2/3:
route add default gw 172.25.254.1
/etc/init.d/httpd start