LVS模式一：DR模式（ipvsadm）

最新推荐文章于 2025-06-27 18:21:03 发布

束安

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分类专栏：项目文章标签： ipvs

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本文详细介绍了Linux Virtual Server (LVS) 中的Direct Routing (DR)模式，包括LVS集群系统的工作原理、DR模式的概念、工作过程及其特点。在DR模式下，LVS服务器根据VIP选择合适的Real-server，通过修改目的MAC地址实现负载均衡。文章还讨论了LVS与Real-server需在同一网段、不需要开启路由转发以及ARP问题的解决方案。此外，还涉及IPVS的介绍和配置ipvsadm的步骤，以及解决MAC地址绑定问题的方法，如通过配置arptables_jf来确保数据正确轮询。

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1.概念讲解

（一）LVS的相关介绍
1.LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。
2.LVS的特点：具有可伸缩网络服务的几种结构，它们都需要一个前端的负载调度器(或者多个进行主从备份)。我们先分析实现虚拟网络服务的主要技术，指出IP负载均衡技术是在负载调度器的实现技术中效率最高的。在已有的IP负载均衡技术中，主要有通过网络地址转换(Network Address Translation)将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器，我们称之为VS/NAT技术(Virtual Server via Network Address Translation)。在分析VS/NAT的缺点和网络服务的非对称性的基础上，我们提出了通过IP隧道实现虚拟服务器的方法VS/TUN (Virtual Server via IP Tunneling)，和通过直接路由实现虚拟服务器的方法VS/DR(Virtual Server via Direct Routing)，它们可以极大地提高系统的伸缩性。VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。
（二）DR模式的相关介绍
1.DR模式，即(Direct Routing)直接路由模式
2.工作过程：当一个client发送一个WEB请求到VIP，LVS服务器根据VIP选择对应的real-server的Pool，根据算法，在Pool中选择一台Real-server，LVS在hash表中记录该次连接，然后将client的请求包发给选择的Real-server，最后选择的Real-server把应答包直接传给client；当client继续发包过来时，LVS根据更才记录的hash表的信息，将属于此次连接的请求直接发到刚才选择的Real-server上；当连接中止或者超时，hash表中的记录将被删除。
3.细节：
1> LVS和Real-server必须在相同的网段：（相同的广播域内）
DR模式在转发client的包时，只修改了包目的MAC地址为选定的Real-server的mac地址，所以如果LVS和Real-server在不通的广播域内，那么Real-server就没办法接收到转发的包。下面是mac地址的修改过程：
在这里插入图片描述
2> LVS不需要开启路由转发：
LVS的DR模式不需要开启路由转发功能，就可以正常的工作，出于安全考虑，如果不需要转发功能，最好关闭。
3> ARP问题：
通常，DR模式需要在Real-server上配置VIP，配置的方式为：
/sbin/ifconfig lo:0 inet VIP netmask 255.255.255.255
i) 原因在于，当LVS把client的包转发给Real-server时，因为包的目的IP地址是VIP，那么如果Real-server收到这个包后，发现包的目的IP不是自己的系统IP，那么就会认为这个包不是发给自己的，就会丢弃这个包，所以需要将这个IP地址绑到网卡上；当发送应答包给client时，Real-server就会把包的源和目的地址调换，直接回复给client。
ii) 关于ARP广播：

上面绑定VIP的掩码是”255.255.255.255″，说明广播地址是其本身，那么他就不会将ARP发送到实际的自己该属于的广播域了，这样防止与LVS上VIP冲突，而导致IP冲突。
另外在Linux的Real-server上，需要设置ARP的sysctl选项:（下面是举例说明设置项的）

（三）IPVS的相关介绍
1.ipvs称之为IP虚拟服务器(IP Virtual Server，简写为IPVS)。是运行在LVS下的提供负载平衡功能的一种技术
2.IPVS基本上是一种高效的Layer-4交换机，它提供负载平衡的功能。当一个TCP连接的初始SYN报文到达时，IPVS就选择一台服务器，将报文转发给它。此后通过查发报文的IP和TCP报文头地址，保证此连接的后继报文被转发到相同的服务器。这样，IPVS无法检查到请求的内容再选择服务器，这就要求后端的服务器组是提供相同的服务，不管请求被送到哪一台服务器，返回结果都应该是一样的。但是在有一些应用中后端的服务器可能功能不一，有的是提供HTML文档的Web服务器，有的是提供图片的Web服务器，有的是提供CGI的Web服务器。这时，就需要基于内容请求分发 (Content-Based Request Distribution)，同时基于内容请求分发可以提高后端服务器上访问的局部性。
3.工作原理
(1)先说下LVS
提到IPVS就不得不提LVS