LVS-DR模式以及其中ARP问题

whtqwq

于 2023-08-18 08:36:53 发布

阅读量931

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：网络 linux 服务器 lvs 运维算法

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/whtqwq/article/details/132353914

本文详细解释了LVS-DR的工作原理，包括数据包如何在负载均衡器和节点服务器间流动，以及如何解决ARP广播带来的问题。介绍了配置步骤、特点、优缺点及构建LVS-DR集群的方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

LVS_DR

LVS_DR数据包流向分析

客户端向目标VIP发送请求，负载均衡器接收
负载均衡器根据算法选择节点服务器，不修改也不封装IP报文，而是将数据的目标MAC地址改为节点服务器的MAC地址，然后在局域网上发送
节点服务器收到这个帧进行解封装，发现目标IP后与本机匹配(节点服务器事先绑定了VIP)后，处理这个报文，随后重新封装报文发送到局域网
客户端收到报文后，客户端认为得到正常服务，而不会知道是哪一台服务器处理的

LVS-DR中ARP问题

问题一

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的网络上，它们都会接收到ARP广播，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，

对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求，会不对本地物理网卡的arp请求进行响应
1.使用虚接口lo:0承载VIP地址
2.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

问题二

网关路由器收到的的源IP地址为VIP的ARP请求的报文后又更新ARP缓存表，导致外网再发送请求时，数据包到达不了调度器

设置内核参数arp_announce = 2

系统不使用响应数据包的源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请求报文源IP地址，这样就可以防止网关路由器收到的的源IP地址为VIP的ARP请求的报文后又更新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

LVS-DR特点

(1) 负载均衡器和节点服务器必须在同一个物理网络中
(2) 节点服务器可以使用私有地址，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。
(3) 负载均衡器作为群集的访问入口，但不作为网关使用。
(4) 所有的请求报文经由负载均衡器，但回复响应报文不能经过负载均衡器。
(5)节点服务器的网关不允许指向负载均衡器IP，即节点服务器发送的数据包不允许经过负载均衡器。
(6) 节点服务器上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

LVS-DR优缺点

优点

负载均衡器只负责将请求包分给物理服务武器，物理服务器将应答包直接发送给用户，所以负载均衡器能处理巨大的请求流量，一台负载均衡能为超过100台物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用LVS-DR模式，如果你的负载均衡器拥有100M全双工网卡的话，使用LVS能达到1G的吞吐量甚至更高

缺点

所有调度器和节点服务器在同一个广播域，不支持异地容灾

LVS-DR集群构建

LVS-DR 服务器：192.168.233.110 NFS服务器：192.168.233.100
Web 服务器1：192.168.233.60 Web 服务器2：192.168.233.70 vip：192.168.10.111

1.配置负载调度器

192.168.233.110

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

（1）配置虚拟 IP 地址

VIP：192.168.233.111

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0                #若隧道模式，复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.233.111
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0

（2）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，需要关闭 icmp 的重定向，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

（3）配置负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.233.111:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.233.111:80 -r 192.168.233.60:80 -g            #若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.233.111:80 -r 192.168.233.70:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln                    #查看节点状态，Route代表 DR模式

2.部署共享存储

NFS服务器：192.168.233.100

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/kgc /opt/benet
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 192.168.233.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.233.0/24(rw,sync)

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service

3.配置节点服务器

92.168.233.60、192.168.233.70

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

（1）配置虚拟 IP 地址

VIP：192.168.233.110

#此地址仅用作发送 Web响应数据包的源地址，并不需要监听客户机的访问请求（改由调度器监听并分发）。因此使用虚接口 lo∶0 来承载 VIP 地址，并为本机添加一条路由记录，将访问 VIP 的数据限制在本地，以避免通信紊乱。
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0        
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.233.110
NETMASK=255.255.255.255                        #注意：子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.233.110 dev lo:0

vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.233.110 dev lo:0

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

（2）调整内核的 ARP 响应参数以阻止更新 VIP 的 MAC 地址，避免发生冲突

vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1            #系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2        #系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口的IP地址
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p

或者
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

sysctl -p

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd

--192.168.233.60---

mount.nfs 192.168.233.100:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.233.70---

mount.nfs 192.168.233.100:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

4.测试 LVS 群集

在客户端使用浏览器访问 http://192.168.233.111/