LVS-DR模式群集

LVS-DR工作原理

LVS-DR数据包流向分析

为了方便进行原理分析，将Client与群集机器放在同一网络中，数据包流经路线为1-2-3-4

Director根据负载均衡算法选择RealServer_1,不修改也不封装ip报文，而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址，然后在局域网上发送

RealServer_1收到这个帧，解封装后发现目标ip与本机匹配（RealServer事先绑定了vip），于是处理这个报文，随后重新封装报文，将响应报文通过lo接口传送给物理网卡然后向外发出

Client将收到回复报文，Client认为得到正常的服务，而不会知道哪一台服务器处理的。注意：如果跨网段，则报文通过路由器经由internet返回给用户

ip包头及数据帧头信息如下：

1.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

2.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

3.内核空间判断数据包的目标ip是本机vip，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。

4.到达Real Server的请求报文的MAC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lo接口传送给物理网卡然后向外发出

5.Real Server直接将响应报文传送给客户端

DR模式的特点：

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

2.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

3.Director Server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Director Server，但回复响应报文不能经过Director Server

5.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

6.Real Server上的lo接口配置VIP的IP地址

LVS-DR中的ARP问题

在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡器与节点服务器都要配置相同的vip地址

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

1.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

2.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

对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求

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

Real Server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

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接口

路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项

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

问题：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：对节点服务器进行处理，设置内核参数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

解决ARP的两个问题的设置方法：

修改/etc/sysctl.com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

下面我们来具体的实验操作：

DR服务器：192.168.80.10

web服务器：192.168.80.12

web服务器：192.168.80.13

vip：192.168.80.188

客户端：192.168.80.200

配置负载调度器（192.168.80.10）

systemctl stop firewalld.service

setenforce 0

modprobe ip_vs

cat /proc/net/ip_vs

yum -y install ipvsadm

配置虚拟ip地址（vip：192.168.80.188）

cd /etc/sysconfig/network-scripts

cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0 若隧道模式，复制为ifcfg-tunl 0

vim ifcfg-ens33:0

DEVICE=ens33:0

ONBOOT=yes

IPADDR=192.168.80.188

NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0

ifconfig ens3：0

调度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 刷新

配置负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C

ipvsadm -A -t 192.168.80.188:80 -s rr

ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.12:80 -g 若隧道模式，-g替换为-i

ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.13:80 -g

ipvsadm 激活

ipvsadm -ln 查看节点状态，route代表DR模式

systemctl stop firewalld.service

setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind

chmod 777 /opt/kgc /opt/benet

vim /etc/exports

/usr/share *(ro,sync)

/opt/kgc 192.168.80.0/24(rw,sync)

/opt/benet 192.168.80.0/24(rw,sync)

systemctl start nfs.service

systemctl start rpcbind.service

配置节点服务器（192.168.80.12 192.168.80.13）

任选两台虚拟机修改以上网址作为节点服务器，然后配置以下命令：

systemctl stop firewalld.service

setenforce 0

配置虚拟ip地址（vip：192.168.80.188）

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(改由调度器监听分发)因此使用虚拟接口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=192.168.80.188

NETMASK=255.255.255.255 子网掩码必须全为1

ifup lo：0 启动

ifconfig

route add -host 192.168.80.188 dev lo：0

vim /etc/rc.local

/sbin/route add -host 192.168.80.188 dev lo:0 开机自启动

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

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 刷新

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

下面的命令是配置节点服务器时使用，以上只用了httpd，下面这个将nfs，rpcbind，httpd都加载了，可以更好的远程复制，这里就不演示了

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd

systemctl start rpcbind

systemctl start httpd

192.168.80.100

mount,nfs 192.168.80.13:/opt/kgc /var/www/html

echo ’ this is kgc web!’ > /var/www/html/index.html

192.168.80.101

mount.nfs 192.168.80.13:/opt/benet /var/www/html

echo ‘this is benet web!’ > /var/www/html/index.html

测试LVS集群

在客户端使用浏览器访问http://192.168.80.188

d

192.168.80.100

mount,nfs 192.168.80.13:/opt/kgc /var/www/html

echo ’ this is kgc web!’ > /var/www/html/index.html

192.168.80.101

mount.nfs 192.168.80.13:/opt/benet /var/www/html

echo ‘this is benet web!’ > /var/www/html/index.html

测试LVS集群

在客户端使用浏览器访问http://192.168.80.188