文章目录
1.LVS-DR工作原理
1.1 DR模式概述
- 负载均衡群集工作模式–直接路由(Direct Routing),简称DR模式。采用半开放式的网络结构,与TUN模式的结构类似,但各节点并不是分散在各地,而是与调度器位于同一个物理网络;
- 负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接,不需要建立专用的IP隧道。
1.2 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
1.2.1 ARP问题1
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
- 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;
- 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
1.2.2 ARP问题2
对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求
- 使用虚接口lo:0承载VIP地址;
- 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。
1.2.3 ARP问题3
- RealServer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。
1.2.4 ARP问题4
- 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。
1.2.5 ARP问题5
- 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。
1.3 解决ARP两个ARP问题的设置方法
修改/etc/sysctl.conf文件
- 对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 - 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.lo.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
2.LVS-DR数据包流向分析
- Client 向目标VIP发出请求,Director(负载均衡器)接收;
- 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,发送到局域网;
- Client将收到回复报文。Client认为得到正常的服务,而不会知道是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。
3.构建LVS-DR模式负载均衡群集
3.1 案例环境
LVS负载均衡群集—直接路由模式(LVS-DR)环境
(1)LVS负载调度服务器一台
- IP地址:192.168.70.10
(2)Web服务器两台
- IP地址:192.168.70.11 (SERVER AA)
- IP地址:192.168.70.12(SERVER AB)
注意:这里Web服务器的网关不需要指向调度器网卡 - lo:0(VIP)地址:192.168.70.200
(3)NFS共享服务器
- IP地址:192.168.70.13
(4)客户端一台,用于测试验证
- IP地址:192.168.70.14
- 注意:一般情况下,client和LVS-DR不在同一网段,这是为了测试,我们将client与LVS-DR设在同一网段。
注意:需确保相同网段之间能互相通信
3.2 实验目的
- win10客户机访问虚接口地址 192.168.70.200 ,通过DR直接路由,轮询的访问到Apache1和Apache2主机;
- 搭建出nfs网络文件存储服务。
3.3 项目步骤
3.3.1 配置NFS存储服务器
[root@nfs ~]# rpm -qa | grep rpcbind //默认虚拟机已安装rpcbind模块
rpcbind-0.2.0-42.el7.x86_64
[root@nfs ~]# yum -y install nfs-utils //确认是否安装nfs-utils软件包
已加载插件:fastestmirror, langpacks
base | 3.6 kB 00:00
Loading mirror speeds from cached hostfile
* base:
软件包 1:nfs-utils-1.3.0-0.48.el7.x86_64 已安装并且是最新版本
无须任何处理
[root@nfs ~]# mkdir /opt/web1
[root@nfs ~]# mkdir /opt/web2
[root@nfs ~]# echo "<h1>this is web1.</h1>" > /opt/web1/index.html
[root@nfs ~]# echo "<h1>this is web2.</h1>" > /opt/web2/index.html
[root@nfs ~]# vi /etc/exports
/opt/web1 192.168.70.11/32 (ro)
/opt/web2 192.168.70.12/32 (ro)
[root@nfs ~]# systemctl restart nfs
[root@nfs ~]# systemctl restart rpcbind
[root@nfs ~]# showmount -e
Export list for nfs:
/opt/web2 (everyone)
/opt/web1 (everyone)
3.3.2 配置Web站点服务器
- 在Web1上进行的配置
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web1 ~]# showmount -e 192.168.70.13
Export list for 192.168.70.13:
/opt/web2 (everyone)
/opt/web1 (everyone)
[root@web1 ~]# mount 192.168.70.13:/opt/web1 /var/www/html
[root@web1 ~]# systemctl restart httpd
[root@web1 ~]# netstat -anpt | grep httpd
tcp6 0 0 :::80 :::* LISTEN 55954/httpd
[root@web1 ~]# vi web1.sh
#!/bin/bash
#lvs dr模式 web1
ifconfig lo:0 192.168.70.200 broadcast 192.168.70.200 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 192.168.70.200 dev lo:0
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p &>/dev/null
[root@web1 ~]# sh web1.sh
[root@web1 ~]# ifconfig //查看虚拟端口
[root@web1 ~]# route -n //查看路由
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
0.0.0.0 192.168.70.10 0.0.0.0 UG 100 0 0 ens33
192.168.70.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 100 0 0 ens33
192.168.70.200 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 lo
192.168.122.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 virbr0
- 在Web2上进行的配置
[root@web2 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# mount 192.168.70.13:/opt/web2 /var/www/html
[root@web2 ~]# systemctl start httpd
[root@web2 ~]# netstat -anpt | grep httpd
tcp6 0 0 :::80 :::* LISTEN 54695/httpd
[root@web2 ~]# vi web2.sh
#!/bin/bash
#lvs_dr模式 web2
ifconfig lo:0 192.168.70.200 broadcast 192.168.70.200 netmask 255.255.255.255 up
route add -host 192.168.70.200 dev lo:0
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
sysctl -p &>/dev/null
[root@web2 ~]# sh web2.sh
[root@web2 ~]# ifconfig //查看虚拟端口
[root@web2 ~]# route -n //查看路由
kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
0.0.0.0 192.168.70.10 0.0.0.0 UG 100 0 0 ens33
192.168.70.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 100 0 0 ens33
192.168.70.200 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 lo
192.168.122.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 virbr0
3.3.3 LVS-DR调度器配置
- 加载ip_vs模块
[root@lvs_dr ~]# modprobe ip_vs '//加载ip_vs模块'
[root@lvs_dr ~]# cat /proc/net/ip_vs '//查看ip_vs版本信息'
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
- 安装ipvsadm
[root@lvs_dr ~]# yum -y install ipvsadm
- 编写脚本配置LVS-DR
[root@lvs_dr ~]# vim lvs_dr.sh
#!/bin/bash
ifconfig ens33:0 192.168.70.200 broadcast 192.168.70.200 netmask 255.255.255.255 up
'//添加虚拟地址'
route add -host 192.168.70.200 dev ens33:0 '//ens33:0 添加路由'
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.70.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.70.200:80 -r 192.168.70.11:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.70.200:80 -r 192.168.70.12:80 -g
ipvsadm -Ln '//查看节点状态'
[root@lvs_dr ~]# sh lvs_dr.sh
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.70.200:80 rr
-> 192.168.70.11:80 Route 1 0 0
-> 192.168.70.12:80 Route 1 0 0
3.4 验证结果
- 客户机在浏览器上访问得
- 查看真实调度明细
[root@lvs_dr ~]# ipvsadm -lnc '//查看真实调度明细'
IPVS connection entries
pro expire state source virtual destination
TCP 14:56 ESTABLISHED 192.168.70.1:62081 192.168.70.200:80 192.168.70.11:80
TCP 01:25 FIN_WAIT 192.168.70.1:62080 192.168.70.200:80 192.168.70.12:80
扩展
NAT与DR模式区别:
NAT模式的群集采用单一出入口,一个公网IP地址;
而DR模式的群集采用单一入口+多路出口,需要多个公网IP地址。