LVS(一)LVS简介及LVS-DR模式配置搭建

一 LVS集群简介

    1.LVS:linux虚拟服务器，是一个虚拟服务器集群系统。(章文嵩) 

   (LVS开源站点 官网：http://www.linuxvirtualserver.org/ 中文站点：http://zh.linuxvirtualserver.org/)

    2.LVS 集群采用三层结构：

     

       负载调度器/分发器（load blancer/director）:整个集群的前端机，负责将客户端的请求发送到一组服务器上执行，而客户端认为服务来自一个IP地址（VIP 虚拟IP地址）。

       服务器池（serverbool）:正真执行客户端请求的服务器，执行服务有WEB、MAIL、FTP和DNS。

       共享存储:为服务器池提供一个共享的存储区、使得服务器池拥有相同内容、提供相同服务。

    3.LVS负载均衡的三种包转换方式

       NAT(网络地址映射)、IP Tunneling(IP 隧道)、Direct Routing(直接路由)。

       1.NAT(网络地址映射)

        客户端访问director（分配器)(VIP)时，director通过网络地址转换，调度器重写请求报文的目标地址，根据预设的调度算法。将请求分派给后端的真实服务器；真实服务器的响应报文通过调度器时，报文的源地址被重写，再返回给客户机，完成整个负载均衡调度过程，但因为服务器恢复请求全经过director，会造成director巨大负载。(分配器：公网IP和私有IP(后端网关), real server：私有IP)

       2.Direct Routing(直接路由)

        director(分配器)分配请求到real server。real server 处理请求后直接回应给用户，director负载均衡器仅处理客户机与服务器一半连接。从而避免性能瓶颈，同样增加系统可伸缩性。Direct Routing由于采用物理层（修改MAC地址）技术，因此所有服务器都必须处理同一物理网段。

       3.IP Tunneling(IP隧道)

        director(分发器) 分配请求到real server。real server处理请求后直接回应给用户。director负载均衡器近处理客户机与服务器的一半连接。IP Tunneling技术极大提高了director的调度处理能力，同时也极大地提高系统能容纳的最大节点数，可以超过100节点。real server可以在任何LAN或WAN上运行，允许地理上的分布。服务器必须拥有正式的IP地址，用于与客户端直接通信，并且所有服务器必须支持IP隧道协议。

       LVS-NAT仅仅要求后端服务器网关指向负载均衡器的内网地址；

       LVS-DR模式要求后端服务器禁用对虚拟IP的ARP响应，后端服务器网关不指向负载均衡。（目前运维架构最常用4层开源均衡转发策略）

       LVS-Tun要求后端服务器支持ipip解封包。

二 LVS-DR模式介绍

   LVS-DR架构

   1.Client发起Arp Request,请求192.168.1.160（VIP）的MAC地址，（未知MAC时写成全0）负载均衡器Arp Response,回复给自身MAC地址。

   2.Cinet连接192.168.1.1.160的80端口，发送TCP SYN（源地址为Client的IP,目的IP为Master LVS 的虚拟IP）

   3.LVS进行包转发给Web（对于Client发来的包的IP部分不改变，只改变MAC）

   4.后端服务器Web收到请求的数据包后，处理并直接回复给Client(源地址为LVS的虚拟IP，目的地址为Client IP)

三 LVS—DR配置

   1.Director配置 

       操作IP 192.168.1.166,配置VIP(创建eno:1并配置)

1. cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777736 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777736:1
2. vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777736:1
3. #去掉DNS、网关,并配置以下内容
4. TYPE=Ethernet
5. BOOTPROTO=none
6. DEFROUTE=yes
7. IPV4_FAILURE_FATAL=no
8. IPV6INIT=yes
9. IPV6_AUTOCONF=yes
10. IPV6_DEFROUTE=yes
11. IPV6_FAILURE_FATAL=no
12. NAME=eno16777736:1
13. UUID=324e6803-eef0-485a-8667-2b525785628c
14. DEVICE=eno16777736:1
15. ONBOOT=yes
16. IPADDR=192.168.1.160
17. PREFIX=32
18. IPV6_PEERDNS=yes
19. IPV6_PEERROUTES=yes
21. service network restart

        安装ipvsadm并配置

1. yum install ipvsadm -y
2. ipvsadm -A -t 192.168.1.160:80 -s rr
3. ipvsadm -a -t 192.168.1.160:80 -r 192.168.1.186 -g
4. ipvsadm -a -t 192.168.1.160:80 -r 192.168.1.188 -g
5. ipvsadm -L -n
6. IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
7. Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
8. -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
9. TCP 192.168.1.160:80 rr
10. -> 192.168.1.186:80 Route 1 0 0
11. -> 192.168.1.188:80 Route 1 0 0        

      开启防火墙80端口

1. firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp
2. firewall-cmd --reload

   2.Web配置

       操作IP 192.168.1.186、 192.168.1.188，配置VIP lo

1. cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:1
2. vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:1
3. #删除广播地址
4. DEVICE=lo:1
5. IPADDR=192.168.1.160
6. NETMASK=255.255.255.255
7. # If you're having problems with gated making 127.0.0.0/8 a martian,
8. # you can change this to something else (255.255.255.255, for example)
9. ONBOOT=yes
10. NAME=loopback
12. service network restart

       安装httpd服务，并开启防火墙80端口

1. yum install httpd -y #安装httpd
2. echo 192.168.1.186 >/var/www/html/index.html #输入网站显示各自IP
3. systemctl restart httpd
4. firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp #开启防火墙80端口
5. firewall-cmd --reload
6. #测试，浏览器登录IP查看，是否正常启动。

       关闭VIP ARP响应

1. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
2. echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
3. echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
4. echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 

   3.测试

1. [root@test2 ~]# curl 192.168.1.160
2. 192.168.1.188
3. [root@test2 ~]# curl 192.168.1.160
4. 192.168.1.186
5. [root@test2 ~]# curl 192.168.1.160
6. 192.168.1.188
7. [root@test2 ~]# curl 192.168.1.160
8. 192.168.1.186

注：

LVS realserver lo端口配置中涉及到调整两个网络参数 arp_announce=2 和 arp_ignore=1,忽略官方文档复杂晦涩的表述，其实我们可以这样理解:

    arp_ignore=1 表示对于网络上发来的arp广播包，realserver的lo端口将会丢弃，因为如果做出应答，根据arp协议，相当于通告网络上其它主机VIP对应的Mac地址是realserver的Mac地址，而不是LB的Mac地址，这样客户端上就会绕过lvs,直接与后端的realserver通信，负载调度就失去了意义；

    arp_announce: 

    realserver 一般至少两个端口 两个ip，eth0 有ip,lo:0也绑定了一个vip，根据arp协议，

arp请求包中必须包含源主机的IP地址和Mac地址，对方收到请求包后，记录下该源地址和Mac地址，建立一对一的映射，那么对于这种多IP的情况，realserver发送arp请求报的时候该如何取舍，将哪个ip作为源地址？

   参数arp_anonunce 正好是用来解决这个问题的，arp_announce=2 官方表述为使用最适当的本地地址，其实就是将eth0上的ip作为源地址，如果将vip作为源地址，对方就会将vip与realserver的mac地址映射起来，导致请求包都发给realserver，而不经过lvs.

注释解释来源：  http://www.07net01.com/2015/08/900693.html