群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署

文章目录

  • 前言
  • 一:LVS-DR工作原理
      • 1.1:DR模式概述
      • 1.2:如何分析LVS-DR数据包流向?
      • 1.3:LVS-DR中存在的ARP问题
      • 3.4:解决上述两个ARP问题的方法
  • 二:LVS-DR部署
      • 2.1:实验环境
      • 2.2:实验拓扑图
      • 2.3:实验目的
      • 2.4:实验过程
          • 2.4.1:调度器配置
          • 2.4.2:配置两台节点IP地址绑定VIP
          • 2.4.3:节点服务器配置抑制ARP响应
          • 2.4.4:两台节点服务器配置测试网址
      • 2.5:实验验证

前言

一: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
    • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第1张图片

1.2:如何分析LVS-DR数据包流向?

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

  • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第2张图片

    • 1.Client向目标VIP发出请求, Director(负载均衡器)接收。此时IP包头及数据帧头信息为:

    群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第3张图片

    • 2 .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。IP包头及数据帧头信息如下:

    群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第4张图片

    • 3.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。此时IP包头及数据帧头信息为:.

    • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第5张图片

    • 4.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,那么报文通过路由器经由 terne返回给用户

    1.3:LVS-DR中存在的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

    • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第6张图片

    • 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

      • 当一个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的,它们都会接收到ARP广播
      • 此时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

      • 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
    • RealServe返回报文(源IP是VIP)经路由器转发,在重新封装报文时需要先获取路由器的MAC地址

      • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第7张图片
    • 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(例如ens33)的IP地址

      • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第8张图片
    • 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

      • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第9张图片
    • 此时新来的请求报文,路由器根据ARP表项,会将该报文转发给RealServer,从而导致 Director的VIP失效

      • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第10张图片

      • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第11张图片

      • 解决办法

        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

    3.4:解决上述两个ARP问题的方法

    • 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.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

二:LVS-DR部署

2.1:实验环境

  • 为了进一步提高公司网站的负载能力,公司决定扩展现有的网站平台,基于LVS构筑负载均衡群集。考虑到群集的访问效率,管理员准备采用LVS群集的DR模式,共享存储设备存放在内部专有网络中
  • LVS1:192.168.100.100
  • LVS2:192.168.100.110
  • Web1:192.168.100.200
  • Web2:192.168.100.222
  • VIP=192.168.100.10
  • Win 10 :192.168.100.50

2.2:实验拓扑图

群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第12张图片

2.3:实验目的

  • win10客户机通过访问lvs调度器漂移IP地址可以成功访问web节点服务器内容

2.4:实验过程

2.4.1:调度器配置
  • 两台LVS服务器都安装工具包

    [root@lvs1 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y	'//keepalived:双机热备要用到的,ipvsadm:调度管理要用'
    [root@lvs2 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y
    
  • 两台LVS服务器都开启路由转发,关闭重定向

    [root@lvs1 ~]# vim /etc/sysctl.conf 
    '//尾行插入下段配置'
    net.ipv4.ip_forward = 1
    net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
    net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
    net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
    [root@lvs1 ~]# sysctl -p	'//重载配置,使之生效'
    net.ipv4.ip_forward = 1
    net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
    net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
    net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
    
    
  • 两台LVS服务器都创建脚本便于service管理

    [root@lvs1 network-scripts]# vim /etc/init.d/dr.sh
    '//编辑以下脚本内容'
    #!/bin/bash
    GW=192.168.100.1
    VIP=192.168.100.10   ##虚拟ip
    RIP1=192.168.100.200 ##真实web服务器ip
    RIP2=192.168.100.222
    case "$1" in
    start)
                    /sbin/ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm  ##保存配置
                    systemctl start ipvsadm  ##启动服务
                    /sbin/ifconfig ens33:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up  
    ##设置ens33:0地址,广播地址,子网掩码,并开启
                    /sbin/route add -host $VIP dev ens33:0  ##添加路由网段信息
                    /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr ##指定虚拟服务访问入口,指定轮询算法
                    /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g ##指定真实服务器,dr模式
                    /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
                    echo "ipvsadm starting --------------------[ok]"
                    ;;
    stop)
                    /sbin/ipvsadm -C   ##清空缓存
                    systemctl stop ipvsadm  ##关闭服务
                    ifconfig ens33:0 down  ##关闭接口
                    route del $VIP   ##删除路由信息
                    echo "ipvsamd stoped----------------------[ok]"
                     ;;
    status)
                    if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ];then  ##判断文件存在与否决定状态
                    echo "ipvsadm stoped---------------"
                    exit 1
                                    else
                                    echo "ipvsamd Runing ---------[ok]"
                    fi
                    ;;
    *)
                    echo "Usage: $0 {
           start|stop|status}"
                    exit 1
    esac
    exit 0
    [root@lvs1 network-scripts]# chmod +x /etc/init.d/dr.sh 
    
    
  • 两台LVS服务器都修改网卡为仅主机模式

    群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第13张图片

  • 两台LVS服务器都为ens33配置IP地址、ens33:0配置ⅥP地址

    [root@lvs1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
    [root@lvs1 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0	
    [root@lvs1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0	'//配置虚拟ip地址'
    '//删除原本内容,添加以下配置'
    DEVICE=ens33:0
    ONBOOT=yes
    IPADDR=192.168.100.10
    NETMASK=255.255.255.0
    [root@lvs1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
    '//...省略内容,修改为static'
    BOOTPROTO=static
    '//...省略内容,尾行添加内容'
    IPADDR=192.168.100.100
    NETMASK=255.255.255.0
    GATEWAY=192.168.100.1
    [root@lvs2 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
        '//注意lvs2的IP地址为192.168.100.110'
    IPADDR=192.168.100.110
    
  • 两台LVS服务器都重启各项配置

    [root@lvs1 network-scripts]# systemctl restart network
    [root@lvs1 network-scripts]# ifup ens33:0
    [root@lvs1 network-scripts]# service dr.sh start
    ipvsadm starting --------------------[ok]
    [root@lvs1 network-scripts]# systemctl stop firewalld.service 
    [root@lvs1 network-scripts]# setenforce 0
    
2.4.2:配置两台节点IP地址绑定VIP
  • LVS-DR中,两台节点服务器要配置绑定VIP地址

  • VIP地址仅用作Web响应数据包的源地址,并不监听客户机的访问请求

  • 都修改为仅主机模式

    群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第14张图片

  • 两台节点服务器为ens33配置IP地址,为lo:0配置VIP地址

    [root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
    [root@web1 network-scripts]# cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
    [root@web1 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
    DEVICE=lo:0
    IPADDR=192.168.100.10
    NETMASK=255.255.255.0
    ONBOOT=yes
    [root@web1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
    '//...省略内容,修改为static'
    BOOTPROTO=static
    '//...省略内容,尾行添加内容'
    IPADDR=192.168.100.200
    NETMASK=255.255.255.0
    GATEWAY=192.168.100.1
    '//其中web2服务器修改为192.168.100.222'
    IPADDR=192.168.100.222
    
2.4.3:节点服务器配置抑制ARP响应
  • 配置抑制ARP脚本
    [root@web1 network-scripts]# vim /etc/init.d/web.sh
    #!/bin/bash
    VIP=192.168.100.10
                    case "$1" in
                    start)
                                    ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP
                                    /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
                                    echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore   '//arp忽略'
                                    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 >/dev/null 2>&1
                                    echo "RealServer Start OK "
                                    ;;
                    stop)
                                    ifconfig lo:0 down
                                    route del $VIP /dev/null 2>&1
                                    echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore '//arp开启'
                                    echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
                                    echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
                                    echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
                                    echo "RealServer Stopd"
                                    ;;
                    *)
                                    echo "Usage: $0 {
           start|stop}"
                                    exit 1
                    esac
                    exit 0
    [root@web1 network-scripts]# chmod +x /etc/init.d/web.sh 
    
2.4.4:两台节点服务器配置测试网址
  • 在两台节点服务器上安装配置并启用httpd服务器,分别创建测试网页,测试网页内容要不相同,以区别不同的节点服务器

    [root@web1 ~]# yum install httpd -y
    [root@web2 ~]# yum install httpd -y
    [root@web1 ~]# vim /var/www/html/index.html
    

    this is web1 web

    [root@web2 ~]# vim /var/www/html/index.html

    this is web2 web

  • 重启各项服务

    [root@web1 network-scripts]# systemctl restart network
    [root@web1 network-scripts]# ifup lo:0
    [root@web1 network-scripts]# service web.sh start
    RealServer Start OK 
    [root@web1 network-scripts]# systemctl start httpd
    [root@web1 network-scripts]# systemctl stop firewalld.service 
    [root@web1 network-scripts]# setenforce 0
       
    

2.5:实验验证

  • 修改win10主机IP地址

    mark

  • 使用win10访问192.168.100.10验证

  • 群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署_第15张图片

  • 访问成功

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