【Web服务应用】部署LVS-DR集群

一、LVS-DR工作原理

• LVS-DR（Linux Virtual Server Director Server）工作模式 ，是生产环境中最常用的一 种工作模式。

• LVS-DR 模式，Director Server 作为群集的访问入口，不作为网关使用

• 节点 Director Server 与 Real Server 需要在同一个网络中，返回给客户端的数据不需要经过 Director
  Server。

• 为了响应对整个群集的访问，Director Server 与 Real Server 都需要配置 VIP 地址。

客户机发起请求，经过调度服务器（lvs），经过算法调度，去访问真实服务器（RS）

由于不原路返回，客户机不知道，真实主机的ip地址，

所以只能通过调度服务器的外网ip（vip）去反回报文信息

二 、DR数据包流向分析

2.1DR模式中名词解释

名词	解释
DS（Director Server）	前端负载均衡节点服务器
RS（Real SERVER）	真正提供服务的后端服务器
RIP（RealServer IP）	后端服务器的ip地址
DIP	调度器和后端服务器通信的ip
CIP（Client IP）	源IP（客户端的IP）
VIP（Virtual IP）	负载均衡对外提供访问的IP地址，一般负载均衡IP都会通过Viirtual IP实现高可用
源MAC地址	DS调度器的MAC地址
目的MAC地址	RS真正服务器的MAC地址

2.2数据包流向

（1） 客户端 发送请求到 Director Server,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 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到客户端。

三、ARP问题

3.1问题一：IP 地址冲突

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

• 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

解决方法：

• 对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求

• 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

路由器发送ARP请求（广播）
ARP---->广播去找ip地址解析成mac地址 默认使用调度服务器上的外网地址（vip地址）响应，
需要在真实服务器上修改内核参数
使真实服务器只对自己服务器上的真实IP地址响应ARP解析。

3.2 问题二：第二次再有访问请求

• 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，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。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

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

四、LVS-DR实战

主机名	地址
VIP地址	192.168.243.188
DIP	192.168.243.104
RIP	243.102 、243.103
tomcat服务器	243.107

配置tomcat服务器，负责动态页面

详情见此博客

配置节点服务器

(1)七层反向代理，静态页面
详情看此博客
(2)配置虚拟IP地址

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.243.188
NETMASK=255.255.255.255						#注意：子网掩码必须全为 1
# 指定网卡重启
ifup lo:0
ifconfig lo:0
#配置路由转发规则
route add -host 192.168.243.188 dev lo:0
#加入到系统启动文件中
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.243.188 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

配置调度服务器

.配置负载调度器

#配置防火墙添加ipvsadm模块
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：192.168.243.188）

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=192.168.80.188
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 192.168.243.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.243.188:80 -r 192.168.80.102:80 -g			#若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.243.188:80 -r 192.168.80.103:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln					#查看节点状态，Route代表 DR模式