LVS负载均衡群集部署——DR直接路由模式

LVS负载均衡群集部署——DR直接路由模式

1. 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。

2. 数据包流向分析

• 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。
  

• 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。

• 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。
  

• 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。
  

• Real Server 直接将响应报文传送到客户端。

3. LVS-DR 模式的特点

• Director Server 和 Real Server 必须在同一个物理网络中。

• 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。

• 所有的请求报文经由 Director Server，但回复响应报文不能经过 Director Server。

• Real Server 的网关不允许指向 Director Server IP，即不允许数据包经过 Director S erver。

• Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

4. LVS-DR中的ARP问题

4.1

• 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

4.2

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厂播
  

4.3

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

4.4

• 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

4.5

• 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

4.6

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F的IP地址。

4.7解决办法

5. 部署LVS-DR集群

环境简介

DR 服务器：192.168.59.118

web 服务器1：192.168.59.102

web 服务器2：192.168.59.103

vip（虚拟回环）：192.168.59.188

客户端：192.168.59.100

5.1配置负载调度器

1. 关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. 安装ipvsadm工具
yum install ipvsadm.x86_64 -y
 
3. 配置虚拟IP地址（VIP：192.168.59.188）
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
删除UUID，dns与网关，注意子网
NAME=ens33:0
DEVICE=ens33:0
IPADDR=192.168.59.188
NETMASK=255.255.255.255
 
4. #重启网络服务、启动网卡
systemctl restart network
ifup ifcfg-ens33:0
 
5. 调整/proc响应参数   
   对于 DR 群集模式来说，由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，应该关闭 Linux 内核的重定向参数响应服务器不是一台路由器，那么它不会发送重定向，所以可以关闭该功能
vi /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
 
6. 刷新配置
sysctl -p
 
7. 加载模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
 
8. #配置负载分配策略，并启动服务
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
 
9. 清空ipvsadm，并做策略
##添加真实服务器-a  指定VIP地址及TCP端口-t   指定RIP地址及TCP端口 -r 指定DR模式-g
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.59.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.59.188:80 -r 192.168.59.102:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.59.188:80 -r 192.168.59.103:80 -g
 
10. 保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm

5.2第一台Web节点服务器

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is 102
 
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.59.188
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
4. #设置路由
route add -host 192.168.59.188 dev lo:0
route -n
 
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 192.168.59.188 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p

5.3第二台Web节点服务器

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is 103
 
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.59.188
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
4. #设置路由
route add -host 192.168.59.188 dev lo:0
route -n
 
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 192.168.59.188 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p