LVS负载均衡与DR模式

一、DR模式的特点

• Director Server（调度器） 和 Real Server（节点服务器） 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。
• Director Server作为群集的访问入口，但不作为网关使用。
• 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Real Server发送的数据包不允许经过Director Server。（RS的网关地址只能指定真实的路由器网关）
• Real Server 上的 lo 接口配置VIP的IP地址。

二、LVS-DR中的ARP问题

1.VIP地址相同导致响应冲突

问题原因：
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

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（物理网卡的地址，而不是lo网卡的虚接口地址）的ARP请求。

2.返回报文时源地址使用VIP，导致网关设备的ARP缓存表紊乱

问题原因：
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对应的Real Server的MAC地址。导致网关设备的ARP缓存表紊乱。
路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给Real Server，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数据包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口（物理网卡）的IP地址。

三、DR模式 LVS负载均衡群集部署

实验准备

DR 服务器：192.168.30.10
NFS共享服务器1：192.168.30.40
vip：192.168.30.188
客户端：192.168.30.200
节点服务器1：192.168.30.20
节点服务器2：192.168.30.30

实验部署

实验步骤

1.配置负载调度器（192.168.30.10）

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：192.168.30.188）`
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens32:0				#若隧道模式，复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens32:0
DEVICE=ens32:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.30.188
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens32:0
ifconfig ens32:0


`（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 192.168.30.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.30.188:80 -r 192.168.30.20:80 -g			#若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.30.188:80 -r 192.168.30.30:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln					#查看节点状态，Route代表 DR模式

2.部署共享存储（NFS服务器：192.168.30.40）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/ztm /opt/hss
chmod 777 /opt/ztm /opt/hss

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 192.168.30.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.30.0/24(rw,sync)

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

3.配置节点服务器（192.168.30.20、192.168.30.30）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.30.188）
#此地址仅用作发送 Web响应数据包的源地址，并不需要监听客户机的访问请求（改由调度器监听并分发）。因此使用虚接口 lo∶0 来承载 VIP 地址，并为本机添加一条路由记录，将访问 VIP 的数据限制在本地，以避免通信紊乱。
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.30.188
NETMASK=255.255.255.255						#注意：子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.30.188 dev lo:0

vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.30.188 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

或者
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
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

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd

--192.168.30.20---
mount.nfs 192.168.30.40:/opt/ztm /var/www/html
echo 'this is ztm web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.30.30---
mount.nfs 192.168.30.40:/opt/hss /var/www/html
echo 'this is hss web!' > /var/www/html/index.html

4.测试 LVS 群集

在客户端使用浏览器访问 http://192.168.30.188/