LVS集群NAT模式

LVS/NAT

LVS/NAT模式原理:(重点理解数据包的改变)

NAT工作模式，简单来说就是传统的NAT，进出流量都需要经过调度器，调度器会选择一个目的服务器，将进入流量的目标IP改写为负载均衡到的目标服务器，同时源IP地址也会改为调度器IP地址。机制简单，但限制大，IPVS需要维护每个映射关系，而且进出入流量都需要经过调度器，实际上这个会成为瓶颈。

LVS/NAT模式过程:

(a). 当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。 此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP
(b). PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至INPUT链
(c). IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，然后将数据包发至POSTROUTING链。 此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP
(d). POSTROUTING链通过选路，将数据包发送给Real Server
(e). Real Server比对发现目标为自己的IP，开始构建响应报文发回给Director Server。 此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP
(f). Director Server在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址，然后响应给客户端。 此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP

LVS-NAT模式特性:

• RS应该使用私有地址，RS的网关必须指向DIP

• DIP和RIP必须在同一个网段内

• 请求和响应报文都需要经过Director Server，高负载场景中，Director Server易成为性能瓶颈

• 支持端口映射

• RS可以使用任意操作系统

• 缺陷：对Director Server压力会比较大，请求和响应都需经过director server

LVS-NAT模式部署

实验环境：
一台Director：server1
版本：Red Hat Enterprise Linux Server release 6.5
双网卡：
eth0：172.25.81.1/24 （DIP：内网IP）
eth1：172.25.254.1/24（VIP：外网IP）
两台RealServer：
Server2：172.25.81.2/24(网关必须指向Director的DIP)
Server3：172.25.81.3/24(网关必须执行Director的DIP)
一台Client： 172.25.81.250

server1配置:

<1>添加网卡

<2>配置网络

[root@server1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts

[root@server1 network-scripts]# cp ifcfg-eth0 ifcfg-eth1

[root@server1 network-scripts]# vim ifcfg-eth1

[root@server1 network-scripts]# /etc/init.d/network restart

<3>添加ipvsadm策略

[root@server1 network-scripts]# ipvsadm -C   ##清空之前的所有策略

[root@server1 network-scripts]# ipvsadm -A -t 172.25.254.1:80 -s rr  ##添加地址为172.25.254.1:80的虚拟服务，指定调度算法为轮循

[root@server1 network-scripts]# ipvsadm -a -t 172.25.254.1:80 -r 172.25.81.3:80 -m  ##添加真实服务器，指定传输模式为NAT

[root@server1 network-scripts]# ipvsadm -a -t 172.25.254.1:80 -r 172.25.81.2:80 -m  ##添加真实服务器，指定传输模式为NAT

[root@server1 network-scripts]# /etc/init.d/ipvsadm save  ##保存策略

<4>开启路由机制

永久开启：

[root@server1 ~]# vim /etc/sysctl.conf

[root@server1 ~]# sysctl -p

临时开启：

[root@server1 ~]# sysctl -a | grep ip_forward

[root@server1 ~]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

[root@server1 ~]# sysctl -p

<5>加载NAT模块

[root@server1 ~]# modprobe iptable_nat

真实服务器server2配置：

<1>添加网关

临时添加:

[root@server2 ~]# route add default gw 172.25.81.1           ##网关指向server1

<2>开启httpd服务

真实服务器server3配置：

<1>添加网关

临时添加:

[root@server3 ~]# route add default gw 172.25.81.1           ##网关指向server1

<2>开启httpd服务

测试：
客户端测试：

调度器调度情况显示: