LVS-DR模式

一、LVS-DR工作原理

1、LVS-DR数据包流向分析

（1）客户端发送请求到Director Server (负载均衡器)，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（IP虛拟服务器）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。客户端收到回复报文，认为得到正常的服务，而不会知道是哪一台服务器处理的。

 2、DR模式的特点

（1）Director Server 和 Real Server 必须在同一个物理网络中。
（2）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。
（3）Director Server作为群集的访问入口，但不作为网关使用。
（4）所有的请求报文经由 Director Server，但回复响应报文不能经过 Director Server。
（5）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。
（6）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

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。

解决方案：

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、返回报文时经过路由器导致的ARP缓存冲突

原因：

RealServer返回报文（源IP是VIP）经路由器转发，重新封装报文时，默认使用的源IP（即VIP地址）作为ARP请求报文中的源IP地址，当路由器收到此ARP请求后，将更新ARP缓存表，原有的VIP地址对应Director的MAC地址会被更新为VIP地址对应RealServer的MAC地址。当下次一收到新的请求报文时，会根据ARP缓存表中更新的信息，将新的请求报文转发到RealServer

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

三、实验部署

• DR 服务器：192.168.247.21 
• Web 服务器1：192.168.247.22     
• Web 服务器2：192.168.247.23         
• vip(lo:0)：192.168.247.180
• 客户端：192.168.10.200
• NFS服务器：192.168.247.80      

 1.配置负载调度器（192.168.247.21）   

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：192.168.247.180） 
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=192.168.247.180
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
systemctl restart network
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 192.168.247.180:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.247.180:80 -r 192.168.247.22:80 -g			#若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.247.180:80 -r 192.168.247.23:80 -g
#保存设置
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：192.168.247.80）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind #安装nfs和rpcbind服务
mkdir /opt/kgc /opt/benet 
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet

vim /etc/exports  #配置NFS共享文件
/usr/share *(ro,sync) 
/opt/kgc 192.168.247.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.247.0/24(rw,sync)

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service

 3.配置节点服务器（192.168.247.22、192.168.247.23）  

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.247.180）
#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=192.168.247.180
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 192.168.247.180 dev lo:0

vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.247.180 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

--192.168.247.22---
mount.nfs 192.168.247.80:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.247.23---
mount.nfs 192.168.247.80:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

 （1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.247.180）

（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

开启服务：

 注：上述配置节点服务器（192.168.247.22和192.168.247.23）配置方法相同

（3）192.168.247.22配置html

mount.nfs 192.168.247.80:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

（3）192.168.247.23配置html

mount.nfs 192.168.247.80:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

 验证：访问VIP（192.168.247.180）