LVS-DR模型实例

一、LVS-DR集群介绍

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。

1、LVS-DR 工作原理

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

为方便进行原理分析，将Client与群集机器放在同一网络中，数据包流经的路线为 1-2-3-4 四步

第一步：客户端发送请求到 Director Server (负载均衡器），请求的数据报文到达内核空间。

此时请求的数据报文
源 IP —— 客户端的 IP（CIP）
目标 IP —— VIP
源 MAC —— 客户端的 MAC
目的 MAC —— Director Server 的 MAC

第二步：内核空间判断数据包的目标 IP 是本机 VIP，此时 IPVS（IP 虚拟服务器）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。然后将数据包发送给根据 负载均衡算法选择的 Real Server。（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。）

此时请求的数据报文
源 IP —— 客户端的 IP
目标 IP —— VIP
源 MAC —— Director Server 的 MAC
目的 MAC —— Real Server 的 MAC

第三步：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，将响应报文通过 lo 接口传送给物理网卡然后向外发出。

此时请求的数据报文
源 IP —— VIP
目标 IP —— 客户端的 IP（CIP）
源 MAC —— Real Server 的 MAC
目的 MAC —— 客户端的 MAC

第四步：通过交换机和路由器将响应报文传送到客户端。客户端收到回复报文，得到想要的服务，但是不会知道是哪台服务器处理的。

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 问题一

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

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

4.2问题二

问题说明：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

-----------------DR模式 LVS负载均衡群集部署-----------------------------------
DR 服务器：192.168.50.37     vip：192.168.50.38
Web 服务器1：192.168.50.56       
Web 服务器2：192.168.50.57          
客户端：192.168.50.22      

二、构建LVS-DR集群

1.配置负载调度器（192.168.50.37 虚拟vip 192.168.50.38）

   1. #关闭防火墙
      systemctl stop firewalld.service
      setenforce 0
   2. #安装ipvsadm工具
      yum -y install ipvsadm
   3. #配置虚拟IP地址（VIP：192.50.38）
      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=192.168.50.38
      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 192.168.50.38:80 -s rr
      ipvsadm -a -t 192.168.50.38:80 -r 192.168.50.56:80 -g
      ipvsadm -a -t 192.168.50.38:80 -r 192.168.50.57:80 -g
   10. #保存设置
       ipvsadm
       ipvsadm -ln

       ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm

2.部署共享存储（NFS服务器：192.168.50.22）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/lc1 /opt/lc2
chmod 777 /opt/lc1 /opt/lc2

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/lc1 192.168.50.0/24(rw,sync)
/opt/lc2 192.168.50.0/24(rw,sync)

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service

3.配置节点服务器（192.168.50.56、192.168.50.57）

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum install httpd -y

[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.50.38
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 192.168.50.38 dev lo:0

[root@localhost network-scripts]# vim /etc/rc.d/rc.local 

/usr/sbin/route add -host 192.168.50.38 dev lo:0

[root@localhost network-scripts]# chmod +x /etc/rc.d/rc.local
[root@localhost network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1            
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2        
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

[root@localhost network-scripts]# sysctl -p

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

--192.168.50.56---
[root@localhost network-scripts]# mount 192.168.50.22:/opt/lc1 /var/www/html/
[root@localhost network-scripts]# echo 'lc is my love 12312' > /var/www/html/index.html

--192.168.50.57---
[root@localhost network-scripts]# mount 192.168.50.22:/opt/lc2 /var/www/html/
[root@localhost network-scripts]# echo '1213 my love is lc' > /var/www/html/index.html

4.浏览器访问虚拟ip 192.168.50.38