Lvs之NAT、DR、TUN三种模式的应用配置案例

本文系统Centos6.0

1、NAT模式；

NAT模型:地址转换类型，主要是做地址转换，类似于iptables的DNAT类型，它通过多目标地址转换，来实现负载均衡；

特点和要求：

1、LVS（Director）上面需要双网卡：DIP(内网)和VIP（外网）

2、内网的Real Server主机的IP必须和DIP在同一个网络中，并且要求其网关都需要指向DIP的地址

3、RIP都是私有IP地址，仅用于各个节点之间的通信

4、Director位于client和Real Server之间，负载处理所有的进站、出站的通信

5、支持端口映射

6、通常应用在较大规模的应用场景中，但Director易成为整个架构的瓶颈！

相关机器信息；

（Director Server）  LB1   eth0:192.168.244.132 (Vip)  （公网）

                                         eth1:192.168.27.128  (Dip)     (内网)

rs1                 rs1    eth0:192.168.27.130  (Rip) （内网）getway:192.168.27.128

rs2                 rs2    eth0:192.168.27.131  (Rip) （内网）getway:192.168.27.128

[root@rs1 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE="eth0"
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.27.130
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.27.128
NM_CONTROLLED="yes"
ONBOOT="yes

拓扑如下：

首先在rs1、rs2部署httpd，并且进行测试是否OK!

[root@rs1 ~]# yum install httpd -y
[root@rs1 ~]# echo web1 > /var/www/html/index.html
[root@rs1 ~]# service httpd start
[root@rs2 ~]# yum install httpd -y
[root@rs2 ~]# echo web2 > /var/www/html/index.html
[root@rs2 ~]# service httpd start
[root@rs1 ~]# curl http://127.0.0.1
web1
[root@rs1 ~]# curl http://192.168.27.131
web2

现在在LB上操作；

确定本机ip_vs模块是否加载，也就是是否支持lvs，2.4.2后都支持了；然后安装ipvsadm 用户操作命令

[root@LB1 ~]# grep -i 'ip_vs' /boot/config-2.6.32-71.el6.i686

ipvsadm安装：

[root@LB1 ~]# yum install ipvsadm -y

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipvsadm -A -t 192.168.244.132:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.244.132:80 -r 192.168.27.131 -m
ipvsadm -a -t 192.168.244.132:80 -r 192.168.27.130 -m

测试页面

页面轮询交替出现；说明机器轮询提供服务；

如果使用加权轮询的话；比如rs1提供2次，rs2提供1次，这样来提供服务；

[root@LB1 html]# ipvsadm -E -t 192.168.244.132:80 -s wrr
[root@LB1 html]# ipvsadm -e -t 192.168.244.132:80 -r 192.168.27.130 -m -w 2
[root@LB1 html]# ipvsadm -e -t 192.168.244.132:80 -r 192.168.27.131 -m -w 1

现在来测试：

2、DR模式：

特点和要求

1、各个集群节点必须和Director在同一个物理网络中

2、RIP地址不能为私有地址，可以实现便捷的远程管理和监控

3、Director仅仅负责处理入站请求，响应报文则由Real Server直接发往客户端

4、集群节点Real Server 的网关一定不能指向DIP，而是指向外部路由

5、Director不支持端口映射

6、Director能够支持比NAT多很多的Real Server

原理：

DR模型：直接路由模型，每个Real Server上都有两个IP：VIP和RIP，但是VIP是隐藏的，就是不能提高解析等功能，只是用来做请求回复的源IP的，Director上只需要一个网卡，然后利用别名来配置两个IP：VIP和DIP

      Director在接受到外部主机的请求的时候转发给Real Server的时候并不更改目标地址，只是通过arp解析的MAC地址进行封装然后转给Real Server，Real Server在接受到信息以后拆除MAC帧封装，然后直接回复给CIP。

LB1: eth0: 192.168.182.133

    vip（eth0:0）: 192.168.182.200

RS1: eth0:192.168.182.130

     lo:0(vip)  :192.168.182.200

RS2: eth0:192.168.182.129

     lo:0(vip)  192.168.182.200

通信原理：

    每个Real Server上都有两个IP：VIP和RIP，但是VIP是隐藏的，就是不能提高解析等功能，只是用来做请求回复的源IP的，Director上只需要一个网卡，然后利用别名来配置两个IP：VIP和DIP

    Director在接受到外部主机的请求的时候转发给Real Server的时候并不更改目标地址，只是通过arp解析的MAC地址进行封装然后转给Real Server，Real Server在接受到信息以后拆除MAC帧封装，然后直接回复给CIP。

   而此时需要关闭RS上的基于VIP的arp解析，在linux内核2.4以后，内核中都内置了这种功能，通过一些设置可以关闭其arp的功能：

      arp_ignore:定义接收到ARP请求时的响应级别      
          0：默认，只用本地配置的有响应地址都给予响应      
          1：仅仅在目标IP是本地地址，并且是配置在请求进来的接口上的时候才给予响应(仅在请求的目标地址配置请求到达的接口上的时候，才给予响应)      
      arp_announce：定义将自己的地址向外通告时的级别      
          0：默认，表示使用配置在任何接口的任何地址向外通告      
          1：试图仅向目标网络通告与其网络匹配的地址      
          2：仅向与本地接口上地址匹配的网络进行通告      
       Ps：要想让其功能生效，必须先设置相关设置，然后在配置IP地址等信息

1、开始在RS1操作：

[root@rs1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
[root@rs1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce
[root@rs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@rs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore
[root@rs1 ~]# service network restart
[root@rs1 ~]# ifconfig lo:0 192.168.182.200 netmask 255.255.255.255 broadcast 182.168.182.200
[root@rs1 ~]# route add -host 192.168.182.200 dev lo:0
[root@rs1 ~]# yum install httpd -y

上面的就是定义了arp响应的级别；还有就是vip的请求数据，从rs1的本地ip进行了回复；

2、在RS2上执行上面同样的操作

3、在LB上操作:

配置eth0网卡ip；

[root@LB1 ~]# ifconfig eth0:0 192.168.182.200/24  #在eth0:0配置vip

验证RS的web服务

下面开始着手配置ipvs

[root@LB1 ~]# yum install ipvsadm -y
[root@LB1 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.182.200:80 -s rr
[root@LB1 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.182.130 -g
[root@LB1 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.182.129 -g

测试效果；

3、TUN模式；

其实数据转发原理和上图是一样的，不过这个我个人认为主要是位于不同位置（不同机房）；LB是通过隧道进行了信息传输，虽然增加了负载，可是因为地理位置不同的优势，还是可以参考的一种方案；

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器，而物理服务器将应答包直接发给用户。所以，负载均衡器能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式，如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话，就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。

不足：但是，这种方式需要所有的服务器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)协议；

LB1: eth0: 192.168.182.132

    vip(tunl0）: 192.168.182.200

RS1: eth0:192.168.27.130

     tunl0(vip)  :192.168.182.200

RS2: eth0:192.168.138.131

     tunl0(vip) :192.168.182.200

LB1操作：

yum install ipvsadm -y
ifconfig tunl0192.168.182.200 broadcast 192.168.182.200 netmask 255.255.255.0 up
route add -host $VIP dev tunl0
ipvsadm -A -t 192.168.182.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.27.130 -i
ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.138.131 -i

RS1操作：

ifconfig tunl0 192.168.182.200 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.182.200 up
route add -host 192.168.182.200 dev tunl0
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
 echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
 echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
 echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

RS2同上：

访问vip进行测试即可；