• LVS负载群集--DR模式

    LVS负载群集–DR模式

    引言：因为NAT模式在高并发时表现不好、TUN模式需要大量公网IP地址且需要IP隧道，所以在实际生产中我们常使用DR模式的负载均衡

    一、LVS-DR数据包流向分析

    img

    1、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

    2.、client 向目标VIP发出请求，Director（负载均衡器）接收

    3.、Director根据负载均衡算法选择RealServer_1，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址，然后在局域网上发送
    4.、RealServer_1收到这个帧，解封装后发现目标IP与本机匹配(RealServer事先绑定 了VIP)，于是处理这个报文。随后重新封装报文，发送到局域网
    5.、Client将收到回复报文。Client认为得到正常的服务,而不会知道是哪一台服务器处理的
    数据包流量分析总结

    （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。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。


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    注意: 如果跨网段，则报文通过路由器经由Internet返回给用户

    二、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。


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    三、LVS-DR中的ARP问题

    问题一
    1、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

    2、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

    image-20220801110011847

    问题二

    1、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请求包的源IP地址，而不使用发送接口的IP地址

    2、路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项

    3、原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址

    所以，路由表根据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

    1、arp ingore=1
    防止网关路由器发送ARP广播时调度器和节点服务器都进行响应，这
    个会导致ARP缓存表混乱，不对非本地物理网卡IP的ARP请求响应，
    因为wIP是承载lo:0
    2、arp announce=2
    系统不使用响应的数据的源IP地址(VIP),而使用发送报文的物理网
    卡IP地址作为ARP请求的报文的源IP地址，这样可以防止网关路由器
    接受到的源IP地址为WIP的ARP请求报文后又更新ARP缓存表，导致外
    网再发送请求时，数据包到达不了调度器

    四、DR模式 LVS负载均衡群集部署

    image-20220802141748114

    环境准备

    DR 服务器：20.0.0.18
Web 服务器1：20.0.0.10
Web 服务器2：20.0.0.11
客户端：
vip：20.0.0.100

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    1、配置负载调度器（20.0.0.18）

    1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装ipvsadm工具
yum install ipvsadm.x86_64 -y
 
3. #配置虚拟IP地址（VIP：20.0.0.100）
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=20.0.0.100
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 20.0.0.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 20.0.0.100:80 -r 20.0.0.10:80 -g
ipvsadm -a -t 20.0.0.100:80 -r 20.0.0.11:80 -g
 
10. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm

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    1. #关闭防火墙
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    2. #安装ipvsadm工具
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    3. #配置虚拟IP地址（VIP：20.0.0.100）

    #删除UUID，dns与网关，注意子网

    image-20220802142648166

    1. #重启网络服务、启动网卡

    image-20220802154228068

    image-20220802154159798

    1. #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
      image-20220802142942775

    2. #刷新配置
      image-20220802143618361

    3. #加载模块

    4. #配置负载分配策略，并启动服务

    5. #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

    6. #保存设置
      image-20220802143641561

    2、web1节点服务器（20.0.0.10）

    1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
echo "
    瞅我干啥
    " > /var/www/html/index.html
 
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=20.0.0.100
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
4. #设置路由
route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
route -n
 
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p

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    1. #关闭防火墙
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    2. #安装httpd、开启服务
      image-20220802144030788

    3. #创建一个站点文件

    image-20220802145107392

    1. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
      image-20220802145050404

    image-20220802145533469#设置路由

    image-20220802145606718

    1. #开机执行命令
      image-20220802145854385

    image-20220802145949364

    1. #调整 proc 响应参数
      #添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
      #系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
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    3、web2节点服务器（20.0.0.11）

    1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2. #安装httpd、开启服务
yum install httpd -y
systemctl start httpd
 
3. #创建一个站点文件
echo "
    瞅你咋地
    " > /var/www/html/index.html
 
3. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=20.0.0.100
NETMASK=255.255.255.255
NETWORK=127.0.0.0
 
systemctl restart network
 
 
4. #设置路由
route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
route -n
 
5. #开机执行命令
vim /etc/rc.d/rc.local 
/usr/sbin/route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
 
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
 
6. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
sysctl -p

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    1. #关闭防火墙
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    2. #安装httpd、开启服务
      image-20220802150626527

    3. #创建一个站点文件
      image-20220802150718296

    4. #添加回环网卡,修改回环网卡名，IP地址，子网掩码
      image-20220802150801676

    5. #设置路由

    image-20220802150917187

    1. #开机执行命令
      image-20220802150942504

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    1. #调整 proc 响应参数
      #添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
      #系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP

    image-20220802151041248

    4、在客户机测试

    image-20220802154508755

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_43554927/article/details/126124903