部署LVS-DR群集

目录g

一，LVS-DR工作原理

二、LVS-DR数据流向

三、DR模式特点即优缺点

3.1、DR模式特点

3.2、LVS-DR的优缺点

四、ARP解析问题

1、问题一：IP地址冲突

2、问题二：第二次再有访问请求

五、部署LVS-DR集群

试验准备

环境准备 

配置负载调度器lvs(192.168.62.50)

调整内核(proc)响应参数

 配置负载分配

 部署共享存储（NFS服务器:192.168.62.40）

安装nfs和rpcbind

创建共享目录并设置权限

 输入页面内容

设置共享目录并发布共享

配置节点服务器（web01 和 web02）

配置虚拟IP地址（vip：192.168.59.100）{web1和web2都要执行}

设置系统自动识别，并设置执行权限 

 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

安装nfs、rpcbind和httpd服务

以上步骤web01和web02相同

开启相关服务，并挂载分享端的内容

测试

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一，LVS-DR工作原理

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

• 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。
• 为了对整个群集的访问，Dreector Server和Real Server都需要配置VIP地址

客户机发起请求，经过调度服务器（lvs），经过算法调度，去访问真实服务器（RS）
由于不原路返回，客户机不知道，真实主机的ip地址，所以只能通过调度服务器的外网ip（vip）去反回报文信息。

        Director Server 作为集群的访问入口，但不作为网关使用，后端服务器池中的Real Server与Director Server在同一个物理网络中，发给客户机的数据包不需要经过Director Server。为了响应对整个集群的访问，DS(前端负载均衡节点服务器)与RS(后端真实服务器)都需要配置有VIP地址。

        每个Real Server上都有两个IP：VIP(负载均衡对外提供访问的IP地址)和RIP(负载均衡后端的真实服务器IP地址)，但是VIP是隐藏的，就是不难提供解析等功能，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(负载均衡与后端服务器通信的IP地址)，在DIR接收到客户端的请求后。DIR根据负载均衡算法选择一台rs server的网卡mac作为客户端请求包中的目标mac，通过arp转交给后端rs server处理，后端在通过自己的网关回复给客户端。

二、LVS-DR数据流向

数据包流向分析：

• 用户发送请求到Director Server,请求的数据报文（源IP是CIP,目标IP是VIP）到达内核空间。
• 由于DS和RS在同一个网络中，所以是通过二层数据链路层来传输。
• 内核空间判断数据包的目标IP是本机IP，此时IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，重新封装数据包，修改源MAC地址为DIP的MAC地址，目标MAC地址为RIP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.
• RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址，就接收此报文，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ens33网卡然后向外发出。
• RS直接将响应报文传送到客户端。

三、DR模式特点即优缺点

3.1、DR模式特点

• 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
• Director Server作为集群的访问入口，但不能作为网关使用。
• 所有的请求报文经由Director Server IP，即Real Server发送的数据包不允许经过Director Server。
• Real Server上的io接口配置VIP的IP地址

3.2、LVS-DR的优缺点

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分发给用户。所以，负责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台物理服务器服务，负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-DR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。甚至更高；
缺点：

这种方式需要所有的DIR和RIP都在同一广播域；不支持异地容灾。

四、ARP解析问题

1、问题一：IP地址冲突

在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡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
• 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(真实网卡IP)的ARP请求

2、问题二：第二次再有访问请求

Real Server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(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对应的Real Server的MAC地址。路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给Real Server，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

路由器上绑定了真实服务器1的mac信息
请求到达真实服务器
在真实服务器上修改内核参数
只对所有服务器真实网卡上的地址进行反馈，解析

五、部署LVS-DR集群

试验准备

LVS-DR服务器：192.168.62.50

web01：192.168.62.5

web02：192.168.62.10

vip（虚拟回环）：192.168.62.100

NFS服务器：192.168.62.40

环境准备 

每台服务器都要关闭防火墙、核心防护
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

配置负载调度器lvs(192.168.62.50)

yum -y install ipvsadm

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0

ifup ens33:0
ifconfig

调整内核(proc)响应参数

对于DR集群模式来说，由于LVS负载调度器和各节点需要共用VIP地址，一个关闭Linux内核的重定向参数响应服务器部署一台路由器，那么它不会发送重定向，所以可以关闭该功能。

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0  #关闭路由转发功能
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0 #下面都是关闭内核重定向功能
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

 

 配置负载分配

ipvsadm -C
清空规则
 
ipvsadm -A -t 192.168.62.100:80 -s rr
创建虚拟主机，指定ip地址，并指定分流模式为轮询
 
ipvsadm -a -t 192.168.62.100:80 -r 192.168.62.5:80 -g
添加真实服务器ip地址，并指定负载均衡模式为DR
ipvsadm -a -t 192.168.62.100:80 -r 192.168.62.10:80 -g
添加真实服务器ip地址，并指定负载均衡模式为DR
 
ipvsadm
启动策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
保存策略

 部署共享存储（NFS服务器:192.168.62.40）

安装nfs和rpcbind

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

 

创建共享目录并设置权限

mkdir /opt/db1 /opt/db2
chmod 777 /opt/db1 /opt/db2

 输入页面内容

echo "i am web1" > /opt/web01/index.html
echo "i am web2" > /opt/web02/index.html

设置共享目录并发布共享

vim /etc/exports
rw:该主机对该共享目录有读写权限
sync：资料同步写入到内存与硬盘中
 
exportfs -rv
发布共享
 
showmount -e localhost
查看共享

 

配置节点服务器（web01 和 web02）

配置虚拟IP地址（vip：192.168.59.100）{web1和web2都要执行}

此地址仅作为发送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）。因此实验虚接口lo:0来承担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，以避免通讯紊乱。

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
编写以下内容
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.62.100
NETMASK=255.255.255.255
 
ifup lo:0    #启动环回网卡
ifconfig lo:0    #查看环回网卡

 

设置系统自动识别，并设置执行权限 

route add -host 192.168.62.100 dev lo:0
添加VIP本地路由访问，将访问VIP的数据限制在本地
 
 
或者下面方式，都可实现路由禁锢，下面为永久添加
vim /etc/rc.local      #Linux在开机启动时，会加载的内容
/sbin/route add -host 192.168.62.100 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local

 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
添加以下内容
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
立即生效

 

安装nfs、rpcbind和httpd服务

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd

以上步骤web01和web02相同

开启相关服务，并挂载分享端的内容

systemctl start nfs
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd
mount.nfs 192.168.62.40:/opt/web01 /var/www/html
df -hT

web01

 

web02

测试