理论+实验——如何搭建LVS-DR 负载均衡群集

理论:

一、LVS-DR 工作原理

1.1 LVS-DR 模式概述

负载均衡群集工作模式–直接路由(Direct Routing)
简称DR模式,采用半开放式的网络结构,与TUN模式的结构类似,但各节点并不是分散在各地,而是与调度器位于同一个物理网络
负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接,不需要建立专用的IP隧道
在这里插入图片描述

1.2 分析LVS-DR 数据包流向

(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
在这里插入图片描述
(2)Client向目标VIP发出请求, Director(负载均衡器)接收。P包头及数据帧头信息为:
在这里插入图片描述
(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。IP包头及数据帧头信息如下:
在这里插入图片描述
(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。此时IP包头及数据帧头信息为:
在这里插入图片描述
(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
注: 如果跨网段,那么报文通过路由器经由 terne返回给用户
在这里插入图片描述

1.3 LVS-DR 中存在的ARP 问题

(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
在这里插入图片描述
(2)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

在这里插入图片描述
(3)

  • RealServe返回报文(源IP是VIP)经路由器转发,在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
    如:ens33在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
(4)

  • 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
    在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
(5)问题

  • 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
    在这里插入图片描述
  • 对接点服务器进行处理,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

在这里插入图片描述

1.4 解决ARP的两个问题的设置方法

修改/etc/sysctl.conf文件
对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
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

实验:

一、实验准备

一台调度器: VM1:192.168.100:21
二台WEB服务器集群池:192.168.100.22、192.168.100.23
一台NFS共享服务器:192.168.100.24

二、步骤

2.1 调度器设置(192.168.100.21)

2.1.1 配置虚拟IP地址(VIP)

[[email protected] ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[[email protected] network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
[[email protected] network-scripts]# vi ifcfg-ens33:0
NAME=ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.255
[[email protected] network-scripts]# ifup ifcfg-ens33:0
[[email protected] network-scripts]# ifconfig

在这里插入图片描述

2.1.2 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

[[email protected] network-scripts]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[[email protected] network-scripts]# sysctl -p           ###生效
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

2.1.3 配置负载分配策略

[[email protected] ~]#yum -y install ipvsadm
[[email protected] /]# ipvsadm -v
[[email protected] ~]# modprobe ip_vs
[[email protected] ~]# cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
[[email protected] ~]#ipvsadm -A -t 192.168.100.100:80 -s rr
[[email protected] ~]#ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.42:80 -g -w 1
[[email protected] ~]#ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.43:80 -g -w 1
[[email protected] network-scripts]# ipvsadm-save > /opt/ipvsadm
[[email protected] network-scripts]# cat /opt/ipvsadm 
-A -t localhost.localdomain:http -s rr
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.100.22:http -g -w 1
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.100.23:http -g -w 1

2.2 配置存储服务器(192.168.100.24)

rpm -q nfs-utils    ###如果没装,yum -y install nfs-utils
rpm -q rpcbind      ###如果没装,yum -y install rpcbind
[[email protected] ~]# systemctl start nfs
[[email protected] ~]# systemctl start rpcbind
[[email protected] ~]# vi /etc/exports
/opt/51xit 192.168.100.0/24 (rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24 (rw,sync)
'###重启需要想开启rpcbind###'
[[email protected] ~]# systemctl restart rpcbind            
[[email protected] ~]# systemctl restart nfs
[[email protected] ~]# systemctl enable nfs
[[email protected] ~]# systemctl enable rpcbind
[[email protected] ~]# mkdir /opt/51xit /opt/52xit
[[email protected] ~]# echo "this is 51xit" >/opt/51xit/index.html
[[email protected] ~]# echo "this is 52xit" >/opt/52xit/index.html

2.3 配置节点 1 服务器(192.168.100.22)

2.3.1 配置虚拟IP地址

[[email protected] ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[[email protected] network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[[email protected] network-scripts]# vi ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
[[email protected] network-scripts]# ifup lo:0
[[email protected] network-scripts]# ifconfig

在这里插入图片描述

'###添加VIP本地访问路由###'
[[email protected] network-scripts]# vi /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
[[email protected] network-scripts]# route add -host 192.168.100.10 dev lo:0

2.3.2 调整/proc响应参数

[[email protected] network-scripts]# vi /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
[[email protected] network-scripts]# sysctl -p

2.3.3 安装httpd 挂载测试页

[[email protected] ~]# showmount -e 192.168.100.44     ####如果还没发布,请到存储服务器发布下,exportfs -rv
Export list for 192.168.100.24:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24
[[email protected] ~]# yum -y install httpd
[[email protected] ~]# mount 192.168.100.44:/opt/51xit /var/www/html/
[[email protected] ~]# vi /etc/fstab 
192.168.100.44:/opt/51xit/ /var/www/html/ nfs defaults,_netdev 0 0       ###开机自动挂载,注意格式对齐
[[email protected] ~]# systemctl start httpd
[[email protected] ~]# systemctl enable httpd

2.4 配置节点 2 服务器(192.168.100.23)

同 192.168.100.22 的配置,可以参考 2.3

2.5 测试

在网页输入如下:
192.168.100.22
在这里插入图片描述
在网页输入如下:
192.168.100.23
在这里插入图片描述
在网页输入如下:
192.168.100.100
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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