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

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

（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：

（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：

（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：

（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

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

（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

（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

（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
  

（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
  
• 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

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）

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

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

[root@localhost 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
[root@localhost 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

[root@localhost ~]#yum -y install ipvsadm
[root@localhost /]# ipvsadm -v
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs
[root@localhost ~]# 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
[root@localhost ~]#ipvsadm -A -t 192.168.100.100:80 -s rr
[root@localhost ~]#ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.42:80 -g -w 1
[root@localhost ~]#ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.43:80 -g -w 1
[root@localhost network-scripts]# ipvsadm-save > /opt/ipvsadm
[root@localhost 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
[root@localhost ~]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind
[root@localhost ~]# 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###'
[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind            
[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
[root@localhost ~]# mkdir /opt/51xit /opt/52xit
[root@localhost ~]# echo "this is 51xit" >/opt/51xit/index.html
[root@localhost ~]# 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

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

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

2.3.2 调整/proc响应参数

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

2.3.3 安装httpd 挂载测试页

[root@localhost ~]# 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
[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.44:/opt/51xit /var/www/html/
[root@localhost ~]# 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
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# 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

在网页输入如下：
192.168.100.23

在网页输入如下：
192.168.100.100