LVS负载均衡---DR模式

LVS-DR 数据包的流向分析

(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。

LVS-DR 中的ARP问题

arp_ignore=1  

 —— 防止网关路由器发送ARP广播时,调度器和节点服务器都会进行响应,导致ARP缓存表混乱;设置后:不对非本地物理网卡的arp请求进行响应,因为VIP是承载lo:0

arp_annnounce=2  

—— 系统不会使用响应数据的源IP地址(VIP地址)来作为本机进行的arp请求报文的源IP地址,而是使用发送报文的物理网卡的IP地址作为ARP请求报文的源IP地址,由此可以防止网关路由器接收到的源IP地址为VIP 的arp请求报文后,又去更新ARP缓存表去记录节点服务器的MAC地址,不然会导致外网再去发送请求时,数据包到时候到达不了调度服务器

LVS-DR 的特性

(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。

LVS的优缺点

优点:

负载均衡器只负责将请求的包分给物理服务器,而物理服务器会将回应的包直接发送给用户。          

所以负载均衡器能处理很巨大的请求流量。 这种方式:一台负载均衡能力能为超过100M 物理服务器,负载均衡器不再是系统瓶颈;使用LVS-DR方式,如果你的负载均衡器拥有100M 全双工网卡的话, LVS能达到1G的吞吐量,甚至更高   (延申:LVS-DR应用场景,10W-100W并发量时使用,低于可用nginx)

缺点:

 所有的调度器和节点服务器在同一个广播域,不支持异地容灾()

DR模式群集部署

准备工作:

负载均衡调度器:20.0.0.30    
Web 服务器1:20.0.0.31      
Web 服务器2:20.0.0.32
NFS共享存储          
vip:20.0.0.200


配置负载调度器(20.0.0.30)   

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:20.0.0.200) 
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0                #若隧道模式,复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=20.0.0.200
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0


(2)调整 proc 响应参数
#由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址,需要关闭 icmp 的重定向,不充当路由器。
vim /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

sysctl -p

(3)配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 20.0.0.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 20.0.0.200:80 -r 20.0.0.31:80 -g            #若隧道模式,-g替换为-i
ipvsadm -a -t 20.0.0.200:80 -r 20.0.0.32:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln                    #查看节点状态,Route代表 DR模式
部署共享存储(NFS服务器:20.0.0.33)
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

#安装服务创建共享目录
yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/kgc /opt/benet
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet

#指定了共享目录的访问权限和同步方式
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 20.0.0.0/24(rw,sync)
/opt/benet 20.0.0.0/24(rw,sync)

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service


配置节点服务器(20.0.0.31 20.0.0.32)


 

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0    

(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:20.0.0.200)
#此地址仅用作发送 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)。因此使用虚接口 lo∶0 来承载 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,以避免通信紊乱。
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0        
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=20.0.0.200
NETMASK=255.255.255.255                        #注意:子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 20.0.0.200 dev lo:0

#永久写入方法
vim /etc/rc.local:
/sbin/route add -host 20.0.0.200 dev lo:0

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

(2)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
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1            #系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4

(2)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
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1            #系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
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
 
sysctl -p
 
或者
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
 
sysctl -p
 
yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd
 
--20.0.0.31---
mount.nfs 20.0.0.33:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is test port31!' > /var/www/html/index.html
 
--20.0.0.32---
mount.nfs 20.0.0.33:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is test port32!' > /var/www/html/index.html


在客户端使用浏览器访问 http://20.0.0.200/

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