LVS负载均衡部署——DR模式

  • LVS-DR数据包流向分析
  • DR模式特点
  • LVS-DR中的ARP问题
  • LVS负载均衡DR模式群集部署
  • 1、配置负载调度器(192.168.121.10)
  • 2、部署共享存储(NFS服务器:192.168.121.5)
  • 3、配置节点服务器(192.168.121.13、192.168.121.15)


LVS-DR数据包流向分析

  • 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。
    注意:如果跨网段,则报文通过路由器经由Internet返回给用户。

DR模式特点

  • 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。

LVS-DR中的ARP问题

问题一

  • 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。
    解决思路
  • 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。
  • 对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求。
    解决方法
  • 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

问题二

  • 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请求包中的源IP地址,而不使用发送接口的IP地址。如:ens33
  • 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
  • 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
    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。

解决ARP的两个问题的设置方法

  • 修改 /etc/sysctl.conf 文件
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2

LVS负载均衡DR模式群集部署

搭建环境
DR 服务器(负载调度器):192.168.121.10
Web 服务器1:192.168.121.13
Web 服务器2:192.168.121.15
NFS服务器:192.168.121.5
VIP:192.168.121.188
Windows10客户端:192.168.121.234

1、配置负载调度器(192.168.121.10)

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0
modprobe ip_vs         #加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs    #查看ip_vs版本信息
yum install -y ipvsadm

(1)、配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.121.188)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0

vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.121.188
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,应该关闭Linux 内核的重定向参数响应,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
或者
ipvsadm  --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm.service

ipvsadm -C     #清除原有策略
ipvsadm -A -t 192.168.121.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.121.188:80 -r 192.168.121.13:80 -g    #若为隧道模式,-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.121.188:80 -r 192.168.121.15:80 -g

ipvsadm -ln   #查看节点状态,Route代表 DR模式

lvs部署后 有一个端口不通_linux


lvs部署后 有一个端口不通_Server_02


lvs部署后 有一个端口不通_lvs部署后 有一个端口不通_03

2、部署共享存储(NFS服务器:192.168.121.5)

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

yum install -y nfs-utils rpcbind

systemctl start nfs.service 
systemctl start rpcbind.service
systemctl enable nfs.service 
systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/accp /opt/song
chmod 777 /opt/accp/ /opt/song

vim /etc/exports
/opt/accp 192.168.121.0/24(rw,sync)     #/24与()之间不能有空格
/opt/song 192.168.121.0/24(rw,sync)

exportfs -rv
showmount -e

lvs部署后 有一个端口不通_linux_04

3、配置节点服务器(192.168.121.13、192.168.121.15)

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0

#将两个节点服务器的网关和DNS注释掉后重启网卡,如果有网关服务器则指向网关服务器

(1)、配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.121.188)
#此地址仅用做发送 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有记录,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
IPADDR=192.168.121.188
NETMASK=255.255.255.255     #注意子网掩码必须全为1
#NETWORK=127.0.0.0
# If you're having problems with gated making 127.0.0.0/8 a martian,
# you can change this to something else (255.255.255.255, for example)
#BROADCAST=127.255.255.255
ONBOOT=yes
#NAME=loopback

ifup lo:0
ifconfig lo:0

route add -host 192.168.121.188 dev lo:0    #禁锢路由
route -n    #查看路由

vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.121.188 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.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

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


----------192.168.121.13-----------------
mount.nfs 192.168.121.5:/opt/accp /var/www/html/
echo 'this is accp web!' > /var/www/html/index.html

#设为自动挂载
vim /etc/fstab 
192.168.121.5:/opt/accp /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0

mount -a


----------192.168.121.15-----------------
mount.nfs 192.168.121.5:/opt/song /var/www/html/
echo 'this is song web!' > /var/www/html/index.html

#设为自动挂载
vim /etc/fstab 
192.168.121.5:/opt/song /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0

mount -a

lvs部署后 有一个端口不通_linux_05


lvs部署后 有一个端口不通_linux_06


lvs部署后 有一个端口不通_IP_07


lvs部署后 有一个端口不通_Server_08


lvs部署后 有一个端口不通_linux_09


lvs部署后 有一个端口不通_Server_10