LVS负载均衡群集部署——DR模式

1、LVS—DR概述

2、部署实验

 

 

1、LVS—DR概述:

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工作原理:

  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。为了响应对整个群集的访问,Director Server 与 Real Server 都需要配置 VIP 地址。

LVS负载均衡群集部署——DR模式_html

 

LVS——DR 模式的特点:

  • 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。
  • 所有的请求报文经由 Director Server,但回复响应报文不能经过 Director Server。
  • Real Server 的网关不允许指向 Director Server IP,即不允许数据包经过 Director S erver。
  • Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

 

数据包的流向分析:

  • 客户端发送请求到 Director Server,请求的数据报文(源 IP 是 CIP,目标 IP 是 VIP) 到达内核空间。
  • 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。
  • 内核空间判断数据包的目标 IP 是本机 VIP,此时 IPVS 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。
  • 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。
  • Real Server 直接将响应报文传送到客户端。

 

LVS—DR中的ARP问题:

问题一

 

  • 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

  • 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,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

 

 

 

2、部署实验:

环境准备:

DR 服务器:192.168.208.50
Web 服务器1:192.168.208.20
Web 服务器2:192.168.208.30
NFS共享服务器:192.168.208.40
vip:192.168.208.188
客户端:192.168.208.200

 配置负载调度器:(192.168.208.50)

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

 LVS负载均衡群集部署——DR模式_html_02

 

配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.208.188)

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0                  #若隧道模式,复制为ifcfg-tunl0(小写字母l)
vim ifcfg-ens33:0

DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes                                    #开机自动激活
IPADDR=192.168.208.188
NETMASK=255.255.255.255

LVS负载均衡群集部署——DR模式_服务器_03  

 

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
route add -host 192.168.208.188 dev ens33:0
route -n            

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_04  

 

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。

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
sysctl -p                           #刷新设置

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_05

LVS负载均衡群集部署——DR模式_服务器_06  

 配置负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm                               #保存策略
systemctl start ipvsadm
 
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.208.188:80 -s rr                              #添加虚拟服务器
ipvsadm -a -t 192.168.208.188:80 -r 192.168.208.20:80 -g            #若隧道模式,-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.208.188:80 -r 192.168.208.30:80 -g            #添加真实服务器
ipvsadm                                                             #激活

ipvsadm -ln                                                         #查看节点状态,Route代表 DR模式

LVS负载均衡群集部署——DR模式_负载均衡_07  

 部署共享存储(NFS服务器:192.168.208.40)

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/kgc /opt/benet
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet
 
vim /etc/exports
/opt/kgc 192.168.208.0/24(rw,sync) 
/opt/benet 192.168.208.0/24(rw,sync)

LVS负载均衡群集部署——DR模式_服务器_08

LVS负载均衡群集部署——DR模式_ip地址_09   

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
  #发布共享
exportfs -rv

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_10  

 

配置节点服务器(192.168.208.20、192.168.208.30)

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0  

配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.208.188)

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-ens33 ifcfg-lo:0        
vim ifcfg-lo:0

DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.208.188                         #和VIP保持一致
NETMASK=255.255.255.255                        #注意:子网掩码必须全为 1

LVS负载均衡群集部署——DR模式_ip地址_11   

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.208.188 dev lo:0        #添加VIP本地访问路由,将访问VIP的数据限制在本地,以避免通信紊乱

vim /etc/rc.local
 /sbin/route add -host 192.168.208.188 dev lo:0

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_12

LVS负载均衡群集部署——DR模式_负载均衡_13  

 

调整 proc 响应参数

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

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_14

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_15  

临时添加

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

 

安装服务、挂载服务

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd
--192.168.208.20---
mount.nfs 192.168.208.40:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.208.30---
mount.nfs 192.168.208.40:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

LVS负载均衡群集部署——DR模式_ip地址_16 

(节点2服务器与节点1服务器配置一样,同理操作就行) 

 

 

 客户机配置

LVS负载均衡群集部署——DR模式_负载均衡_17

 

测试:

LVS负载均衡群集部署——DR模式_vim_18

LVS负载均衡群集部署——DR模式_服务器_19

 

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