DR模式的收发流程:

1)客户端发起请求到调度器的vip.

2)调度器根据调度算法在各个服务器中动态选择一台服务器,但它不修改ip报文,而是将数据帧的MAC地址改为选出服务器的MAC地址.再将修改名的数据帧在服务器的局域网发送.

3)被选中服务器收到这个数据帧,从中获得ip报文,在解包的过程中它发现目标地址VIP是在本地的网络设备上,所以它会处理这个报文,然后根据路由表将响应报文直接返回客户端.

在使用DR模式时,为什么要在real server上做如下的配置呢?

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

要想搞清理上面配置的作用,首先要了解arp的工作原理:

ARP即地址解析协议,实现通过IP地址得知其物理地址,例如主机A要向主机B发送数据,它首先要查找arp表,寻找对映主机B的mac地址.知道了主机B的MAC地址,直接把目标MAC地址写入帧里面发送就可以了.

如果在ARP缓存表中没有找到目标IP地址,主机A就会在网络上发送一个广播,告之局域网中所有的主机自己的IP地址及mac地址,并询问主机B的MAC地址是什么?

网络上其他主机并不响应ARP询问,只有主机B接收到这个帧时,才向主机A做出这样的回应.

这样,主机A就知道了主机B的MAC地址,它就可以向主机B发送信息了.同时A和B还同时都更新了自己的ARP缓存表(因为A在询问的时候把自己的IP和MAC地址一起告诉了B).

下次A再向主机B或者B向A发送信息时,直接从各自的ARP缓存表里查找就可以了.

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

系统只回答目的IP为是本地IP的包,也就是对广播包不做响应.

默认是0,只要这台机器上面任何一个设备上面有这个ip,就响应arp请求,并发送mac地址应答.

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

当内网的机器要发送一个到外部的ip包,那么它就会请求路由器的Mac地址,发送一个arp请求,这个arp请求里面包括了自己的ip地址和Mac地址,

而linux默认是使用ip的源ip地址作为arp里面的源ip地址,而不是使用发送设备上面的,这样在lvs这样的架构下,所有发送包都是同一个VIP地址,那么arp请求就会包括VIP地址和设备Mac,

而路由器收到这个arp请求就会更新自己的arp缓存,这样就会造成ip欺骗了,VIP被抢夺,所以设置arp_announce为2,即只使用真正发送数据包的网络设备上的ip,而不使用vip.


 


DR模型之 可伸缩Cache服务


LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_服务器


DR核心:响应过程不经过Director


DR模型 要点:


 A.以下3种办法 都能达到:   仅让Director 会响应  Router的 关于VIP 的动态ARP 广播请求,禁止RS上的VIP直接跟前端路由通信



1、修改路由,使用静态ARP;


2、在RS上使用arptables,禁止响应对VIP的ARP广播请求;


3、在RS上修改其内核参数,并向VIP配置在与RIP不同的接口的别名上;


       B. Diretor 转交报文 给 Real Server 时 ,必须 以VIP 为 目标 IP ,并且 Diretor 对报文的做如下动作:修改 报文的目标MAC 为 Real Server MAC,确保报文送到的是 Real Server


 


       C. 强行定义 路由规则,明确告诉linux: 只要访问目标为 VIP 那么响应的 源IP 就必须是VIP


 


   D. 响应报文从eth0出来后    交给的下一个 主机 ,那么 下个主机一定是 eth0(RIP)的网关。

 

 对调整的内核参数解释:


 


 我们一般采用修改 kernel 参数,来屏蔽 Real Server 对VIP 的ARP响应与通告,对此过程做如下解释:


背景:


        HOST上有多个网卡,却在不同一网段,例如 eth0:net0    eth1:net1    eth2:net2 ..... ,这时 如果 net0 网段的主机 发起ARP请求,那么HOST 会把 eth0,eth1,eth2... 这些在HOST的网卡设备的 IP 与MAC 都发给 net0 里的请求端,但是 请求端 拿到了3个 设备的IP与MAC (eth0:IP MAC , eth1:IP MAC  eth2 : IP MAC)  以为这3个 IP 都能通信,而实际上 ,只有net0 内的eth0 网卡给他的IP和MAC 才能通信 , 而 eth1,eth2 给的IP与MAC 对于 请求端来说 是没有意义的,


        如何是 arp请求 能准确的 找到能通信的地址?


 

      在 kernel 2.4.26  和2.6.4 之后,引入了2个网卡设备标识:arp_ignor/arp_announc ,用于实现 调整ARP协议栈 工作模式

      arp_ignore      用于定义响应 限制级别


      arp_announce 用于定义通告 限制级别


LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_缓存_02


LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_ip地址_03


例如:


LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_ip地址_04




通告:当主机接入 net 3.0 时


之前内核:  通告  设备1.1 IP 和MAC  与  设备3.1 IP 与MAC


之后内核:告诉内核:arp_announce=2     则仅 通告 设备 3.1 IP 与MAC

仅宣告: 接入该网络的网卡的IP与MAC


APR忽略:当ARP广播 来自 net 3.0 时


之前内核: 响应 设备1.1 IP 和MAC  与 设备3.1 IP 与MAC

之后内核:告诉内核:arp_ignore=1        则仅  响应 设备3.1 IP 与MAC

对 进入该网卡 arp请求,仅回应 进入网卡的 IP与MAC


那个设备向内核 宣布 arp_announce=2 arp_ignore=1  这表示 那个设备 自己管理自己的设备,不用别的设备 帮我通告了,这样arp 广播 就能找到 用于 准确 通信的 地址了。


 


  




一个公网地址 的LVS DR 模型


缺点: 需要直接 做 路由,使请求到 达 互联网


公网地址的LVS DR 模型(VIP 与RIP 同网段)


当然 这个是 比较 常用的 ,省下路由费 ,也解决了路由引起的 负载瓶颈,当然公网IP 需要自己掏钱的


规划:(192.168.195.0 是我虚拟机 网关所在网段,能够自由上网,这里当公网IP用了)


LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_缓存_05


Real Server 配置


解决arp问题


 




配置所以接口的




     echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore


     echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce



特地配置lo (告诉kernel 我的设备 我自己管,其他人 就别插手了)



       echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore


       echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce


不是用来通信的,只是用在响应客户端的时候,把 VIP 作为源地址而已(屏蔽掉自己响应 VIP 请求)


/sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up


 


定义 目标地址是  VIP 的报文   出去报文的 设备是lo:0


/sbin/route add -host $VIP dev lo:0  


Real Server 1:

 

[root@nod3 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
[root@nod3 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
[root@nod3 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@nod3 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
[root@nod3 ~]# ifconfig lo:0 192.168.195.150 broadcast 192.168.195.171 netmask 255.255.255.255 up
[root@nod3 ~]# route add -host 192.168.195.150 dev lo:0
[root@nod3 ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask       Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.195.150 0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 lo
192.168.195.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
169.254.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     1002   0        0 eth0
0.0.0.0        192.168.195.2   0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0
[root@nod3 ~]# ifconfig eth0
Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:6F:42:49
inet addr:192.168.195.171  Bcast:192.168.195.255  Mask:255.255.255.0
inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe6f:4249/64 Scope:Link           UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1           RX packets:746 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:471 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:1000           RX bytes:68969 (67.3 KiB)  TX bytes:53295 (52.0 KiB) lo        Link encap:Local Loopback            inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0           inet6 addr: ::1/128 Scope:Host           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:0           RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b) lo:0      Link encap:Local Loopback
inet addr:192.168.195.150  Mask:255.255.255.255           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1


 

Real Server 2

 

[root@nod2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
[root@nod2 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
[root@nod2 ~]# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@nod2 ~]# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
[root@nod2 ~]# ifconfig lo:0 192.168.195.150 broadcast 192.168.195.170 netmask 255.255.255.255 up
[root@nod2 ~]# route add -host 192.168.195.150 dev lo:0


 


Director 配置


 


ipvs报文需要 的出口 需要 打开ipforward


echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward


 


因为Director的VIP 是用来 提供服务的,必须配置 在出口网卡上,而且 Direcotor 有DIP 所以必须定义路由



 /sbin/ifconfig eth0:1 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up


 /sbin/route add -host $VIP dev eth0:1


清空iptables 避免冲突,清空 ipvsadm ,重新设置 rules  



[root@nod1 ~]# iptables -F


[root@nod1 ~]# iptables -Z


[root@nod1 ~]# ipvsadm -Z


提供集群服务


 /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s wlc


提供Real  Server



 /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1 -g -w $RSWEIGHT1


 /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2 -g -w $RSWEIGHT2


Director 配置

 

[root@nod1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
[root@nod1 ~]# ifconfig eth0:1 192.168.195.150 broadcast 192.168.195.150 netmask 255.255.255.255 up
[root@nod1 ~]# route add -host 192.168.195.150 dev eth0:1
[root@nod1 ~]# iptables -F
[root@nod1 ~]# iptables -Z
[root@nod1 ~]# ipvsadm -Z
[root@nod1 ~]# ipvsadm -A -t 192.168.195.150:80 -s wlc
[root@nod1 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.195.150:80 -r 192.168.195.170 -g -w 1
[root@nod1 ~]# ipvsadm -a -t 192.168.195.150:80 -r 192.168.195.171 -g -w 2


 

LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_缓存_06

LVS 之 DR model  arp_announce arp_ignore转_服务器_07

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port
Conns   InPkts  OutPkts  InBytes OutBytes
-> RemoteAddress:Port TCP  192.168.195.150:80               5091    25495        0  1824257        0
-> 192.168.195.170:80               1703     8534        0   612007        0   -> 192.168.195.171:80               3388    16961        0  1212250        0