一、LVS-DR工作原理
1、数据包流向分析
- 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。
- 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VTP,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。
- 到达Real Server 的请求报文的 NAC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IO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。
2、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。
- Director Server作为群集的访问入口,但不作为网关使用。
- 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Real Server发送的数据包不允许经过 Director Server。
- Real Server 上的lo接口配置VIP 的IP地址。
二、LVS-DR中的ARP问题
1.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
2.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Real Server,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
三、LVS负载均衡DR模式群集部署
DR服务器: 192.168.132.51
Web服务器1: 192.168.132.52
Web服务器2: 192.168.132.53
vip: 192.168.132.200
1、部署共享存储
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum -y install nfs-utils rpcbind
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
mkdir /opt/pxl
mkdir /opt/jingjing
chmod 777 /opt/pxl
chmod 777 /opt/jingjing
vim /etc/exports
/opt/test1 192.168.132.51/24(rw,sync)
/opt/test2 192.168.132.52/24(rw,sync)
exportfs -rv
2、配置负载调度器
(DR服务器)负载均衡器ens33:192.168.132.53 lo:0 (VIP):192.168.132.200
1.关防火墙,加载ip_vs模块
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
#加载ip_vs模块,并安装ipvsadm工具
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum install -y ipvsadm
2.配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.132.200
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.132.200
NETMASK=255.255.255.255
ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
3.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
4.配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或者
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service
#清除原有策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.132.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.132.200:80 -r 192.168.132.53:80 -g #如果这里是隧道模式,直接将-g替换成-i即可
ipvsadm -a -t 192.168.132.200:80 -r 192.168.132.52:80 -g
#查看节点状态,Route代表 DR模式
ipvsadm -ln
3、配置节点服务器
Web节点服务器1:ens33:192.168.132.52 lo:0 (VIP):192.168.132.200
Web节点服务器2:ens33:192.168.132.53 lo:0 (VIP):192.168.132.200
#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。
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.132.200
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
ifup lo:0
ifconfig lo:0
#设置临时的路由,重启失效;禁锢路由
route add -host 192.168.132.200 dev lo:0
#查看路由
route -n
#开机自动添加路由,生产环境应该用这个
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.132.200 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
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
yum install -y nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service
web1 192.168.132.52
web1 192.168.132.53
4、测试
浏览器访问192.168.132.200