一、简介

1. 什么是LVS-DR群集

  LVS（Linux Virtual Server）是一个虚拟服务器集群系统，用于在多个服务器之间分发网络请求，以提高系统的处理能力和可靠性。LVS通过将请求分发给多个后端服务器，实现负载均衡，从而提高系统的可扩展性和可用性。

  DR（Direct Routing）模式是LVS的一种工作模式，它通过直接路由的方式将客户端的请求分发到后端服务器。在DR模式下，负载均衡器仅负责接收请求并选择合适的后端服务器处理请求，但不修改数据包的源地址和目的地址。后端服务器直接将响应返回给客户端，从而避免了负载均衡器成为瓶颈。

LVS-DR的工作原理如下：

  • 客户端发送请求到负载均衡器。
  • 负载均衡器根据预设的负载均衡算法选择一台后端服务器。
  • 负载均衡器将请求直接路由到选择的后端服务器。
  • 后端服务器处理请求并直接将响应返回给客户端。


2. 为什么选择LVS-DR群集

LVS-DR群集具有以下优势，使其成为许多高并发、高访问量应用场景的理想选择：

  1. 高可用性：LVS-DR群集通过将请求分发到多个后端服务器，避免单点故障，提高系统的可用性和稳定性。
  2. 负载均衡：LVS-DR能够根据不同的负载均衡算法（如轮询、最少连接等）有效地分配请求，提高系统的处理能力。
  3. 性能优越：由于LVS-DR模式下负载均衡器不处理响应数据包，减少了负载均衡器的处理开销，从而提高了整体系统的性能。
  4. 可扩展性强：LVS-DR群集可以根据需求动态添加或移除后端服务器，灵活扩展系统的处理能力。
  5. 部署简便：LVS-DR的配置相对简单，只需在负载均衡器和后端服务器上进行相应的网络配置即可完成部署。


典型应用场景

LVS-DR群集广泛应用于以下场景：

  • Web服务：高访问量的网站和Web应用，通过LVS-DR实现请求分发，提高访问速度和处理能力。
  • 数据库服务：分布式数据库系统，通过LVS-DR实现读写分离和负载均衡，提高数据库的性能和稳定性。
  • 电子商务：在线购物平台，通过LVS-DR处理大量并发请求，确保系统的稳定运行和快速响应。


二、准备工作

1. 系统环境

操作系统要求

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

在部署LVS-DR群集之前，首先需要确定操作系统环境。LVS（Linux Virtual Server）是基于Linux内核的，因此要求所有服务器都运行Linux操作系统。推荐使用一些稳定且广泛支持的发行版，例如：

  • CentOS
  • Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
  • Ubuntu
  • Debian

这些操作系统不仅稳定，而且有广泛的社区和商业支持，可以提供大量的文档和帮助。

硬件需求

部署LVS-DR群集对硬件的要求相对灵活，但为了保证系统的性能和可靠性，建议满足以下基本条件：

  • 服务器数量：至少需要两台服务器，一台作为负载均衡器（Director），一台或多台作为后端真实服务器（Real Server）。
  • CPU和内存：负载均衡器和后端服务器都应配置适当的CPU和内存，以满足预期的负载需求。负载均衡器的CPU和内存需求相对较低，而后端服务器的配置则应根据具体的应用和负载情况进行调整。
  • 网络接口：负载均衡器和后端服务器至少需要一个网络接口卡（NIC），建议使用千兆网卡或更高，以确保网络带宽满足需求。

2. 软件安装

必备软件清单

在配置LVS-DR群集之前，需要安装一些必备的软件包。这些软件包通常包括：

  • ipvsadm：这是LVS的用户空间管理工具，用于配置和管理LVS。


三、网络配置

1：实验环境：

LVS-DR群集_LVS

2：配置负载调度器

（1）配置虚拟IP地址VIP 

[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/

[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0

[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-ens33:0

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=static

NAME=ens33:0

DEVICE=ens33:0

ONBOOT=yes

IPADDR=192.168.10.172

NETMASK=255.255.255.0

[root@localhost network-scripts]# systemctl restart network

（2）调整内核参数，禁止转发重定向报文

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

[root@localhost ~]# vi /etc/sysctl.conf
在末尾添加：
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
[root@localhost ~]# sysctl -p

（3）配置负载分配策略

[root@localhost ~]#yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]#ipvsadm -v           \\查看版本
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]#ipvsadm -C
[root@localhost ~]# ipvsadm -A -t 192.168.10.172:80 -s rr
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 192.168.10.172:80 -r 192.168.10.102-g -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm -a -t 192.168.10.172:80 -r 192.168.10.103-g -w 1
[root@localhost ~]# ipvsadm-save
-A -t localhost.localdomain:http -s rr
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.10.102:http -g -w 1
-a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.10.103:http -g -w 1
[root@localhost ~]# systemctl enable ipvsadm

3：配置web节点服务器

（1）配置虚拟ip地址VIP

[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]#cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-lo:0
修改
DEVICE=lo:0
NETMASK=255.255.255.255           \\子网掩码必须为255.255.255.255
IPADDR=192.168.10.172
ONBOOT=yes
[root@localhost network-scripts]# systemctl restart network
[root@localhost network-scripts]# ifconfig
[root@localhost network-scripts]# cd 
[root@localhost ~]# vi /etc/rc.local
添加
/sbin/route add -host 192.168.10.172 dev lo:0
[root@localhost ~]# route add -host 192.168.10.172 dev lo:0

（2）调整内核参数

[root@localhost ~]# vi /etc/sysctl.conf
添加：
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

注释：
arp_ignore =1    
当收到arp请求时，只有ARP请求数据包所请求的IP地址属于当前网卡的IP地址，才会回应ARP响应数据包。
arp_announce = 2
当发送arp请求时，忽略IP数据包的源IP地址，总是选择网卡所配置的首选IP地址作为ARP请求数据包的发送方IP地址
目的：因为lo：0的ip地址和调度器的ens33：0的ip地址是一样的，为了不造成ip冲突，要禁止更新VIP的mac地址。
[root@localhost ~]# sysctl -p

（3）安装httpd创建测试网页

[root@localhost ~]# yum -y install httpd
yum install nfs-utils
[root@localhost ~]# mount 192.168.10.105:/opt/wwwroot /var/www/html
[root@localhost ~]#vi /var/www/html/index.html
<h1>LVS负载均衡群集--测试页面01</h1>

（4）启用httpd服务

[root@localhost ~]# systemctl start httpd

（5）配置第二台web节点

配置方法与第一台完全相同

  注意：在实验环境中，为了验证负载过程，第二台web服务器的网站可以可第一个不一样，所以这两个web服务器就没有必要使用NFS，直接在web服务器本地创建测试网页文件即可

4：在client上测试网站

http://192.168.10.172

测试时频繁刷新页面


也可以用脚本测试：

[root@localhost ~]# for i in $(seq 10); do curl http://192.168.10.172  ;done

5：在LVS调度器上查看LVS策略

[root@localhost ~]# ipvsadm -ln

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  192.168.10.172:80 rr

  -> 192.168.10.102:80             Route   1      0          0          
  -> 192.168.10.103:80             Route   1      0          0