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LVS负载均衡群集之DR模式


一、LVS-DR集群介绍

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。

1、LVS-DR模式工作原理

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。

2、数据包流向分析

  1. 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。
  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。

3、DR 模式的特点

  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。

4、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

问题二

问题说明: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。

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

二、DR模式 LVS负载均衡群集部署

环境:
DR 服务器:192.168.80.30
Web 服务器1:192.168.80.10
Web 服务器2:192.168.80.20
NFS共享服务器:192.168.80.40
vip:192.168.80.188
客户端:192.168.80.200

1.配置负载调度器(192.168.80.30)

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

在这里插入图片描述

配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.80.188)

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=192.168.80.188
NETMASK=255.255.255.255

在这里插入图片描述

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
route add -host 192.168.80.188 dev ens33:0

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

sysctl -p						#刷新设置

在这里插入图片描述

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 192.168.80.188:80 -s rr					#添加虚拟服务器
ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.10:80 -g			#若隧道模式,-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.20:80 -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

在这里插入图片描述

2.部署共享存储(NFS服务器:192.168.80.40)

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

在这里插入图片描述

/opt/kgc 192.168.80.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.80.0/24(rw,sync)

在这里插入图片描述

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service

在这里插入图片描述

3.配置节点服务器(192.168.80.10、192.168.80.20)

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.80.188)
###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

在这里插入图片描述

DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.80.188						#和VIP保持一致
NETMASK=255.255.255.255						#注意:子网掩码必须全为 1

在这里插入图片描述

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.80.188 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

在这里插入图片描述

/sbin/route add -host 192.168.80.188 dev lo:0

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

在这里插入图片描述

sysctl -p

在这里插入图片描述

或者 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

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

在这里插入图片描述

--192.168.80.10---
mount.nfs 192.168.80.40:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

在这里插入图片描述

--192.168.80.20---
mount.nfs 192.168.80.40:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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