本章结构:
数据包流向分析:
数据包流向分析:
(1)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。
(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。
1.Client向目标VIP发出请求,Director(负载均衡器)负责接收,接收的源ip,目标ip加载进内核当中
2、Director根据负载均衡算法选择RealServer_1,不修改也不封装IP报文,而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址,然后在局域网上发送
3、RealServer_1收到这个帧,解封装后发现目标IP与本机匹配 (RealServer事先绑定了VIP[虚拟ipd]),于是处理这个报文。随后重新封装报文,发送到局域网
4、Client将收到回复报文。client认为得到正常的服务,而不会知道是哪一台服务器处理的
注意:如果跨网段,则报文通过路由器经由Internet返回给用户
重新封装
IP头部 源IP(VIP) 目标 C_Ip
数据流向:
1、client 向目标 VIP 发出请求,DIR 接受此时IP包头数据帧头信息
2、DIR
根据负载均衡算法一台active的RS (RIR1),将RIP1所在的网卡的mac地址作为目标的mac地址,发送到局域网里,此时IP包头数据帧信息 如2
3、RIR 在局域网中的收到这个顺拆开后发现目标 (VIP) 与本地匹配,于是你就会处理这个报文,随后重新封装报文,发送到局域网,此时IP包头及数据帧信息如 3
LVS-DR中的ARP问题
在局域网中具有相同的IP地址,会造成各服务器ARP通信的紊乱,ARP广播时除了负载均衡器之外,节点服务器不应该响应,因此需要进行处理
对节点服务器进行处理,使其不响应ARP请求
使用虚拟接口lo:0承载VIP地址
设置内核参数arp_ignore=1,arp禁锢,使其只响应目的为本地IP的ARP请求
原理图:
问题
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地址作为ARP请求报文源IP地址,这样我们就可以防止网关路由器收到的源IP地址为VIP的ARP请求的报文后又更新ARP缓存表,导致外网再发送请求时,到达不了调度器
数据流量图2:
LVS-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。
DR模式 LVS负载均衡群集部署
DR 服务器:192.168.10.18 192.168.10.19
Web 服务器1:192.168.10.16
Web 服务器2:192.168.10.17
vip:192.168.10.180
客户端:192.168.10.200
1.配置负载调度器(192.168.10.19)
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm
(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.10.180)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0 #若隧道模式,复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.180
NETMASK=255.255.255.255
ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
(2)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,需要关闭 icmp 的重定向,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
(3)配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.10.180:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.10.180:80 -r 192.168.10.16:80 -g #若隧道模式,-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.10.180:80 -r 192.168.10.17:80 -g
ipvsadm
ipvsadm -ln #查看节点状态,Route代表 DR模式
确保防火墙是关闭的
安装ipvsadm
配置网卡
2.部署共享存储(NFS服务器:192.168.10.200)
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
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 192.168.10.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.10.0/24(rw,sync)
systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service
3.配置节点服务器(192.168.10.16、192.168.10.17)
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.10.180)
#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-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.180
NETMASK=255.255.255.255 #注意:子网掩码必须全为 1
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.10.180 dev lo:0
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.10.180 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
(2)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
或者
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
--192.168.10.16---
mount.nfs 192.168.10.19:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html
--192.168.10.17---
mount.nfs 192.168.10.19:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html
4.测试 LVS 群集
在客户端使用浏览器访问 http://192.168.10.180/