47、lvs之DR - 技术栈

1、DR模式：

1.1、lvs三种模式：

nat 地址转换
DR 直接路由模式
tun 隧道模式

1.2、DR模式的特点：

调度器在整个lvs集群当中是最重要的，在nat模式下，即负载接收请求，同时根据负载均衡的算法转发流量，响应发送给客户端。
DR模式：调度器依然负责接收请求，同时也根据负载均衡算法转发到RS，响应直接由RS响应给客户端。
直接路由 Direct Routing是一种二层转发模式。二层转发的是数据帧。根据源mac地址和目的mac地址进行转发。
不会修改数据包源ip和目的ip，根据数据包的mac地址进行转发。
DR模式下，lvs也是维护一个虚拟的ip地址，所有的请求都是发送到这个vip，既然是走二层转发，当客户端的请求到达调度之后，根据负载均衡的算法选择一个RS，修改vip服务器的目的mac变成RS的mac地址，RS处理完成请求之后，根据报文当中客户端的源mac的地址，直接把响应发送到客户端即可，不需要走调度器。

调度器配置了vip，RS上也配置了vip地址。

vip地址冲突，调度器和RS都在同一网段，ARP通信的紊乱。因为整个局域网广播，所有的设备都收到了。
怎么把lo这个回环的响应把它屏蔽掉，只有服务器本机的物理ip地址响应。

修改内核参数：

arp_ignore=1------#服务器系统的物理ip地址才会响应请求，lo不会响应ARP请求。
2、返回报文时，vip地址还在，怎么样能让客户端来接收到响应
arp_announce=2---#系统不使用ip数据包的源地址来响应请求，直接发送物理接口的ip地址。

1、调度器的ip地址和RS的ip要在同一网段，数据先进行二层转发。

2、RS是一个公网地址，互联网可以直接访问RS的地址（不用）。

3、DR模式是走内核转发，内核来判断数据包的地址，根据RS的地址把数据包重新封装，修改mac地址。
4、调度器的地址只可以做为集群访问的入口，不能作为网关。

5、所有的RS上的lo(本地回环地址)都要配置vip地址。

DR模式的实现：

nignx1：RS1 192.168.168.10+vip

nginx2: RS2 192.168.168.20+vip

VIP: 192.168.168.100

test1:调度器vip

test2:客户端

调度器上

复制代码

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward=0
#关闭数据包转发功能
net.ipv4.conf.all.send_redirects=0
#禁止系统发送icmp重定向的消息。回环地址不接受ping得消息。只针对真实得ip地址。
net.ipv4.conf.default.send_redirects=0
#禁止默认网络接口发送icmp重定向的消息。
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects=0
#针对ens33设备，禁止发送icmp重定向消息。

-A 添加虚拟服务器 vip
-D 删除虚拟服务器地址
-s指定负载均衡的调度算法
-a 添加真实服务器
-d 删除真实服务器
-t 指定vip的地址和端口
-r 指定rip的地址和端口
-m使用nat模式
-g 使用DR模式
-i 使用隧道模式
-w 设置权重
-p 60：连接保持60设置保持时间
-l：列表查看
-n：数字化展示
-m指定模式为nat模式

设置ip地址为192.168.168.100的地址添加到回环接口，作为lvs的vip。通过路由的模式转发到RS

能让vip识别到RS真实的服务器。

route add -host 192.168.233.100 dev lo:0

vim /etc/sysctl.conf

复制代码

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
#设置回环接口忽略来自任何接口的ARP请求net.ipv4.conf.lo.arp_announce =2
设置回环地址仅仅公告本地的ip地址，但是不响应ARP请求net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
#设置所有接口忽略来自任何接口的ARP请求net.ipv4.conf.all.arp_announce =2
#设置所有接口仅仅公告本地的ip地址，但是不响应ARP请求。

3、在Linux系统中，net.ipv4.conf.all.arp_ignore 是一个内核参数，用于控制网络接口如何处理收到的ARP（地址解析协议）请求。这个参数特别在服务器和网络设备中配置，以减少因ARP欺骗或其他网络攻击而带来的安全风险。

当设置 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 时，这意味着系统将只回答目标IP地址为本机接收接口上的地址的ARP请求。换句话说，如果ARP请求的目标IP地址与接收该请求的接口上的IP地址不匹配，那么系统将忽略这个ARP请求。这个设置对于增强系统对ARP欺骗攻击的抵抗能力特别有用。

具体来说，arp_ignore 参数可以有多个值，每个值代表不同的行为：

0（默认值）：回应任何网络接口上的任何ARP请求，只要请求的目标IP地址与本机上的某个IP地址匹配。
1：只回应目标IP地址是接收接口的IP地址的ARP请求。这有助于防止将接口用作其他机器的代理。
2：仅当ARP请求的目标IP地址是接收接口的IP地址，并且该接口是主要的（即，如果接口配置了多个IP地址，则只回应与主要IP地址匹配的ARP请求）。

4、在Linux系统中，net.ipv4.conf.all.arp_announce 是一个内核参数，用于控制网络接口在发送ARP（地址解析协议）请求或响应时使用的IP地址选择策略。这个参数对于防止ARP欺骗和网络地址冲突特别有用，因为它允许系统更加谨慎地选择用于ARP通信的源IP地址。

当设置 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2 时，这意味着系统将在发送ARP请求或响应时，只使用与请求的目标IP地址在同一子网上的接口的主IP地址（如果有的话）。如果没有这样的接口，则不发送ARP请求或响应。这个设置可以帮助减少因ARP欺骗而导致的网络问题，因为它限制了可以发送ARP流量的接口和IP地址。

arp_announce 参数可以有以下几个值：

0（默认值）：选择任意接口上的任意IP地址进行ARP请求或响应。这可能会导致安全问题，因为攻击者可能能够诱骗系统使用不应该用于ARP通信的IP地址。
1：尽量避免使用非请求接口上的IP地址作为ARP请求的源IP地址。但是，如果没有其他选择，仍然可能会使用非请求接口上的IP地址。
2：只使用与请求的目标IP地址在同一子网上的接口的主IP地址（如果有的话）。这是最为严格的设置，有助于防止ARP欺骗。

lvs的三种工作模式：

	NAT	DR	TUN
优点	配置简单，地址转换	性能最好	WAN可以实现较远距离的数据包转送
缺点	性能瓶颈	不支持跨网段	专用通道，需要开通VPN（花钱）
RS要求	无限制	必须要静止非物理接口的ARP响应	要支持隧道模式
RS数量	10-20	100台	100台

修改vip的轮询算法：

ipvsadm -E -t 192.168.233.100:80 -s wrr

ipvsadm -e -t 192.168.233.100:80 -r 192.168.233.61:80 -w 3

2、面试题

简述lvs的三种模式和他们的区别：

LVS的工作模式及其工作过程：

LVS 有三种负载均衡的模式，分别是VS/NAT（nat 模式）、VS/DR（路由模式）、VS/TUN（隧道模式）。

1、NAT模式（VS-NAT）

原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。

然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标IP地址及端口改成后端真实服务器的IP地址（RIP）。

真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包发送给负载均衡器，负载均衡器在接收到响应包后，

把包的源地址改成虚拟地址（VIP）然后发送回给客户端。

优点：集群中的服务器可以使用任何支持TCP/IP的操作系统，只要负载均衡器有一个合法的IP地址。

缺点：扩展性有限，当服务器节点增长过多时，由于所有的请求和应答都需要经过负载均衡器，

因此负载均衡器将成为整个系统的瓶颈。

2、直接路由模式（VS-DR）

原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。

然后负载均衡器就把客户端发送的请求数据包的目标MAC地址改成后端真实服务器的MAC地址（R-MAC）。

真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包直接发送给客户端，不需要经过负载均衡器。

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器，而RS将应答包直接发给用户。

所以，减少了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，也能处理很巨大的请求量。

缺点：需要负载均衡器与真实服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上，必须在同一个局域网环境。

3、IP隧道模式（VS-TUN）

原理：首先负载均衡器接收到客户的请求数据包时，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器（RS）。

然后负载均衡器就把客户端发送的请求报文封装一层IP隧道（T-IP）转发到真实服务器（RS）。

真实服务器响应完请求后，查看默认路由，把响应后的数据包直接发送给客户端，不需要经过负载均衡器。

优点：负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器，而RS将应答包直接发给用户。

所以，减少了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，也能处理很巨大的请求量。

缺点：隧道模式的RS节点需要合法IP，这种方式需要所有的服务器支持"IP Tunneling"。

lvs集群当中的高可用架构只是针对调度器的高可用。

基于vrrp来实现调度器的主和备。

高可用的HA架构。

主调度器，备调度（多台）

在主调度器正常工作的时候，备完全处于冗余状态（待命）。不参与集群的运转，只有当主调度器出现故障时，备才会承担主调度器的工作。主调度器恢复功能时，主继续作为集群的入口，备继续处于冗余状态（取决于优先级）。

keepaliva基于vrrp协议来实现高可用的方案。

1、组播地址：

224.0.0.18根据组播地址来进行通信，主和备之间发送报文。确定对方是否存活。

2、根据优先级的大小来确定主和备的位置。

3、故障切换，主挂了，备来继续工作，主恢复了，备继续等待。

4、主和备之间的切换是vip地址的切换。

keepalive是专门为了lvs而出现的，但不是lvs专用的。

3、lvs和nginx做负载均衡的区别：

lvs是四层转发内核态 ip+端口四层代理

nginx 四层代理也可以七层代理

lvs（DR模式）+nginx+tomcat

lvs实现四层转发+nginx实现7层转发（动态）

访问lvs的vip地址可以实现动静分离。

4、实验操作1、DR模式实现：

DR模式的实现：

nignx1：RS1 192.168.168.10

nginx2: RS2 192.168.168.20

VIP: 192.168.168.100

test1:调度器 192.168.168.50

test2:客户端 192.168.168.60

test1:调度器

modprobe ip_vs 启动内核

yum -y install ipvsadm* 安装lvs管理工具