LVS-DR - 技术栈

概述

LVS-DR（Linux Virtual Server Direct Routing）模式是一种常用的负载均衡工作模式，适用于生产环境。在DR模式下，Director Server（负载均衡器）作为集群的访问入口，但不作为网关使用。Director Server与Real Server（后端服务器）需要处于同一个物理网络中，数据返回时不需要经过Director Server，减少了Director Server的处理负担，提高了整体的响应速度和稳定性。

DR模式工作原理

1、当客户端向Director Server发送请求时，请求报文首先到达内核空间的PREROUTING链。如果目标IP是Director Server的虚拟IP（VIP），数据包会被送到INPUT链。

2、IPVS在INPUT链上工作，它会将用户请求与定义好的集群服务进行比对。如果匹配，IPVS会修改请求报文的源MAC地址为Director Server的MAC地址，并将目标MAC地址修改为选定的Real Server的MAC地址，同时源IP和目标IP不变。

3、修改后的请求报文通过POSTROUTING链，由于Director Server和Real Server在同一网络中，请求报文通过数据链路层直接传输到Real Server。

4、Real Server接收到请求报文后，会处理请求并通过lo接口封装响应报文，将源MAC地址改为自己的MAC地址，目标MAC地址改为客户端的MAC地址，然后发送给客户端。

5、客户端接收到来自Real Server的响应，因为响应报文的源IP地址是VIP，客户端认为是直接从服务集群接收到的服务。

DR模式特点

Director Server和Real Server必须在同一个物理网络中。

Real Server可以使用私有或公有地址。

所有的请求报文都通过Director Server，但响应报文不需要经过Director Server。

Real Server的网关不指向Director Server，指向所属网段的网关。

Real Server上的lo接口配置有VIP的IP地址。

不支持端口映射。

Director Server与Real Server使用直连路由模式。

实验准备

五台虚拟机：客户端、路由器、负载均衡器、两台真实服务器

操作系统为openEuler22.03

所有虚拟机手工配置IP地址

路由器需要两张网卡，一张为NAT模式，一张为仅主机模式

VMware的NAT模式和仅主机模式的DHCP功能关闭

NAT模式网段为192.168.0.0/24

及主机模式网段为172.16.0.0/24

Client	192.168.0.10
Router	192.168.0.254
Router	172.16.0.254
Director Server DIP	172.16.0.10
Real Server 1 RIP1	172.16.0.20
Real Server 2 RIP2	172.16.0.30
Virtual IP	172.16.0.100
[IP地址]

Router

Director Server

Real Server

Clent

实验步骤

Router

开启内核路由功能

bash 复制代码

sysctl -p    #刷新配置

Director Server

将lo接口修改为VIP

bash 复制代码

ip address add 172.16.0.100/32 dev lo

安装ipvsadm负载均衡控制组件

bash 复制代码

yum install -y ipvsadm

添加配置文件

bash 复制代码

ipvsadm -A -t 172.16.0.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.16.0.100:80 -r 172.16.0.20:80 -g
ipvsadm -a -t 172.16.0.100:80 -r 172.16.0.30:80 -g

Real Server

Web1

bash 复制代码

ip address add 172.16.0.100/32 dev lo    #lo接口更改为VIP

bash 复制代码

yum install -y httpd
echo Web--1 > /var/www/html/index.html    #添加文本
systemctl enable --now httpd

抑制ARP

bash 复制代码

vim /etc/sysctl.conf
sysctl -p    #刷新内核配置

Web2

bash 复制代码

ip address add 172.16.0.100/32 dev lo    #修改lo接口为VIP

bash 复制代码

yum install -y httpd
echo Web--2 > /var/www/html/index.html
systemctl enable --now httpd

抑制ARP

bash 复制代码

vim /etc/sysctl.conf
sysctl -p

测试

更换为权重轮询测试

bash 复制代码

ipvsadm -E -t 172.16.0.100:80 -s wrr
ipvsadm -e -t 172.16.0.100:80 -r 172.16.0.20:80 -g -w 1
ipvsadm -e -t 172.16.0.100:80 -r 172.16.0.30:80 -g -w 2