LVS部署——DR集群

目录

一、LVS---DR工作原理

二、LVS-DR数据流向

三、LVS-DR模式特点和优缺点

3.1、特点

3.2、优缺点

四、LVS-DR中的ARP问题

4.1、IP地址冲突

4.2、第二次访问请求失败

五、部署LVS-DR集群

5.1、实验准备

5.2、配置负载调度器(192.168.20.15)

5.3、配置节点服务器(192.168.20.11、192.168.20.12)

[5.4、测试 LVS 群集](#5.4、测试 LVS 群集)


一、LVS---DR工作原理

LVS-DR模式,Director Server作为集群的访问入口,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。

为了响应对整个集群的访问,Director Server 与REAL Server 都需要配置VIP 地址。

Director Server 作为集群的访问入口,但不作为网关使用,后端服务器池中的Real Server与Director Server在同一个物理网络中,发给客户机的数据包不需要经过Director Server。为了响应对整个集群的访问,DS(前端负载均衡节点服务器)与RS(后端真实服务器)都需要配置有VIP地址。

每个Real Server上都有两个IP:VIP(负载均衡对外提供访问的IP地址)和RIP(负载均衡后端的真实服务器IP地址),但是VIP是隐藏的,就是不难提供解析等功能,只是用来做请求回复的源IP的,Director上只需要一个网卡,然后利用别名来配置两个IP:VIP和DIP(负载均衡与后端服务器通信的IP地址),在DIR接收到客户端的请求后。DIR根据负载均衡算法选择一台rs server的网卡mac作为客户端请求包中的目标mac,通过arp转交给后端rs server处理,后端在通过自己的网关回复给客户端。

二、LVS-DR数据流向

1、用户发送请求到Director Server,请求的数据报文(源IP是CIP(客户端IP),目标IP是VIP)到达内核空间;

2、由于DS和RS在用一个网络中,所以是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IP,此时IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务,若是,重新封装数据包,修改源MAC地址为DIP的MAC地址,目标MAC地址为RIP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、RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址,就接收此报文,重新封装报文(源IP地址为VIP,目标IP为CIP)将响应报文通过io传送给ens33网卡然后向外发出;

5、RS直接将响应报文传送到客户端。

三、LVS-DR模式特点和优缺点

3.1、特点

① Director Server 和 Real 必须在同一个物理网Server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。

3.2、优缺点

优点:

负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器,而物理服务器将应答包直接分发给用户。所以,负责均衡器能处理很巨大的请求量,这种方式,一台负载均衡能为超过100台物理服务器服务,负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-DR方式,如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话,就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。甚至更高;

缺点:

这种方式需要所有的DIR和RIP都在同一广播域;不支持异地容灾。

四、LVS-DR中的ARP问题

4.1、IP地址冲突

在LVS-DR负载均衡集群中,负载均衡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:

1、对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求

2、用虚接口lo:0承载VIP地址

3、设置内核参数arp_ignore=1:系统只响应目的IP为本地IP(真实网卡IP)的ARP请求

4.2、第二次访问请求失败

Real Server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(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对应的Real Server的MAC地址。路由器根据ARP表项,会将新来的请求报文转发给Real Server,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。

补充:ARP内核参数含义

arp_ignore=1:系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求

arp_ignore=0:主机上任意一个网卡接口有广播ARP请求报文IP地址 都会进行响应

arp_announce=2:只响应目的IP地址为接受网卡上本地地址ARP请求,并且ARP请求的源IP地址必须和接受网卡同网段。

五、部署LVS-DR集群

5.1、实验准备

DR 服务器:192.168.20.17

Web 服务器1:192.168.20.11

Web 服务器2:192.168.20.12

vip:192.168.20.180

客户端:192.168.20.100

5.2、配置负载调度器(192.168.20.15)

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

配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.20.180)
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=192.168.20.180
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0

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

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

5.3、部署共享存储(NFS服务器:192.168.20.17)

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

5.3、配置节点服务器(192.168.20.11、192.168.20.12)

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.20.180)
#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=192.168.20.180
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 192.168.20.180 dev lo:0
设置系统自动识别,并设置执行权限
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.10.180 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local

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

 安装nfs、rpcbind和httpd服务
yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd

开启相关服务,并挂载分享端的内容
--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

5.4、测试 LVS 群集

在客户端使用浏览器访问 http://192.168.10.180/

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