一、LVS-DR模式的数据流向
1、负载均衡器lvs调度器:只负责请求和转发到后端的真实服务器,但是响应结果,由后端服务器直接转发给客户端,不需要经过调度器的处理,减轻lvs调度器的负担,提高性能和稳定性
二、LVS-DR模式的工作原理(重点)
(一)工作原理
1、客户端发送请求到VIP
2、lvs的调度器接受请求之后,根据算法选择一台后端的真实服务器,请求转发到后端RS,把请求报文的目的Mac地址,修改成后端真实服务器的Mac地址,然后转发
3、后端真实服务器接受请求,处理完成之后。由后端服务器直接把响应结果转发给客户端,响应报文中的目的Mac地址修改成客户端的Mac地址,直接把响应报文转发到客户端
4、调度器,后端真实服务器都有VIP地址,调度的地址和后端真实服务器在同一网段
(二)重点:两台后端真实服务器都有VIP地址:中间器,在后端真实服务器上进行ip地址和Mac地址转换。
(三)VIP的作用:(设置相同的VIP地址)
1、标识后端的真实服务器
2、保证调度器和后端服务器之间的通信,保证请求可以正确的转发到后端服务器
3、实现高可用和故障转移
(四)问题1:由于调度器和后端真实服务器都有相同的VIP地址,导致响应冲突,ARP通信紊乱
1、对真实服务器进行处理,让真实服务器不响应针对VIP的ARP请求
2、VIP地址使用LO的虚拟地址:arp_ignore=1——设置内核优化的操作
3、后端真实服务器只响应目的ip为本地ip,也就是RIP(后端服务器的真实ip,ens33网卡提供的地址)
(五)问题2:返回报文使用的源地址还是VIP地址,调度器也是VIP,怎么把响应返回到客户端而不经过调度器
1、对后端真实服务器做内核参数的优化:arp_announce=2(系统不使用ip数据包的源地址,来设置ARP的请求)
2、真实的物理网卡的地址
三、DR模式的特点
1、调度器的ip和真实服务器的ip必须在同一个物理网络中
2、真实服务器的IP地址可以是私有地址,也可以是公网地址(一般都是私有地址;如果配置的是公网地址,可以通过互联网直接访问ip)
3、调度器只作为入口,不做网关(不进行数据转发),要把服务器的转发功能关闭
4、后端真实服务器的网关也不能指向调度器,真实服务器的数据包不允许经过调度器
5、后端真实服务器上,基于LO接口配置VIP的IP地址
四、ARP协议(网络层协议)
1、ARP协议:将IP地址解析为物理Mac地址
2、ARP协议的工作原理
3、ARP协议的核心:解决局域网内部的通信,IP地址和Mac地址映射
五、配置DR模式(实现DR模式的负载均衡)
test1 20.0.0.10 调度器
test2 20.0.0.12 web集群1
test3 20.0.0.13 web集群2
test4 NFS
VIP地址:20.0.0.100
(一)配置调度器
1、加载ip_vs的内核
2、安装软件
3、配置VIP地址
4、调度器的内核优化
5、配置策略
(二)配置共享服务
(三)配置后端服务器
1、编译安装nginx
2、基于回环接口创建虚拟网卡
3、把VIP地址绑定到lo:0,作为lvs的VIP地址。起到标识的作用,告诉调度器,进行转发请求的IP地址寻址
4、优化内核
五、总结
1、DR模式:核心就是响应客户端由后端的真实服务器完成,不需要经过调度器
2、VIP地址:调度器和后端服务器都要有VIP地址
3、VIP地址的作用
(1)暴露访问地址
(2)调度器转发请求的标识
(3)调度器和后端服务器之间通过VIP地址进行通信
(4)高可用(基于DR模式)
4、其他所有的请求和响应都被禁用
六、负载均衡算法
1、修改VIP的调度算法:ipvsadm -E -t 20.0.0.100:80 -s wrr
2、修改策略的轮询权重:ipvsadm -e -t 20.0.0.100:80 -r 20.0.0.12:80 -w 3
(每修改完要先保存、再重启)
3、wrr负载均衡器的调度算法
Forward:负载均衡算法和负载均衡方式,route就是DR模式
weight:后端服务器的轮询权重
activeconn:活跃连接,表示调度器正在处理的活动连接数,这些连接正在进行传输数据或正在进行交互
Inactiveconn:表示当前处于非活动状态的连接数,已经建立连接但是目前没有数据传输,第二个连接处于等待状态
七、重点
(一)lvs负载均衡的工作方式:NAT、DR、TUN,最常用的就是DR模式
(二)NAT和DR模式
NAT | DR | |
优点 | 配置简单 | 性能最好 |
缺点 | 性能瓶颈 | 调度服务器和后端真实服务器不能跨网段 |
真实服务器 | ANY | 不能支持ARP响应(NO-ARP),只能到真实服务器 |
支持的网络模式 | 私网 | 既可以是内网也可以是公网 |
真实服务器数量 | low(10-20台) | 100台 |