LVS集群 ----------------（直接路由 ）DR模式部署 （二）

news2024/9/30 7:20:49

一、LVS集群的三种工作模式

  • lvs-nat：修改请求报文的目标IP,多目标IP的DNAT

  • lvs-dr：操纵封装新的MAC地址（直接路由）  

  • lvs-tun：隧道模式

lvs-dr 是 LVS集群的 默认工作模式

NAT通过网络地址转换实现的虚拟服务器，大并发访问时，调度器的性能成为瓶颈lvs压力不适用

DR:使用路由技术实现虚拟服务器，节点服务器需要配置VIP，注意MAC地址广播

TUN:通过隧道方式实现虚拟服务器。

参考上一篇文章

二、LVS工作模式比较

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工P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日标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"。

三、lvs ----------直接路由 (DR模式)

直接路由（Direct Routing）：简称 DR 模式，采用半开放式的网络结构，与 TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络。

负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的 IP 隧道

直接路由，LVS默认模式,应用最广泛,通过请求报文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目标IP/PORT均保持不变

DR模式两种解决方法：

绑定ARP绑定Ivs 代理服务器（碰不到客户端，一般不用）
关闭ARP 广播 真实服务器（一般采用它）

LVS调度服务器也可以使用公网ip,也可以买公网ip

DR模式的特点：

  1. Director（调度器）和各RS（真实服务器）都配置有VIP（虚拟ip）

  2. 确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发往Director

  • 在前端网关做静态绑定VIP和Director的MAC地址

  • 在RS上使用arptables工具

arptables -A IN -d $VIP -j DROP
arptables -A OUT -s $VIP -j mangle --mangle-ip-s $RIP

在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别

/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  忽略arp广播
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce  关闭无敌arp

RS(真实服务器)的RIP（真实ip）可以使用私网地址，也可以是公网地址；RIP与DIP在同一IP网络；RIP的网关不能指向DIP，以确保响应报文不会经由Director

  1. RS和Director要在同一个物理网络

  2. 请求报文要经由Director，但响应报文不经由Director，而由RS直接发往Client

  3. 不支持端口映射（端口不能修改）

  4. 无需开启 ip_forward(路由转发)

  5. RS可使用大多数OS系统

操作系统(Operating System，缩写为OS)是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的计算机程序

拓朴图：

回环网卡上配置虚拟ip,四台机器共用一个虚拟ip，在Linux中，回环网卡是指用于本地回环测试的虚拟网络接口，通常被标识为lo

四台机器都关闭防火墙、防护

7-1配置负载调度器

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

#调整/proc响应参数  对于 DR 群集模式来说，由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，应该关闭 Linux 内核的重定向参数响应服务器不是一台路由器，那么它不会发送重定向，所以可以关闭该功能

[root@zzzcentos1 ~]#systemctl stop firewalld
[root@zzzcentos1 ~]#setenforce 0
[root@zzzcentos1 ~]#ifconfig ens33:0 192.168.246.188/32
[root@zzzcentos1 ~]#ip a
[root@zzzcentos1 ~]#vim /etc/sysctl.conf  #调整/proc响应参数
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
#末行加入
[root@zzzcentos1 ~]#sysctl -p
[root@zzzcentos1 ~]#modprobe ip_vs    ##加载模块
[root@zzzcentos1 ~]#cat /proc/net/ip_vs
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@zzzcentos1 ~]#yum install ipvsadm.x86_64 -y
[root@zzzcentos1 ~]#ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
[root@zzzcentos1 ~]#systemctl start ipvsadm.service 
[root@zzzcentos1 ~]#systemctl status ipvsadm.service 
● ipvsadm.service - Initialise the Linux Virtual Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/ipvsadm.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (exited) since 三 2024-03-06 15:18:53 CST; 20s ago
  Process: 2969 ExecStart=/bin/bash -c exec /sbin/ipvsadm-restore < /etc/sysconfig/ipvsadm (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 2969 (code=exited, status=0/SUCCESS)

3月 06 15:18:53 zzzcentos1 systemd[1]: Starting Initialise the Linux Virtual Server...
3月 06 15:18:53 zzzcentos1 systemd[1]: Started Initialise the Linux Virtual Server.
[root@zzzcentos1 ~]#ipvsadm -A -t 192.168.246.188:80 -s rr
[root@zzzcentos1 ~]#
[root@zzzcentos1 ~]#ipvsadm -a -t 192.168.246.188:80 -r 192.168.246.8:80 -g
[root@zzzcentos1 ~]#ipvsadm -a -t 192.168.246.188:80 -r 192.168.246.9:80 -g
[root@zzzcentos1 ~]#
[root@zzzcentos1 ~]#ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.246.188:80 rr
  -> 192.168.246.8:80             Route   1      0          0         
  -> 192.168.246.9:80             Route   1      0          0         
[root@zzzcentos1 ~]#

7-2 真实服务器配置

net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

[root@zzzcentos2 ~]#systemctl stop firewalld
[root@zzzcentos2 ~]#setenforce 0
[root@zzzcentos2 ~]#yum install httpd -y
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl start httpd
[root@zzzcentos2 ~]#ifconfig lo:0 192.168.246.188/32
[root@zzzcentos2 ~]#ip a
[root@zzzcentos2 ~]#cd /var/www/html/
[root@zzzcentos2 html]#echo 7-2nihao > index.html
[root@zzzcentos2 html]#cat index.html
7-2nihao
[root@zzzcentos2 html]#sysctl -a |grep arp
[root@zzzcentos2 html]#vim /etc/sysctl.conf
#在末行加入
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@zzzcentos2 html]#sysctl -p

7-3真实服务器配置

[root@zzzcentos3 ~]#systemctl start httpd
[root@zzzcentos3 ~]#ifconfig lo:0 192.168.246.188/32
[root@zzzcentos3 ~]#cd /var/www/html/
[root@zzzcentos3 html]#echo 7-3 nihao > index.html
[root@zzzcentos3 html]#cat index.html
7-3 nihao
[root@zzzcentos3 html]#vim /etc/sysctl.conf 
[root@zzzcentos3 html]#sysctl -p
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
[root@zzzcentos3 html]#

7-4客户机检测：

四、 arp_announce   arp_ignore

vim /etc/sysctl.conf

#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址，而是物理mac地址上的IP

net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2


五、ARP协议

arp作用：①把ip地址转化为mac地址

                 ② 检测地址是否冲突

arp中没有源ip和目的ip,是发送方ip和接受方ip

arp中没有源ip和目的ip,是发送方ip和接收方ip

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