部署LVS-DR群集

news2024/11/25 2:51:24

LVS-DR数据包流向分析

为了方便进行原理分析，将Client与群集机器放在同一网络中，数据包流经的路线为1-2-3-4

（Client向目标VIP发出请求，调度器接收；director根据负载均衡算法选择realserver不修改也不封装IP，而是将数据帧的MAC地址改为realserver的MAC地址，然后在局域网上发送；realserver收到帧后，解封装后发现目标IP与本机匹配，于是处理报文，再封装报文，将报文通过lo接口传送给物理网卡发送出去；client将接收到回复报文，认为得到正常的服务，但不知道是哪一台服务器处理的。）

数据包流向分析：

（1）客户端发送请求到Director Server（负载均衡器），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）Director Server 和 Real Server在同一个网络中，数据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VIP，此时IPVS（IP虚拟服务器）比对数据包请求的服务是否实际群服务，是集群服务就重新封装数据包，修改源MAC地址为Director Server 的MAC地址，修改目标MAC地址为Real Server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）到达Real Server的请求报文的MAC地址是自身的MAC地址，就接收此报文。数据包重新封装报文（源IP地址为VIP，目标IP为CIP），将响应报文通过lo接口传送给物理网卡然后向外发出。

（5）Real Server直接将相应报文传送到客户端。

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，因为负载均衡和节点服务器都是连接到相同的网络上，他们都会接收到ARP广播

只有前端的负载均衡其进行响应，其他节点服务器不应该响应ARP广播

对节点服务进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求

使用虚接口lo:0承载VIP地址

设置内核参数arp_ignore=1:系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求

问题

路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给RealServer，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。

修改/etc/sysctl.conf文件

(ignore可使linux系统只会对物理网卡IP的ARP请求作相应)

(announce使Linux系统使用物理网卡的IP作为ARP请求报文的源IP地址，而不使用数据包的源IP）

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1

net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2

net.ipv4.conf.all.arp_ygnore=1

net.ipv4.conf.all.arp_announce=2

DR 模式的特点：
（1）Director Server 和 Real Server 必须在同一个物理网络中。
（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。

-----------------DR模式 LVS负载均衡群集部署-----------------------------------

DR 服务器：192.168.179.24
Web 服务器1：192.168.179.22
Web 服务器2：192.168.179.20
vip：192.168.179.188
客户端：192.168.179.25

1.配置负载调度器（192.168.179.24）
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.80.188）
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=192.168.179.188
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0


（2）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

（3）配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.179.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.179.188:80 -r 192.168.179.22:80 -g            #若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.179.188:80 -r 192.168.179.20:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln                    #查看节点状态，Route代表 DR模式


2.部署共享存储（NFS服务器：192.168.179.25）
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 192.168.179.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.179.0/24(rw,sync)

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

3.配置节点服务器（192.168.179.20、192.168.179.22）
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.179.188）

#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=192.168.179.188
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 192.168.80.188 dev lo:0

vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.80.188 dev lo:0

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

（2）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

或者
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

sysctl -p

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd

--192.168.80.100---
mount.nfs 192.168.80.13:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.80.101---
mount.nfs 192.168.80.13:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html

4.测试 LVS 群集
在客户端使用浏览器访问 http://192.168.179.188/

实验：

 首先：systemctl stop firewalld

            setenforce 0

1.配置负载调度器（192.168.179.24）

 （1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.80.188）
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=192.168.179.188
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0


（2）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

（3）配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm                                          #否则第一次开启会报错
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.179.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.179.188:80 -r 192.168.179.22:80 -g            #若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.179.188:80 -r 192.168.179.20:80 -g
ipvsadm

ipvsadm -ln                    #查看节点状态，Route代表 DR模式

（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.179.188）

#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=192.168.179.188
NETMASK=255.255.255.255                        #注意：子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0

systemctl restart network

systemctl restart nginx


route add -host 192.168.80.188 dev lo:0                      #临时修改

 vim /etc/rc.local                #永久修改
/sbin/route add -host 192.168.179.188 dev lo:0

 chmod +x /etc/rc.d/rc.local

（2）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

或者
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce                         #临时

sysctl -p

4.测试 LVS 群集
在客户端使用浏览器访问 http://192.168.179.188/

 

 

 实现了负载均衡！

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