LVS-DR集群
- 一、LVS-DR工作原理
- 二 、DR数据包流向分析
- 2.1DR模式中名词解释
- 2.2数据包流向
- 三、ARP问题
- 3.1问题一：IP 地址冲突
- 3.2 问题二：第二次再有访问请求
- 四、LVS-DR实战
一、LVS-DR工作原理
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LVS-DR（Linux Virtual Server Director Server）工作模式 ，是生产环境中最常用的一 种工作模式。
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LVS-DR 模式，Director Server 作为群集的访问入口，不作为网关使用
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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。 -
为了响应对整个群集的访问，Director Server 与 Real Server 都需要配置 VIP 地址。
客户机发起请求，经过调度服务器（lvs），经过算法调度，去访问真实服务器（RS）
由于不原路返回，客户机不知道，真实主机的ip地址，
所以只能通过调度服务器的外网ip（vip）去反回报文信息
二 、DR数据包流向分析
2.1DR模式中名词解释
| 名词 | 解释 |
|---|---|
| DS（Director Server） | 前端负载均衡节点服务器 |
| RS（Real SERVER） | 真正提供服务的后端服务器 |
| RIP（RealServer IP） | 后端服务器的ip地址 |
| DIP | 调度器和后端服务器通信的ip |
| CIP（Client IP） | 源IP（客户端的IP） |
| VIP（Virtual IP） | 负载均衡对外提供访问的IP地址，一般负载均衡IP都会通过Viirtual IP实现高可用 |
| 源MAC地址 | DS调度器的MAC地址 |
| 目的MAC地址 | RS真正服务器的MAC地址 |
2.2数据包流向
（1） 客户端 发送请求到 Director Server,请求的数据报文（源 IP 是 CIP,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 比对数据包请求的服务是否是集群服务，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 直接将响应报文传送到客户端。
三、ARP问题
3.1问题一：IP 地址冲突
在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡器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：
-
对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求
-
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
路由器发送ARP请求（广播）
ARP---->广播去找ip地址解析成mac地址 默认使用调度服务器上的外网地址（vip地址）响应，
需要在真实服务器上修改内核参数
使真实服务器只对自己服务器上的真实IP地址响应ARP解析。
3.2 问题二：第二次再有访问请求
- RealServer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（即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RealServer的MAC地址。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
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
四、LVS-DR实战
| 主机名 | 地址 |
|---|---|
| VIP地址 | 192.168.243.188 |
| DIP | 192.168.243.104 |
| RIP | 243.102 、243.103 |
| tomcat服务器 | 243.107 |
配置tomcat服务器，负责动态页面
详情见此博客
配置节点服务器
(1)七层反向代理，静态页面
详情看此博客
(2)配置虚拟IP地址
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.243.188
NETMASK=255.255.255.255 #注意：子网掩码必须全为 1
# 指定网卡重启
ifup lo:0
ifconfig lo:0
#配置路由转发规则
route add -host 192.168.243.188 dev lo:0
#加入到系统启动文件中
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.243.188 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
配置调度服务器
.配置负载调度器
#配置防火墙添加ipvsadm模块
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：192.168.243.188）
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=192.168.80.188
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 192.168.243.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.243.188:80 -r 192.168.80.102:80 -g #若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.243.188:80 -r 192.168.80.103:80 -g
ipvsadm
ipvsadm -ln #查看节点状态，Route代表 DR模式
