LVS-DR概述及搭建

一、LVS-DR

1、数据包流向分析

2、LVS-DR中的ARP问题

3、DR模式的特点

二、LVS-DR集群构建

1、案例环境

2、配置负载调度器:192.168.142.4

3、部署NFS服务器:192.168.142.10

4、Web节点服务器1:192.168.142.5

5、Web节点服务器2:192.168.142.6

6、客户机访问测试

 

一、LVS-DR

为方便进行原理分析,将Clinet与群集机器放在同一网络中

1、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,目标IP是VIP)到达内核空间。

(2)Director Server 和 Real Server(节点服务器)在同一网络中,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为集群服务,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,就接受此报文。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,Real Server事先绑定了VIP

(5)Real Server直接将响应报文传送到客户端

注:如果跨网段,则报文通过路由器经由Internet返回给用户

2、LVS-DR中的ARP问题

(1)问题1

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
1)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网络上,它们都会接收到ARP广播
2)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

解决方案

对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求
1)使用虚接口lo:0承载VIP地址
2)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)

(2)问题二

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地址如:ens33
1)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
2)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

解决方案

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)

3、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作为集群的访问入口,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

二、LVS-DR集群构建

1、案例环境

VIP:192.168.142.100

负载调度器:192.168.142.4

Web节点服务器1:192.168.142.5

Web节点服务器2:192.168.142.6

NFS服务器:192.168.142.10

客户端:192.168.142.3

2、配置负载调度器:192.168.142.4

(1)配置虚拟IP地址(VIP:192.168.80.100)

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

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
OBBOOT=yes
IPADDR=192.168.142.100
NETMASK=255.255.255.255	 #设置为1

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0

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(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/systcl.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  #读取内容

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(3)配置负载分配策略

yum -y install ipvsadm

#启动服务前须保存负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm

#清除原有配置
ipvsadm -C

#添加虚拟服务器、指定VIP地址及端口、指定负载调度算法
ipvsadm -A -t 192.168.142.100:80 -s rr

#添加真实节点服务器1,添加DR群集模式
ipvsadm -a -t 192.168.142.100:80 -r 192.168.142.5:80 -g

#添加真实节点服务器2,添加DR群集模式
ipvsadm -a -t 192.168.80.100:80 -r 192.168.142.6:80 -g

#启用策略
ipvsadm

#查看节点状态,Route代表DR模式
ipvsadm -ln

#保存策略
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

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3、署NFS服务器:192.168.142.10

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

#安装nfs相关软件包
yum -y install nfs-utils rpcbind

#启动服务
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

#创建共享文件
mkdir /opt/111
mkdir /opt/222
echo "111111" > /opt/111/index.html
echo "222222" > /opt/222/index.html\

#给目录最大权限
chmod 777 /opt/111
chmod 777 /opt/222

#创建共享权限
vim /etc/exports
/opt/111 192.168.142.0/24(rw,sync)
/opt/222 192.168.142.0/24(rw,sync)

#发布共享并查看
exportfs -rv
showmount -e

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4、Web节点服务器1:192.168.142.5

(1)配置虚拟IP地址(VIP:192.168.142.100)

#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,并未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。

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0

vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
OBBOOT=yes
IPADDR=192.168.142.5
NETMASK=255.255.255.255	 #子网掩码必须全为1

ifup lo:0
ifconfig lo:0

#添加路由
route add -host 192.168.142.100 dev lo:0
或
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.142.100 dev lo:0    #添加为开机自启动

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(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
syscti -p

或	

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

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(3)部署web共享服务

#安装web服务
yum install -y httpd 
systemctl start httpd

#安装NFS服务,查看共享文件
yum -y install rpcbind nfs-utils
showmount -e 192.168.142.10

#开启NFS服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs

#挂载使用
mount 192.168.142.10:/opt/111 /var/www/html

vim /etc/fstab              #配置自动挂载
192.168.142.10:/opt/111 /var/www/html defaults,_netdev 0 0 

5、Web节点服务器2:192.168.142.6

(1) 

#将节点服务器1配置好的内核参数配置文件通过SCP传输到节点服务器2当中
scp /etc/sysctl.conf 192.168.142.6:/etc/ 

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(2)

#将将节点服务器1配置好的虚拟IP地址文件通过SCP传输到节点服务器2当中
scp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0 192.168.142.6:/etc/sysconfig/network-scripts/ifcf

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(3)部署web共享服务

#安装web服务
yum install -y httpd 
systemctl start httpd

#安装NFS服务,查看共享文件
yum -y install rpcbind nfs-utils
showmount -e 192.168.142.10

#开启NFS服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs

#挂载使用
mount 192.168.142.10:/opt/222 /var/www/html

vim /etc/fstab              #配置自动挂载
192.168.142.10:/opt/222 /var/www/html defaults,_netdev 0 0

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(4) 添加路由

route add -host 192.168.142.100 dev lo:0
route -n

6、客户机访问测试  

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 节点服务器1

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节点服务器2

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