部署负载均衡：LVS-DR群集（直连路由模式）
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一、LVS-DR数据包流向分析
为方便进行原理分析，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
1、Client 向目标 VIP 发出请求，Director（负载均衡器）接收。
此时源MAC 地址为Client MAC地址，目标MAC地址为 调度器Director 的MAC地址。
2、Director 根据负载均衡算法选择 RealServer_1，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址，然后在局域网上发送。
此时源MAC地址为Director的MAC地址，目的MAC地址为RealServer_1的MAC地址。
3、RealServer_1收到这个帧，解封装后发现目标IP与本机匹配（RealServer事先绑定了VIP），于是处理这个报文。随后重新封装报文，将响应报文通过 lo 接口传送给物理网卡然后向外发出。
此时源MAC地址为RealServer_1的MAC地址，目的MAC地址为Client的MAC地址。
4、Client将收到回复的报文。Client 认为得到正常的服务，而不会知道是哪一台服务器处理的。
注意：如果跨网段，则报文通过路由器经由Internet返回给用户。
二、LVS-DR中的ARP问题
1、在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡与节点服务器都要配置相同的VIP地址。
2、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。
3、对节点服务器进行处理，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
4、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。
5、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
6、路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项
7、原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址
8、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。
9、解决ARP的两个问题的设置方法
修改 /etc/sysctl.conf 文件
添加
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
三、LVS 负载均衡群集-DR模式
1.数据包流量分析
- 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
- 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
- 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
- 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
- Real Server 直接将响应报文传送到客户端
2.DR 模式的特点
- Director Server 和 Real Server 必须在同一个物理网络中
- 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
- Director Server 作为群集的访问入口，但不作为网关使用
- 所有的请求报文经由 Director Server，但回复响应报文不能经过 Director Server
- 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
- Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址
四、LVS-DR负载均衡集群部署步骤
搭建环境：
DR 服务器（负载调度器）（centos7-1）：192.168.171.7
Web 服务器1（centos7-2）：192.168.171.4
Web 服务器2（centos7-3）：192.168.171.17
NFS服务器（server1）：192.168.171.14
VIP：192.168.171.199
Windows10客户端：192.168.171.100
1、配置负载调度器(192.168.171.7)
准备环境
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs #加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs #查看ip_vs版本信息
yum install -y ipvsadm
（1）配置虚拟 IP 地址)（VIP:192.168.171.199）
为网卡绑定VIP地址
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
#清空原有配置，添加以下内容
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.171.199
NETMASK=255.255.255.255
ifup ens33:0
#开启虚拟 ip
ifconfig ens33:0
#查看虚拟 ip
（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，应该关闭Linux 内核的重定向参数响应，不充当路由器，
vim /etc/sysctl.conf
添加
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
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -C
#清除原有策略
ipvsadm -A -t 192.168.171.199:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.171.199:80 -r 192.168.171.4:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.171.199:80 -r 192.168.171.17:80 -g
#若使用隧道模式，则结尾处 -g 替换为 -i
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：192.168.171.14）
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum install -y nfs-utils rpcbind
systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
mkdir /opt/ypy /opt/555
chmod 777 /opt/ypy/ /opt/555/
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/xcf 192.168.126.0/24(rw,sync)
/opt/zxc 192.168.126.0/24(rw,sync)
exportfs -rv
showmount -e
3、配置节点服务器（192.168.171.4、192.168.171.17）
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
#将两个节点服务器的网关和DNS注释掉后重启网卡，如果有网关服务器则指向网关服务器
（1）配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.171.199）两个服务器都要配置
#此地址仅用做发送 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有记录，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
更改内容该注释的注释
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.171.199
NETMASK=255.255.255.255
#注意，此处子网掩码必须全为1
#NETWORK=127.0.0.0
# If you're having problems with gated making 127.0.0.0/8 a martian,
# you can change this to something else (255.255.255.255, for example)
#BROADCAST=127.255.255.255
ONBOOT=yes
#NAME=loopback
ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.171.199 dev lo:0
#禁锢路由
route -n
#查看路由
vim /etc/rc.local
#添加VIP本地访问路由
/sbin/route add -host 192.168.171.199 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
yum install -y nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd
在节点服务器上挂载相应目录
----------192.168.171.4-----------------
mount.nfs 192.168.171.14:/opt/ypy /var/www/html/
echo 'Hello ypy' > /var/www/html/index.html
#设为自动挂载
vim /etc/fstab
192.168.171.14:/opt/ypy /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
----------192.168.171.17-----------------
mount.nfs 192.168.171.14:/opt/555 /var/www/html/
echo 'hello 555' > /var/www/html/index.html
#设为自动挂载
vim /etc/fstab
192.168.171.14:/opt/555 /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
mount -a
（3）测试LVS群集
用虚拟机win10作为客户端（网关设置为指向192.168.171.199）
在浏览器中访问http://192.168.171.199
可以看到真正的服务器的网页信息，过一会刷新会变更内容，有冷却时间