LVS负载均衡群集部署之——DR模式的介绍及搭建步骤(我希望拨通你电话时你恰好想到我。我希望说早安时你刚好起床。我希望写的书是你欣赏的故事。)

一、LVS-DR集群介绍

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。
1.1 LVS-DR 工作原理
 
LVS-DR 模式,Director Server 作为群集的访问入口,不作为网关使用,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。
 
工作原理如下图所示:
 LVS负载均衡群集部署之——DR模式的介绍及搭建步骤(我希望拨通你电话时你恰好想到我。我希望说早安时你刚好起床。我希望写的书是你欣赏的故事。)

 

 

1.2 数据包流向分析
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。
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 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。
 
1.3 LVS-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。
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,即不允许数据包经过 Director S erver。
Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。
 
1.4 LVS-DR中的ARP问题
1.4.1 问题一
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
 
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
 
1.4.2 问题二
 
问题说明: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

二、构建LVS-DR集群

2.1 构建LVS-DR集群的步骤(理论)
实验环境准备:
 
DR 服务器:192.168.153.40 vip:192.168.153.100
Web 服务器1:192.168.153.50
Web 服务器2:192.168.153.60
NFS共享服务器:192.168.153.70
客户端:192.168153.200
 
1.配置负载调度器(192.168.153.40)
 
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:192.168.153.100)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0 #若隧道模式,复制为ifcfg-tunl0(小写字母l)
vim ifcfg-ens33:0
 
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes #开机自动激活
IPADDR=192.168.153.100
NETMASK=255.255.255.255
 
ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
route add -host 192.168.153.100 dev 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,应该关闭Linux 内核的重定向参数响应。
 
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 #刷新设置
 
(3)配置负载分配策略
 
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略
systemctl start ipvsadm
 
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.80.153.100 -s rr #添加虚拟服务器
ipvsadm -a -t 192.168.80.153.100 -r 192.168.153.60:80 -g #若隧道模式,-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.80.153.100 -r 192.168.153.70:80 -g #添加真实服务器
ipvsadm #激活
 
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:192.168.153.50)
 
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/accp /opt/benet
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet
 
vim /etc/exports
 
/opt/kgc 192.168.153.0/24(ro,sync)
/opt/benet 192.168.153.0/24(ro,sync)
 
systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service
 
3.配置节点服务器(192.168.153.60、192.168.153.70)
 
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.153.100)
###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-ens33 ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
 
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.153.100 #和VIP保持一致
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 192.168.153.100 dev lo:0 #添加VIP本地访问路由,将访问VIP的数据限制在本地,以避免通信紊乱
 
vim /etc/rc.local
 
/sbin/route add -host 192.168.153.100 dev lo:0
 
(2)调整 proc 响应参数
 
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 临时添加
 
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
 
--192.168.153.60---
mount 192.168.153.50:/opt/accp /var/www/html
echo ‘this is accp web!‘ > /var/www/html/index.html
 
--192.168.153.70---
mount.nfs 192.168.153.50:/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://192.168.153.100/,默认网关指向192.168.153.100
2.2 构建LVS-DR集群操作的具体步骤(实操)
环境搭建工作:
1.web1配置如下
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2.web2配置如下:
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3.DR服务器配置如下:
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4.NFS共享服务器配置如下:
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5.客户机配置如下:
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6.关闭所有服务器的防护墙和selinux
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第一步:配置负载调度器(192.168.153.40)
1)加载模块并安装管理工具
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2)配置虚拟ip
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3)开启虚拟网卡并添加主机路由
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4)关闭Linux 内核的重定向参数响应
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5)刷新设置
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6)配置负载分配策略
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第二步:部署共享存储(NFS服务器:192.168.153.50)
1)安装nfs-utils rpcbind程序(yum源提前配置好)并配置发布目录和策略
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2)发布共享
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3)开启服务并设置开机自启动
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第三步:配置节点服务器(192.168.153.60和192.168.153.70)
1)web1服务器配置如下:
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2)开启接口并为本机添加路由记录
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3)调整 proc 响应参数
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4)刷新配置
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5)安装nfs-utils rpcbind httpd
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6)开启服务并查看状态确认
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7)挂载共享目录并创建本机的html文件
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8)在浏览器中输入本机ip进行确认
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9)web2服务器配置步骤和web1一致,步骤如下:
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第四步:在客户机上测试
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