一。DR模式数据包流向分析
(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(集群虚拟IP))到达内核空间。
(2)Director Server和Real Sexver(节点服务器)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是否为本机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地址上,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。
注意:如果跨网段,则报文通过路由器经由Internet返回给用户
二。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, 客户端可以通过互联网对RIP(节点服务器)进行直接访问,相当于IP隧道模式。
(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接口配置集群的VIP地址。
三。LVS-DR中产生的ARP问题
3.1)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
当客户端根据VIP发起请求,路由器进行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配置VIP并且都连接在相同的网络中,它们都会接收到ARP广播,如果都做出响应将做成路由器ARP缓存表紊乱
解决方法:
使用虚接口lo:0承载VIP地址
设置内核参数arp_ignore=1
#节点服务器系统只响应目的IP为本地物理网卡IP的ARP请求,而不对目的IP为虚拟网卡的VIP的ARP请求做出响应
3.2)节点服务器进行数据转发若以VIP将再次造成路由器ARP表紊乱
RealServer返回报文(源IP是VIP,目标IP为客户端IP)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接口,路由器收到请求后在寻址的同时也将更新ARP缓存表,
原有的VIP对应调度器的MAC地址将更新为VIP对应节点服务器地址,之后客户端请求将不在通过调度服务器
解决方法:
对节点服务器进行处理,设置内核参数arp_announce=2
#节点服务器系统不使用响应数据包的源IP地址也就是VIP地址作为转发ARP请求的源地址,使用发送报文的物理网卡的IP地址作为ARP请求的源IP地址,防止对路由器VIP与MAC的对照关系进行更改以致于之后的数据包不再到达调度器
四。DR模式LVS负载均衡群集部署
DR服务器∶192.168.150.5
NFS服务器∶192.168.150.10
Web服务器1∶192.168.150.15
Web服务器2∶192.168.150.20
vip地址为: 192.168.150.200
客户端∶192.168.150.210
1.配置负载调度器(192.168.80.10)
#关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
#加载ip_vs模块,安装ipvsadm工具
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm
(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.150.200)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
#永久配置虚拟网卡ens33:1
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:1 #若隧道模式,复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:1 #只保留这几项即可
DEVICE=ens33:1
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.150.200 #设置VIP
NETMASK=255.255.255.255 #将子网掩码设为1表示唯一IP
#启动虚拟网卡并查看是否成功
ifup ens33:1
ifconfig
(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 #重载一下配置
(3)配置负载分配策略
#创建保存配置策略的路径才能成功ipvsadm工具
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -C #清空规则
ipvsadm -A -t 192.168.150.200:80 -s rr #添加LVM群集,指定为轮询算法
ipvsadm -a -t 192.168.150.200:80 -r 192.168.150.15:80 -g #添加节点服务器
ipvsadm -a -t 192.168.150.200:80 -r 192.168.150.20:80 -g #若隧道模式,-g替换为-i
#查看节点状态, Route代表DR模式
ipvsadm -ln
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存配置策略
2.部署共享存储(NFS服务器:192.168.150.10)
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/kgc /opt/benet
echo ‘<h1>this is kgc com!</h1>‘ > kgc/index.html
echo ‘<h1>this is benet com!</h1>‘ > benet/index.html
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet
vim /etc/exports
/opt/kgc 192.168.150.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.150.0/24(rw,sync)
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
3.配置节点服务器(192.168.150.15、192.168.150.20)
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
(1)配置虚拟IP地址(VIP∶ 192.168.80.188)
#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
ONBO0T=yes
IPADDR=192.168.150.200
NETMASK=255.255.255.255 #与之前DR服务器相同,设置相同VIP
ifup lo:0
ifconfig
route add -host 192.168.150.200 dev lo:0 #临时添加指定该接口承载VIP地址
vim /etc/rc.d/rc.local #添加到该文件开机自动执行该命令
/usr/sbin/route add -host 192.168.150.200 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
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
补充:
arp_announce : INTEGER
0:允许使用任意网卡上的IP地址作为arp请求的源IP,通常就是使用数据包a的源IP。
1:尽量避免使用不属于该发送网卡子网的本地地址作为发送arp请求的源IP地址。
2:忽略IP数据包的源IP地址,选择该发送网卡上最合适的本地地址作为arp请求的源IP地址。(一般DR模式设为2)
arp_ignore : INTEGER
定义对目标地址为本地IP的ARP询问不同的应答模式。
0:响应任意网卡上接收到的对本机IP地址的arp请求(包括环回网卡上的地址),而不管该目的IP是否在接收网卡上。
1:只响应目的IP地址为接收网卡上的本地地址的arp请求。(一般DR模式设为1)
2:只响应目的IP地址为接收网卡上的本地地址的arp请求,并且arp请求的源IP必须和接收网卡同网段。
3:如果ARP请求数据包所请求的IP地址对应的本地地址其作用域(scope)为主机(host),则不回应ARP响应数据包,如果作用域为全局(global)或链路(link),则回应ARP响应数据包。
4~7:预留。
8:不回应所有的arp请求。
sysctl.conf中包含all(全局)和eth/lo(具体网卡)的arp_ignore参数,取其中较大的值生效
(3)启动http服务挂载共享的首页文件
yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
systemctl start httpd
192.168.150.15服务器
mount 192.168.150.10:/opt/kgc /var/www/html
192.168.150.20服务器
mount 192.168.150.10:/opt/benet /var/ww/html
4.测试LVS群集
在客户端使用浏览器访问http://192.168.150.200/