LVS-DR概述及实验搭建

2023-12-03 15:07:22

目录

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，数据包流经的路线为1-2-3-4

LVS-DR概述及实验搭建

1.1、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

注意: 如果跨网段，则报文通过路由器经由Internet返回给用户

1.2、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

1.3、LVS-DR中的ARP问题

1.3.1、问题1

节点服务器和负载均衡器都需要配置相同的VIP，在局域网中具有相同的IP地址，势必会造成个服务器ARP通信的紊乱

当ARP广播返送到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，它们都会收到ARP广播

所以应该只有前段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

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

1.3.2、问题2

Real Server返回报文（源IP是VIP）经由路由器转发，重新封装报文时，需要现获取路由器的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，而不是用发送接口的IP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请求的原地址，而选择发送接口的IP地址

二、LVS-DR集群构建步骤

2.1、案例环境

VIP:192.168.80.100

负载调度器：192.168.80.11

Web节点服务器1:192.168.80.12

Web节点服务器1:192.168.80.13

NFS服务器：192.168.80.14

客户端：192.168.80.16

2.2、实验步骤

步骤一：配置负载调度器（192.168.80.11）

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=192.168.80.100
NETMASK=255.255.255.255	 #设置为1

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0

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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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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 192.168.80.100:80 -s rr

#添加真实节点服务器1，添加DR群集模式
ipvsadm -a -t 192.168.80.100:80 -r 192.168.80.12:80 -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 192.168.80.13:80 -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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步骤二：部署NFS服务器（192.168.80.14）

#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/111 192.168.80.0/24(rw,sync)
/opt/222 192.168.80.0/24(rw,sync)

#发布共享并查看
exportfs -rv
showmount -e

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步骤三：配置节点服务器1（192.168.80.12）

配置虚拟IP地址（VIP：192.168.80.100）

#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=192.168.80.100
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 192.168.80.100 dev lo:0
或
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.80.100 dev lo:0    #添加为开机自启动

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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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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 192.168.80.14

#开启NFS服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs

#挂载使用
mount 192.168.80.14:/opt/111 /var/www/html

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

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步骤四：配置节点服务器2（192.168.80.13）

步骤和配置节点服务器类似，这边教大家一个偷懒的方法

#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 192.168.80.13:/etc/

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#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:0 192.168.80.13:/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0

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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 192.168.80.14

#开启NFS服务
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs

#挂载使用
mount 192.168.80.14:/opt/222 /var/www/html

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

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添加路由

route add -host 192.168.80.100 dev lo:0
route -n

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客户机访问测试(192.168.80.16)

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