LVS負載均衡群集部署之——DR模式的介紹及搭建步驟

  • 一、LVS-DR集群介紹
  • 1.1 LVS-DR 工作原理
  • 1.2 數據包流向分析
  • 1.3 LVS-DR 模式的特點
  • 1.4 LVS-DR中的ARP問題
  • 1.4.1 問題一
  • 1.4.2 問題二
  • 二、構建LVS-DR集群
  • 2.1 構建LVS-DR集群的步驟（理論）
  • 1.配置負載調度器（192.168.80.30）
  • （1）配置虛擬 IP 地址（VIP：192.168.80.188）
  • （2）調整 proc 響應參數
  • （3）配置負載分配策略
  • 2.部署共享存儲（NFS服務器：192.168.80.40）
  • 3.配置節點服務器（192.168.80.10、192.168.80.20）
  • （1）配置虛擬 IP 地址（VIP：192.168.80.188）
  • （2）調整 proc 響應參數
  • 4.測試 LVS 群集
  • 2.2 構建LVS-DR集群操作的具體步驟（實操）
  • 1.web1配置如下

一、LVS-DR集群介紹

LVS-DR（Linux Virtual Server Director Server）工作模式，是生產環境中最常用的一 種工作模式。

1.1 LVS-DR 工作原理

LVS-DR 模式，Director Server 作為群集的訪問入口，不作為網關使用，節點 Director Server 與 Real Server 需要在同一個網絡中，返回給客戶端的數據不需要經過 Director Server。為了響應對整個群集的訪問，Director Server 與 Real Server 都需要配置 VIP 地址。

工作原理如下圖所示：

1.2 數據包流向分析

客戶端發送請求到 Director Server,請求的數據報文（源 IP 是 CIP,目標 IP 是 VIP） 到達內核空間。
Director Server 和 Real Server 在同一個網絡中，數據通過二層數據鏈路層來傳輸。
內核空間判斷數據包的目標 IP 是本機 VIP，此時 IPVS 比對數據包請求的服務是否是集群服務，是集群服務就重新封裝數據包。修改源 MAC 地址為 Director Server 的 MAC 地址，修改目標 MAC 地址為 Real Server 的 MAC 地址，源 IP 地址與目標 IP 地址沒有改 變，然后將數據包發送給 Real Server。
到達 Real Server 的請求報文的 MAC 地址是自身的 MAC 地址，就接收此報文。數 據包重新封裝報文(源 IP 地址為 VIP，目標 IP 為 CIP)，將響應報文通過 lo 接口傳送給物理 網卡然后向外發出。
Real Server 直接將響應報文傳送到客戶端。

1.3 LVS-DR 模式的特點

Director Server 和 Real Server 必須在同一個物理網絡中。
Real Server 可以使用私有地址，也可以使用公網地址。如果使用公網地址，可以通過 互聯網對 RIP 進行直接訪問。
所有的請求報文經由 Director Server，但回復響應報文不能經過 Director Server。
Real Server 的網關不允許指向 Director Server IP，即不允許數據包經過 Director S erver。
Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

1.4 LVS-DR中RP問題

1.4.1 問題一

在LVS-DR負載均衡集群中，負載均衡器與節點服務器都要配置相同的VIP地址，在局域網中具有相同的IP地址。勢必會造成各服務器ARP通信的紊亂

當ARP廣播發送到LVS-DR集群時，因為負載均衡器和節點服務器都是連接到相同的網絡上，它們都會接收到ARP廣播
只有前端的負載均衡器進行響應，其他節點服務器不應該響應ARP廣播
解決方法：
對節點服務器進行處理，使其不響應針對VIP的ARP請求

使用虛接口lo:0承載VIP地址
設置內核參數arp_ ignore=1: 系統只響應目的IP為本地IP的ARP請求

回到頂部

1.4.2 問題二

問題說明：RealServer返回報文（源IP是VIP）經路由器轉發，重新封裝報文時，需要先獲取路由器的MAC地址，發送ARP請求時，Linux默認使用IP包的源IP地址（即VIP）作為ARP請求包中的源IP地址，而不使用發送接口的IP地址，路由器收到ARP請求后，將更新ARP表項，原有的VIP對應Director的MAC地址會被更新為VIP對應RealServer的MAC地址。

路由器根據ARP表項，會將新來的請求報文轉發給RealServer，導致Director的VIP失效
解決方法：

對節點服務器進行處理，設置內核參數arp_announce=2：系統不使用IP包的源地址來設置ARP請求的源地址，而選擇發送接口的IP地址

二、構建LVS-DR集群

2.1 構建LVS-DR集群的步驟（理論）

實驗環境準備：
DR 服務器：192.168.80.30
Web 服務器1：192.168.80.10
Web 服務器2：192.168.80.20
NFS共享服務器：192.168.80.40
vip：192.168.80.188
客戶端：192.168.80.200

1.配置負載調度器（192.168.80.30）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm


（1）配置虛擬 IP 地址（VIP：192.168.80.188）

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0 #若隧道模式，復制為ifcfg-tunl0（小寫字母l）
vim ifcfg-ens33:0


DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes #開機自動激活
IPADDR=192.168.80.188
NETMASK=255.255.255.255


ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
route add -host 192.168.80.188 dev ens33:0


（2）調整 proc 響應參數

由于 LVS 負載調度器和各節點需要共用 VIP 地址，應該關閉Linux 內核的重定向參數響應。

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p #刷新設置

（3）配置負載分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?#保存策略
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.98.70:80 -s rr? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? #添加虛擬服務器
ipvsadm -a -t 192.168.98.70:80 -r 192.168.80.80：80 -g? ? ? ? ? #若隧道模式，-g替換為-i
ipvsadm -a -t 192.168.98.70:80 -r 192.168.80.90：80 -g? ? ? ? ? #添加真實服務器
ipvsadm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?#激活

ipvsadm -ln? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? #查看節點狀態，Route代表 DR模式


2.部署共享存儲（NFS服務器：192.168.80.40）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/kgc /opt/benet
chmod 777 /opt/kgc /opt/benet

vim /etc/exports


/opt/kgc 192.168.80.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.80.0/24(rw,sync)


systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service


3.配置節點服務器（192.168.80.10、192.168.80.20）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0


（1）配置虛擬 IP 地址（VIP：192.168.80.188）

###此地址僅用作發送Web響應數據包的源地址，并不需要監聽客戶機的訪問請求(改由調度器監聽并分發)。因此使用虛接口lo:0來承載VIP地址，并為本機添加一條路由記錄，將訪問VIP的數據限制在本地，以避免通信紊亂。

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0


DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.80.188 #和VIP保持一致
NETMASK=255.255.255.255 #注意：子網掩碼必須全為 1


ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.80.188 dev lo:0 #添加VIP本地訪問路由，將訪問VIP的數據限制在本地，以避免通信紊亂

vim /etc/rc.local


/sbin/route add -host 192.168.80.188 dev lo:0


（2）調整 proc 響應參數

vim /etc/sysctl.conf


......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 #系統只響應目的IP為本地IP的ARP請求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2 #系統不使用IP包的源地址來設置ARP請求的源地址，而選擇發送接口的IP地址
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2


sysctl -p


或者 臨時添加

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


--192.168.80.10---
mount.nfs 192.168.80.40:/opt/kgc /var/www/html
echo 'this is kgc web!' > /var/www/html/index.html

--192.168.80.20---
mount.nfs 192.168.80.40:/opt/benet /var/www/html
echo 'this is benet web!' > /var/www/html/index.html


4.測試 LVS 群集

在客戶端使用瀏覽器訪問 http://192.168.80.188/，默認網關指向192.168.80.188

2.2 構建LVS-DR集群操作的具體步驟（實操）

環境搭建工作:

1.web1配置如下

6.關閉所有服務器的防護墻和selinux

第一步：配置負載調度器（192.168.98.70）

1）加載模塊并安裝管理工具

2）配置虛擬ip

3）開啟虛擬網卡并添加主機路由

4）關閉Linux 內核的重定向參數響應

5）刷新設置

?

6）配置負載分配策略

第二步：部署共享存儲（NFS服務器：192.168.80.40）
1）安裝nfs-utils rpcbind程序（yum源提前配置好）并配置發布目錄和策略

2）發布共享

3）開啟服務并設置開機自啟動

第三步：配置節點服務器（192.168.80.10和192.168.80.20）
1）web1服務器配置如下：

2）開啟接口并為本機添加路由記錄

3）調整 proc 響應參數

4）刷新配置

5）安裝nfs-utils rpcbind httpd

6）開啟服務并查看狀態確認

7）掛載共享目錄并創建本機的html文件

8）在瀏覽器中輸入本機ip進行確認

9）web2服務器配置步驟和web1一致

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