LVS负载均衡群集—DR直接路由-阿里云开发者社区

LVS负载均衡群集—DR直接路由

2023-09-26 67

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简介： LVS负载均衡群集—DR直接路由

4.4 测试 LVS 群集

一、LVS-DR数据包流向分析

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。

二、LVS-DR中的ARP问题

2.1 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

解决方法

对节点服务器进行处理，使其不响应VIP的ARP请求

用虚拟接口lo:0承载VIP地址
设置内核参数arp_ ignore=1

arp_ignore=1

防止网关路由发送ARP广播时调度器和节点服务器都进行响应，导致ARP缓存表混乱，不对非本地物理网卡的ARP请求进行响应.因为VIP承载lo:0接口

2.2 问题二

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，如：ens33
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

arp_announce=2

系统不使用响应数据的源IP地址（VIP)来作为本机进行ARP请求报文的源ip地址，而使用发送报文的物理网卡IP地址作为ARP请求报文的源I地址，这样可以防止网关路由器接受到的源IP地址为VIP的ARP请求报文后的又更新ARP缓存表，导致外网再发送请求时，数据包到达不了调度器。

2.3 解决ARP的两个问题的配置方法

修改 /etc/sysctl.conf 文件
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-DR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 负载均衡群集的部署

DR 服务器：192.168.147.100

Web 服务器1：192.168.147.101

Web 服务器2：192.168.147.102

vip：192.168.147.200

客户端：IP：192.168.147.20 网关：192.168.147.2

4.1 配置负载调度器（192.168.147.100）

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：192.168.147.200） 
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
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.147.200
NETMASK=255.255.255.255
ifup ens33:0
ifconfig 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，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

（3）配置负载分配策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.147.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.147.200:80 -r 192.168.147.101:80 -g     #若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.147.200:80 -r 192.168.147.102:80 -g
ipvsadm
ipvsadm -ln         #查看节点状态，Route代表 DR模式

4.2 部署共享存储（NFS服务器：192.168.147.103）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/zhangsan /opt/lisi
chmod 777 /opt/zhangsan /opt/lisi
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/zhangsan 192.168.147.0/24(rw,sync)
/opt/lisi 192.168.147.0/24(rw,sync)
systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service

4.3 配置节点服务器（192.168.147.101、192.168.147.102）

4.3.1 配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.147.200）

#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
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.147.200
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 192.168.147.200 dev lo:0
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.147.200 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local

4.3.2 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
sysctl -p
yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd

4.3.3 配置网页

web1
--192.168.147.101---
mount.nfs 192.168.147.103:/opt/zhangsan /var/www/html
echo 'this is zhangsan web!' > /var/www/html/index.html

web2
--192.168.147.102---
mount.nfs 192.168.147.103:/opt/lisi /var/www/html
echo 'this is lisi web!' > /var/www/html/index.html

4.4 测试 LVS 群集

在客户端使用浏览器访问 http://192.168.147.200/