Lvs之NAT、DR、TUN三种模式的应用配置案例

本文涉及的产品
公网NAT网关,每月750个小时 15CU
简介:

本文系统Centos6.0

1、NAT模式;

NAT模型:地址转换类型,主要是做地址转换,类似于iptables的DNAT类型,它通过多目标地址转换,来实现负载均衡;

特点和要求:

1、LVS(Director)上面需要双网卡:DIP(内网)和VIP(外网)

2、内网的Real Server主机的IP必须和DIP在同一个网络中,并且要求其网关都需要指向DIP的地址

3、RIP都是私有IP地址,仅用于各个节点之间的通信

4、Director位于client和Real Server之间,负载处理所有的进站、出站的通信

5、支持端口映射

6、通常应用在较大规模的应用场景中,但Director易成为整个架构的瓶颈!

相关机器信息;

(Director Server)  LB1   eth0:192.168.244.132 (Vip)  (公网)

                                         eth1:192.168.27.128  (Dip)     (内网)

rs1                 rs1    eth0:192.168.27.130  (Rip) (内网)getway:192.168.27.128

rs2                 rs2    eth0:192.168.27.131  (Rip) (内网)getway:192.168.27.128

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[root@rs1 ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE= "eth0"
BOOTPROTO= static
IPADDR= 192.168 . 27.130
NETMASK= 255.255 . 255.0
GATEWAY= 192.168 . 27.128
NM_CONTROLLED= "yes"
ONBOOT="yes

拓扑如下:

222141352.jpg

首先在rs1、rs2部署httpd,并且进行测试是否OK!

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[root@rs1 ~]# yum install httpd -y
[root@rs1 ~]# echo web1 > / var /www/html/index.html
[root@rs1 ~]# service httpd start
[root@rs2 ~]# yum install httpd -y
[root@rs2 ~]# echo web2 > / var /www/html/index.html
[root@rs2 ~]# service httpd start
[root@rs1 ~]# curl http: //127.0.0.1
web1
[root@rs1 ~]# curl http: //192.168.27.131
web2

现在在LB上操作;

确定本机ip_vs模块是否加载,也就是是否支持lvs,2.4.2后都支持了;然后安装ipvsadm 用户操作命令

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[root@LB1 ~]# grep -i  'ip_vs'  /boot/config- 2.6 . 32 - 71 .el6.i686

161831414.jpg

ipvsadm安装:

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[root@LB1 ~]# yum install ipvsadm -y


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echo  1  > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
ipvsadm -A -t  192.168 . 244.132 : 80  -s rr
ipvsadm -a -t  192.168 . 244.132 : 80  -r  192.168 . 27.131  -m
ipvsadm -a -t  192.168 . 244.132 : 80  -r  192.168 . 27.130  -m

测试页面

173006742.jpg

页面轮询交替出现;说明机器轮询提供服务;

如果使用加权轮询的话;比如rs1提供2次,rs2提供1次,这样来提供服务;

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[root@LB1 html]# ipvsadm -E -t  192.168 . 244.132 : 80  -s wrr
[root@LB1 html]# ipvsadm -e -t  192.168 . 244.132 : 80  -r  192.168 . 27.130  -m -w  2
[root@LB1 html]# ipvsadm -e -t  192.168 . 244.132 : 80  -r  192.168 . 27.131  -m -w  1

现在来测试:

173425301.jpg


2、DR模式:

特点和要求

1、各个集群节点必须和Director在同一个物理网络中

2、RIP地址不能为私有地址,可以实现便捷的远程管理和监控

3、Director仅仅负责处理入站请求,响应报文则由Real Server直接发往客户端

4、集群节点Real Server 的网关一定不能指向DIP,而是指向外部路由

5、Director不支持端口映射

6、Director能够支持比NAT多很多的Real Server 

原理:

DR模型:直接路由模型,每个Real Server上都有两个IP:VIP和RIP,但是VIP是隐藏的,就是不能提高解析等功能,只是用来做请求回复的源IP的,Director上只需要一个网卡,然后利用别名来配置两个IP:VIP和DIP

      Director在接受到外部主机的请求的时候转发给Real Server的时候并不更改目标地址,只是通过arp解析的MAC地址进行封装然后转给Real Server,Real Server在接受到信息以后拆除MAC帧封装,然后直接回复给CIP。

223227903.jpg

LB1: eth0: 192.168.182.133

    vip(eth0:0): 192.168.182.200

RS1: eth0:192.168.182.130

     lo:0(vip)  :192.168.182.200

RS2: eth0:192.168.182.129

     lo:0(vip)  192.168.182.200

通信原理:

    每个Real Server上都有两个IP:VIP和RIP,但是VIP是隐藏的,就是不能提高解析等功能,只是用来做请求回复的源IP的,Director上只需要一个网卡,然后利用别名来配置两个IP:VIP和DIP

    Director在接受到外部主机的请求的时候转发给Real Server的时候并不更改目标地址,只是通过arp解析的MAC地址进行封装然后转给Real Server,Real Server在接受到信息以后拆除MAC帧封装,然后直接回复给CIP。

   而此时需要关闭RS上的基于VIP的arp解析,在linux内核2.4以后,内核中都内置了这种功能,通过一些设置可以关闭其arp的功能:

      arp_ignore:定义接收到ARP请求时的响应级别      
          0:默认,只用本地配置的有响应地址都给予响应       
          1:仅仅在目标IP是本地地址,并且是配置在请求进来的接口上的时候才给予响应(仅在请求的目标地址配置请求到达的接口上的时候,才给予响应)       
      arp_announce:定义将自己的地址向外通告时的级别       
          0:默认,表示使用配置在任何接口的任何地址向外通告       
          1:试图仅向目标网络通告与其网络匹配的地址       
          2:仅向与本地接口上地址匹配的网络进行通告       
       Ps:要想让其功能生效,必须先设置相关设置,然后在配置IP地址等信息

1、开始在RS1操作:

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[root@rs1 ~]# echo  2  > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
[root@rs1 ~]# echo  2  > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce
[root@rs1 ~]# echo  1  > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@rs1 ~]# echo  1  > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore
[root@rs1 ~]# service network restart
[root@rs1 ~]# ifconfig lo: 0  192.168 . 182.200  netmask  255.255 . 255.255  broadcast  182.168 . 182.200
[root@rs1 ~]# route add -host  192.168 . 182.200  dev lo: 0
[root@rs1 ~]# yum install httpd -y

上面的就是定义了arp响应的级别;还有就是vip的请求数据,从rs1的本地ip进行了回复;

2、在RS2上执行上面同样的操作

3、在LB上操作:

配置eth0网卡ip;

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[root@LB1 ~]# ifconfig eth0: 0  192.168 . 182.200 / 24   #在eth0: 0 配置vip

验证RS的web服务

231709681.jpg

下面开始着手配置ipvs

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[root@LB1 ~]# yum install ipvsadm -y
[root@LB1 ~]# ipvsadm -A -t  192.168 . 182.200 : 80  -s rr
[root@LB1 ~]# ipvsadm -a -t  192.168 . 182.200 : 80  -r  192.168 . 182.130  -g
[root@LB1 ~]# ipvsadm -a -t  192.168 . 182.200 : 80  -r  192.168 . 182.129  -g

232212426.jpg

测试效果;

232328328.jpg

3、TUN模式;

其实数据转发原理和上图是一样的,不过这个我个人认为主要是位于不同位置(不同机房);LB是通过隧道进行了信息传输,虽然增加了负载,可是因为地理位置不同的优势,还是可以参考的一种方案;

优点:负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器,而物理服务器将应答包直接发给用户。所以,负载均衡器能处理很巨大的请求量,这种方式,一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务,负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式,如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话,就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。

不足:但是,这种方式需要所有的服务器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)协议;

LB1: eth0: 192.168.182.132

    vip(tunl0): 192.168.182.200

RS1: eth0:192.168.27.130

     tunl0(vip)  :192.168.182.200

RS2: eth0:192.168.138.131

     tunl0(vip) :192.168.182.200

LB1操作:


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yum install ipvsadm -y
ifconfig tunl0192. 168.182 . 200  broadcast  192.168 . 182.200  netmask  255.255 . 255.0  up
route add -host $VIP dev tunl0
ipvsadm -A -t  192.168 . 182.200 : 80  -s rr
ipvsadm -a -t  192.168 . 182.200 : 80  -r  192.168 . 27.130  -i
ipvsadm -a -t  192.168 . 182.200 : 80  -r  192.168 . 138.131  -i

RS1操作:

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ifconfig tunl0  192.168 . 182.200  netmask  255.255 . 255.0  broadcast  192.168 . 182.200  up
route add -host  192.168 . 182.200  dev tunl0
  echo  "1"  >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_ignore
  echo  "2"  >/proc/sys/net/ipv4/conf/tunl0/arp_announce
  echo  "1"  >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
  echo  "2"  >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

RS2同上:


访问vip进行测试即可;



本文转自 西索oO 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/lansgg/1229421

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