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一、LVS-DR工作原理
LVS-DR(Linux Virtual Server Director Server)工作模式,是生产环境中最常用的一种工作模式
- LVS-DR模式,Director Server 作为群集的访问入口,不作为网关使用。
- 节点Director Server 与Real Server 需要在同一个网络中,返回给客户端的数据不需要经过Director Server。
- 为了对整个群集的访问,Dreector Server和Real Server都需要配置VIP地址
1、LVS-DR数据包流向分析
1、Clinent向目标VIP发出请求,Director(负载均衡器)接收
- 源ip:客户端ip,目标ip:虚拟ip,源MAC:客户端MAC地址,目标MAC:负载均衡器的MAC地址
2、Director根据负载均衡算法选择RealServer_1(真实服务器),不修改也不封装IP报文,而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址,然后在局域网上发送。
- 源ip:虚拟ip,目标ip:真实虚拟ip,源MAC:负载均衡器MAC,目标MAC:真实服务器MAC
3、RealServer_1收到这个帧,解封装后发现目标IP与本机匹配(RealSERVERS事先绑定了VIP),于是处理这个报文,随后重新封装报文,发送到局域网。
- 源ip:虚拟ip,目标ip:客户机ip,源MAC:真实ens33网卡MAC,目标MAC:客户端MAC
- 注意:如果跨网段,则报文通过路由器经由internet返回给用户
4、Client将收到回复报文,Client认为得到正常的服务,而不会知道是那一台服务器处理的。
详细流程分析
客户端通过路由器将访问请求发送到内网当中,需要通过APR将源地址解析为MAC地址进行访问,但是由于内网中DS(负载调度器)和RS(真实服务器)都配置了VIP,他们都可收到APR请求,并返回自己的MAC,这时候客户端的数据不知道往哪个上面发送,那就需要通过在真实服务器上配置 “路由紧固” + “只响应目标为本机ens33网卡信息的请求参数” ,因为DR上配置的是虚拟子接口,可以接收到信息,而RS,配置的是环回地址,无法收到ARP请求,那么这样就只有DS收到请求。收到请求后,客户端通过封装DS的MAC地址,进行二层转发。
DS收到请求后,通过调度算法选择需要转发的RS站点,因为都在局域网内此时转发只是二层的转发,那怎么发给RS站点呢?二层转发是局域MAC地址转发的,通过ARP获得RS的MAC地址,将获得的MAC地址封装为目标MAC地址,进行数据转发。
RS收到请求后,它可以直接请请求返回给客户端,不需要再经过DS,因为,它获取到数据包后,把数据包交个自己的ens33网卡,由ens33网卡将数据包转发出去,ens33进行APR广播,这里为了不修改ARP表的内容,在进行ARP广播,使用的源ip为RS的ens33接口ip。广播得到了客户机的MAC地址,再进行将数据转发,转发时,使用的源ip为:环回ip,源MAC为:ens33MAC,目标地址为:客户机地址,目标MAC为客户机MAC。
客户机收到数据包后,发现数据包的源地址为VIP,并不知道是哪一台服务器处理的,下次再发出请求时,直接根据ARP中的表项将数据再次转发到DS。
2、DR模式的特点
①Director Server 和 Real Server 必须再用一个物理网络。
②Real 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进行直接而访问。
③Director 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。
⑤Real 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
⑥Real Server 上的lo 接口配置VIP 的IP 地址。
三、部署LVS-DR群集实验
1、实验准备
需要5台系统,一台centos用来作为调度服务器,两台centos用来作为后台站点,一台centos用来作为NFS共享服务器,一台wendow用来作为客户端。
负载调度器: ens33:20.0.0.55 ,ens33:0:20.0.0.100
Web服务器1: ens33:20.0.0.56 ,lo:0(vip):20.0.0.100
web服务器2: ens33:20.0.0.57 , lo:0(vip):20.0.0.100
NFS服务器: 20.0.0.58
客户端wendows: 20.0.0.60
2、配置负载均衡服务器(20.0.0.55)
2.1 修改名称,关闭防火墙
2.2 安装ipvsadm工具,并开启
yum -y install ipvsadm #下载ipvsadm管理工具
modprobe ip_vs #加载ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs #查看ip_vs模块
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm #保存策略
systemctl start ipvsadm #启动ipvsadm工具
2.3 配置虚拟子接口
cd /etc/sysconfig/network-scripts/ #进入网卡配置目录
cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0 #复制虚拟子接口的配置文件
vim ifcfg-ens33:0 #编辑虚拟字接口内容
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=20.0.0.100
NETMASK=255.255.255.255
ifup ens33:0 #开启虚拟字节
ifconfig ens33:0 #查看配置是否成功
2.4 调整proc响应参数
由于LVS负载均衡器和各个节点需要共用vip地址,应该关闭Linux内核的重定向响应参数,不充当路由器,这样当DS收到客户端发来的数据包时,就不会立马转发给后台RS服务器,而是转发给自己的虚拟子接口。
vim /etc/sysctl.conf #编辑内核proc参数
net.ipv4.ip_forward = 0 #关闭ip转发
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0 #关闭所有send重定向
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0 #关闭默认重定向
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0 #关闭网卡重定向
sysctl -p #查看内核参数
2.5 配置负载分配策略
ipvsadm -C #清除规则
ipvsadm -A -t 20.0.0.100:80 -s rr #创建虚拟主机,指定ip地址,并指定分流模式为轮询
ipvsadm -a -t 20.0.0.100:80 -r 20.0.0.56:80 -g
#添加真实服务器ip地址,并指定负载均衡模式为DR,ip隧道模式为-i,-m为nat模式
ipvsadm -a -t 20.0.0.100:80 -r 20.0.0.57:80 -g
#添加真实服务器ip地址,并指定负载均衡模式为DR,ip隧道模式为-i
ipvsadm #启动策略
ipvsadm -ln #查看节点状态信息
ipvsadm -Lnc #监控连接数
3、配置NFS共享服务器(20.0.0.58)
3.1 修改名称,关闭防火墙
hostnamectl set-hostname nfs
su 或 bash
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
3.2 安装nfs服务和rpcbind服务
yum -y install nfs-utils rpcbind #安装nfs服务和依赖包
systemctl start rpcbind #启动依赖服务
systemctl start nfs #启动nfs服务
3.3 创建共享目录
mkdir /opt/ydq /opt/zxc #创建共享目录
echo "this is ydq page" > /opt/ydq/index.html #设置ydq网页内容
echo "this is zxc page" > /opt/zxc/index.html #设置zxc网页内容
chmod 777 /opt/ydq /opt/zxc #修改opt的权限
3.4 设置共享,发布共享
vim /etc/exports #编辑共享目录,共享权限
/opt/ydq 20.0.0.0/24(rw,sync)
/opt/zxc 20.0.0.0/24(rw,sync)
exportfs -rv #发布共享
showmount -e localhost #查看共享
4、配置节点服务器(20.0.0.56、20.0.0.57)
4.1 修改名称,关闭防火墙
4.2 配置环回ip地址
此地址仅用作发送web响应数据包的原地址,并不需要监听客户机的访问请求(改由调度器监听并分发),因此使用虚拟接口lo:0 来承载VIP,并为本机添加一条路由记录,并将访问的VIP的数据限制在本地,以免通信紊乱。
cd /etc/sysconfig/network-scripts/ #进入网卡配置目录
cp -p ifcfg-lo ifcfg-o:0 #复制环回网卡
vim ifcfg-lo:0 #修改内容
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=20.0.0.100 #地址为VIP
NETMASK=255.255.255.255
ifup ifcfg-lo:0 #启动环回网卡
ifconfig lo:0 #查看环回网卡
4.3 添加vip本地访问路由
route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
或者下面方式,都可实现路由禁锢,下面的为永久添加
vim /etc/rc.local #linux在开启启动时,会加载的内容
/sbin/route add -host 20.0.0.100 dev lo:0
4.4 调整内核的ARP响应参数以阻止更新vip的MAC地址,避免冲突
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 #系统只响应目的ip为本地的arp请求
net.ipv4.conf.all.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。
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
sysctl -p #刷新
4.5 安装httpd服务,nfs服务,rpc服务,进行网络挂载
yum -y install httpd nfs-utils rpcbind #下载包
showmount -e 20.0.0.58 #验证是否查看到共享
mount.nfs 20.0.0.58:/opt/ydq /var/www/html #网络挂载
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
systemctl start httpd
5、客户端访问
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