LVS负载均衡群集部署——DR直接路由模式

这里写目录标题

一、 LVS-DR 工作原理
二、数据包流向分析
三、LVS-DR 模式的特点
四、ARP问题
- 4.1 问题一：IP地址冲突
- 4.2 问题二：第二次再有访问请求
五、部署LVS-DR集群
5.1 配置Tomcat 多实例服务器
5.2 配置web节点服务器
- 配置web1节点服务器
- - 配置Nginx七层代理
  - 配置 lo 回环虚接口
  - 第二台 web2 节点服务器同上
- 配置负载均衡调度器
- - 配置虚拟ip地址
  - 调整proc响应参数
  - 配置负载分配策略
- 进行测试

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。
为了响应对整个群集的访问，Director Server 与 Real Server 都需要配置 VIP 地址。

在这里插入图片描述

客户机发起请求，经过调度服务器（lvs），经过算法调度，去访问真实服务器（RS）
由于不原路返回，客户机不知道，真实主机的ip地址，
所以只能通过调度服务器的外网ip（vip）去反回报文信息

二、数据包流向分析

在这里插入图片描述

客户端发送请求到 Director Server,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 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

三、LVS-DR 模式的特点

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。
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，即不允许数据包经过 Director S erver。
Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

四、ARP问题

4.1 问题一：IP地址冲突

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

当ARP广播发送到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，它们都会接收到ARP广播
只有前端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

解决方法

对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求

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

路由器发送ARP请求（广播）
ARP---->广播去找ip地址解析成mac地址
默认使用调度服务器上的外网地址（vip地址）响应，
需要在真实服务器上修改内核参数
使真实服务器只对自己服务器上的真实IP地址响应ARP解析。

4.2 问题二：第二次再有访问请求

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，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

路由器上绑定了真实服务器1的mac信息，
#请求到达真实服务器
在真实服务器上修改内核参数
只对所有服务器真实网卡上的地址进行反馈，解析

五、部署LVS-DR集群

在这里插入图片描述

#环境需求：

#DR负载均衡器：物理网卡为192.168.137.101（vip）虚接口ens32：0 192.168.137，188

#2个web节点服务器:
#web1:物理网卡192.168.137.102 回环网卡lo：0 192.168.137.188为vip地址
#web2:物理网卡192.168.137.103 回环网卡lo：0 192.168.137.188为vip地址

#tomcat多实例服务器：182.168.137.104