目录

一、LVS-DR模式

1、基本原理

2、数据包流向分析

二、LVS-DR中的ARP问题

三、LVS-DR 特点

3.1 DR模式的特点

3.2 LVS-DR的优缺点

四、RS设置lo:0而不设置ens33:0的原因

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一、LVS-DR模式

1、基本原理

Director Server作为群集的访问入口，但不作为网关使用，后端服务器池中的Real Server与Director Server在同一个物理网络中，发送给客户机的数据包不需要经过Director Server。为了响应对整个群集的访问，DIR（前端负载均衡节点服务器）与RS（后端真实服务器）都需要配置有VIP地址。

每个Real Server上都有两个IP：VIP（负载均衡对外提供访问的 IP 地址）和RIP（负载均衡后端的真实服务器 IP 地址），但是VIP是隐藏的，就是不能提供解析等功能，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（负载均衡与后端服务器通信的 IP 地址），在 DIR 接收到客户端的请求后，DIR根据负载算法选择一台 RS 的网卡mac作为客户端请求包中的目标mac，通过 arp 转交给后端RS 处理，后端再通过自己的路由网关回复给客户端。
 

2、数据包流向分析

• 用户发送请求到Director Server,请求的数据报文（源IP是CIP,目标IP是VIP）到达内核空间。
• 由于DS和RS在同一个网络中，所以是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IP，此时IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，重新封装数据包，修改源MAC地址为DIP的MAC地址，目标MAC地址为RIP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.
• RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址，就接收此报文，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ens33网卡然后向外发出。
• ​RS直接将响应报文传送到客户端。

 

以客户端与服务端在同一网段为例

CIP：192.168.80.100   MAC地址：00-50-56-C0-00-08
VIP：192.168.80.188
DIR: 192.168.80.9        MAC地址：00-50-56-C0-00-01
RS ：192.168.80.10nfs）、192.168.80.11和192.168.80.12（提供http服务）

整个请求过程示意：

这里假设CIP的mac地址为：00-50-56-C0-00-08 ，DIR的ens33的mac地址为：00-50-56-C0-00-01, RIP1的mac地址为: D0-50-99-18-18-15。CIP在请求之前会发一个arp广播包，即请求“谁是VIP”,由于所有的DIR和RIP都在一个物理网络中，而DIR和RIP都有VIP地址，为了让请求发送到DIR上，所以必须让RIP不能响应CIP发出的arp请求（这也是为什么RIP上要把VIP配置在lo口以及要仰制arp查询和响应）这时客户端就会将请求包发送给DIR，接下来就是DIR的事情了：

①客户端client向目标VIP发出请求，DIR调度服务器接收。此时ip头部及数据帧信息如下：

源mac	目标mac	源IP	目标IP
00-50-56-C0-00-08	00-50-56-C0-00-01	192.168.80.100	192.168.80.188

​② DIR根据负载均衡算法选择一台active的RS（RIP1），将此RIP1所在网卡的mac地址作为目标mac地址，发送到局域网里。此时IP包头及数据帧头信息如下：

源mac	目标mac	源IP	目标IP
00-50-56-C0-00-01	D0-50-99-18-18-15	192.168.80.100	192.168.80.188

 ③RIP1(192.168.80.11)在局域网中收到这个帧，拆开后发现目标IP(VIP)与本地匹配，于是处理这个报文。随后重新封装报文，发送到局域网。此时IP包头及数据帧头信息如下：

源mac	目标mac	源IP	目标IP
D0-50-99-18-18-15	00-50-56-C0-00-08	192.168.80.188	192.168.80.100

如果client与RS同一网段，那么client(192.168.80.100)将收到这个回复报文。如果跨了网段，那么报文通过gateway/路由器经由Internet返回给用户。在实际情况下，可能只有一个公网，其他都是内网，这时VIP绑定地址应该是公网那个ip，或者利用路由器静态NAT映射将公网与内网vip绑定也行。

二、LVS-DR中的ARP问题

问题一：

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-DIR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

IP 地址冲突的
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，
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

问题二：

对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求

解决方法

使用虚接口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
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

三、LVS-DR 特点

3.1 DR模式的特点

① Director Server 和Real Server 必须在同一-个物理网络中。

② 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。

③ Director 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。

⑤ 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。

⑥ Real Server 上的 lo 接口配置 VIP的IP地址。

LVS-DR模式需要注意的是：

• 保证前端路由将目标地址为VIP报文统统发给Director Server，而不是RS。
• 解决方案是：修改RS上内核参数（arp_ignore和arp_announce）将RS上的VIP配置在lo接口的别名上，并限制其不能响应对VIP地址解析请求。
• arp_ignore=1表示系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求。
• arp_announce=2表示系统不使用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。

3.2 LVS-DR的优缺点

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-DR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。甚至更高；

缺点：

这种方式需要所有的DIR和RIP都在同一广播域；不支持异地容灾。

四、RS设置lo:0而不设置ens33:0的原因

因为“负载调度机”转发时并不会改写数据包的目的IP，所以“节点服务器”收到的数据包的目的IP仍是“负载调度器”的虚拟服务IP。为了保证“节点服务器”能够正确处理该数据包，而不是丢弃，必须在“节点服务器”的环回网卡上绑定“负载调度器”的虚拟服务IP。这样“节点服务器”会认为这个虚拟服务IP是自己的IP，自己是能够处理这个数据包的。否则“节点服务器”会直接丢弃该数据包！

“节点服务器”上的业务进程必须监听在环回网卡的虚拟服务IP上，且端口必须和“负载调度机”上的虚拟服务端口一致。因为“负载调度机”不会改写数据包的目的端口，所以“节点服务器”服务的监听端口必须和虚拟服务端口一致，否则“节点服务器”会直接拒绝该数据包。

“节点服务器”处理完请求后，响应直接回给客户端，不再经过“负载调度机”。因为“节点服务器”收到的请求数据包的源IP是客户端的IP，所以理所当然“节点服务器”的响应会直接回给客户端，而不会再经过“负载调度机”。这时候要求“节点服务器”和客户端之间的网络是可达的。

“负载调度机”和“节点服务器”须位于同一个子网。因为“负载调度机”在转发过程中需要改写数据包的MAC为“节点服务器”的MAC地址，所以要能够查询到“节点服务器”的MAC。而要获取到“节点服务器”的MAC，则需要保证二者位于一个子网，否则“负载调度机”只能获取到“节点服务器”网关的MAC地址