LVS 负载均衡-DR模式

一 . DR 模式   直接路由 ：

1.介绍：

直接路由（Direct Routing）：简称 DR 模式，采用半开放式的网络结构，与 TUN 模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络。

负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的 IP 隧道。

直接路由，LVS默认模式,应用最广泛,通过请求报文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址；源IP/PORT，以及目标IP/PORT均保持不变。

 

2.DR模式的特点：

① Director 和各RS都配置有VIP

② 确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文发往Director

  • 在前端网关做静态绑定VIP和 Director 的MAC地址

  • 在RS上使用 arptables 工具

arptables -A IN -d $VIP -j DROP
arptables -A OUT -s $VIP -j mangle --mangle-ip-s $RIP

③ 在RS上修改内核参数以限制arp通告及应答级别

/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore  忽略arp广播
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce  关闭无故arp

RS 的 RIP 可以使用私网地址，也可以是公网地址；RIP与DIP在同一IP网络；RIP的网关不能指向DIP，以确保响应报文不会经由 Director

④ RS和Director要在同一个物理网络

⑤ 请求报文要经由Director，但响应报文不经由Director，而由RS直接发往Client

⑥ 不支持端口映射（端口不能修改）

⑦ 无需开启 ip_forward

⑧ RS可使用大多数OS系统

3.DR 中的ARP问题：

3.1 VIP地址相同导致响应冲突：

问题原因：

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

  • 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（物理网卡的地址，而不是lo网卡的虚接口地址）的ARP请求。

3.2 返回报文时源地址使用VIP，导致网关设备的ARP缓存表紊乱

问题原因：

  • 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对应的 Real Server 的MAC地址。导致网关设备的ARP缓存表紊乱。
  • 路由器根据ARP表项，会将新来的请求报文转发给Real Server，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数据包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口（物理网卡）的IP地址。

4. IP 隧道模式：

  1. RIP 和 DIP 可以不处于同一物理网络中，RS 的网关一般不能指向 DIP,且 RIP 可以和公网通信，也就是说集群节点可以跨互联网实现。DIP, VIP, RIP可以是公网地址。
  2. RealServer 的通道接口上需要配置VIP地址，以便接收DIP转发过来的数据包，以及作为响应的报文源IP。
  3. DIP转发给RealServer时需要借助隧道，隧道外层的IP头部的源IP是DIP，目标IP是RIP，而RealServer响应给客户端的IP头部是根据隧道内层的IP头分析得到的，源IP是VIP，目标IP是CIP
  4. 请求报文要经由Director，但响应不经由Director,响应由 RealServer 自己完成
  5. 不支持端口映射
  6. RS的OS须支持隧道功能

  一般来说，隧道模式常会用来负载调度缓存服务器组，这些缓存服务器一般放置在不同的网络环境，可以就近折返给客户端。在请求对象不在 Cache 服务器本地命中的情况下，Cache 服务器要向源服务器发送请求，将结果取回，最后将结果返回给用户。 

二. LVS 单网段DR模式部署:

实验：7-1做调度器；7-2和7-3做真实服务器；7-4做客户端；

1.先关闭所有的防火墙和selinux

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0

2.怎么看selinux状态:

  1. Permissive:宽容模式

  2. Enforcing：强制模式

3.配置7-1调度服务器：

3.1.配置虚拟ip地址：

[root@localhost ~]# ifconfig ens33:0 192.168.91.30/32
[root@localhost ~]# ip a

3.2.调整/proc响应参数：

[root@localhost ~]# 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
 
[root@localhost ~]# sysctl -p

生效一下：

3.3.加载模块：

ip_vs是内核模块中的功能

[root@localhost ~]# modprobe ip_vs
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs

3.4.下载并配置ipvsadm：

[root@localhost ~]# yum install ipvsadm.x86_64 -y
[root@localhost ~]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# systemctl start ipvsadm.service 
[root@localhost ~]#ipvsadm -A -t 192.168.91.30:80 -s rr
[root@localhost ~]#ipvsadm -a -t 192.168.91.30:80 -r 192.168.91.4 -g
[root@localhost ~]#ipvsadm -a -t 192.168.91.30:80 -r 192.168.91.5 -g
[root@localhost ~]#ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.91.30:80 rr
  -> 192.168.91.4:80              Route   1      0          0         
  -> 192.168.91.5:80              Route   1      0          0

4.配置7-2Web服务器

4.1.安装并开启httpd服务

[root@localhost ~]# yum install httpd -y
[root@localhost ~]# systemctl start httpd

4.2.添加临时回环地址：

[root@localhost ~]# ifconfig lo:0 192.168.91.30/32
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# ip a

4.3.配置在index.html:

 

 

4.4.配置内核参数 : 

[root@localhost html]# vim /etc/sysctl.conf
 
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
 
[root@localhost html]# sysctl -p

生效一下： 

5.配置7-3Web服务器：

1.安装并开启httpd服务：

[root@localhost ~]# yum install httpd -y
[root@localhost ~]# systemctl start httpd

2.添加临时回环地址：

[root@localhost ~]# ifconfig lo:0 192.168.91.30/32
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# ip a

3.配置index.html：

4.配置内核参数：

vim /etc/sysctl.conf
 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

 生效一下：

6.去7-4客户端curl查看结果：

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