LVS-DR集群介绍

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模式工作原理

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 Serve

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

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

数据包流向分析（外网ip12.0，打错了）

序号	源地址	目标地址
1	192.168.10.100 客户机mac	12.0.0.100 路由器mac
2	192.168.10.100 客户机mac	12.0.0.100 调度服务器mac
3	192.168.10.100 调度服务器mac	12.0.0.100 真实服务器mac
4	12.0.0.100 真实服务器mac	192.168.10.100 路由器mac
5	12.0.0.100 路由器mac	192.168.10.100 客户机mac

 （1）客户端发送请求到 Director Server（负载均衡器），请求的数据报文（源 IP 是 CIP,目标 IP 是 VIP）到达内核空间

（2）Director Server（负载均衡器） 和 Real Server（节点均衡器） 在同一个网络中，数据通过二层数据链路层来传输

（3）内核空间判断数据包的目标IP是本机VIP，此时IPVS（IP虚拟服务器）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 （负载均衡器）的 MAC地址，修改目标 MAC 地址为 Real Server（节点均衡器） 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（节点均衡器）

（4）到达 Real Server（节点均衡器） 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

（5）Real Server（节点均衡器） 直接将响应报文传送到客户端

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
• Director Server作为群集的访问入口，但不作为网关使用
• 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Real Server发送的数据包不允许经过 Director Server
• Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址

产生的ARP问题

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

如何解决？

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。

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

如何解决？

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

 arp_ignore=1和arp_announce=2解决场景 

arp_ignore=1

防止网关路由发送ARP广播时调度器和节点服务器都进行响应，导致ARP缓存表紊乱，不对非本地物理网卡的ARP请求进行响应，因为VIP时承载lo:0

arp_announce=2

系统不使用响应数据的源ip地址（VIP）来作为本机进行ARP请求报文的源ip地址，而使用发送报文的物理网卡ip地址作为ARP请求报文的源ip地址，这样可以防止网关路由器接受到的源ip地址为VIP的ARP请求报文后的又更新ARP缓存表，导致外网再发送请求时，数据包到达不了调度器

部署LVS-DR集群

部署环境：
DR服务器：192.168.10.19
web服务器1:192.168.10.20
web服务器2:192.168.10.21

VIP（虚拟回环）：192.168.10.180
客户端：192.168.10.22

配置负载调度器（192.168.10.19)

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

 配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.10.180）

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0				#若隧道模式，复制为ifcfg-tunl0（小写字母l）
vim ifcfg-ens33:0

DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes									#开机自动激活
IPADDR=192.168.10.180
NETMASK=255.255.255.255

开启虚拟网卡 

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
route add -host 192.168.80.188 dev ens33:0  (我没有操作）

 调整 proc 响应参数

由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，需要关闭 icmp 的重定向，不充当路由器

1. 应该关闭 Linux 内核的重定向参数响应服务器不是一台路由器，

2. 那么它不会发送重定向，所以可以关闭该功能

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p						#刷新设置

 

 配置负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm					#保存策略
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.10.180:80 -s rr					#添加虚拟服务器
ipvsadm -a -t 192.168.10.180:80 -r 192.168.10.20:80 -g			#若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.10.180:80 -r 192.168.10.21:80 -g			#添加真实服务器
ipvsadm															#激活

ipvsadm -ln					#查看节点状态，Route代表 DR模式

2 部署共享存储（NFS服务器：192.168.10.22）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/zly /opt/wan
chmod 777 /opt/zly /opt/wan  可以直接 chmod 777 /opt/

vim /etc/exports

 

/opt/zly 192.168.10.0/24(rw,sync)
/opt/wan 192.168.10.0/24(rw,sync)

 

systemctl start nfs.service
systemctl start rpcbind.service

3.配置节点服务器（192.168.10.20  192.168.10.21）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

 

配置虚拟 IP 地址（VIP：192.168.10.180）
###此地址仅用作发送Web响应数据包的源地址，并不需要监听客户机的访问请求(改由调度器监听并分发)。因此使用虚接口lo:0来承载VIP地址，并为本机添加一条路由记录，将访问VIP的数据限制在本地，以避免通信紊乱。

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0

DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.10.180						#和VIP保持一致
NETMASK=255.255.255.255						#注意：子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.10.180 dev lo:0		#添加VIP本地访问路由，将访问VIP的数据限制在本地，以避免通信紊乱

vim /etc/rc.local

/sbin/route add -host 192.168.10.180 dev lo:0

 

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

调整内核的 ARP 响应参数以阻止更新 VIP 的 MAC 地址，避免发生冲突 

vim /etc/sysctl.conf

......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1			#系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.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
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

 

 sysctl -p

 

或者 临时添加

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

sysctl -p

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start httpd

--192.168.10.20---
mount.nfs 192.168.10.22:/opt/zly /var/www/html
echo 'this is zly web!' > /var/www/html/index.html

 宁一台web机器21我就不截图了

---192.168.10.21---
mount.nfs 192.168.10.22:/opt/wan /var/www/html
echo '璐瑶' > /var/www/html/index.html

测试 LVS 群集

在电脑本机上ping  两个web节点

                              DR都通
在客户端使用浏览器访问 http://192.168.10.180/