高效多用群集之LVS负载均衡群集（DR模式）

2023-12-06 12:49
文章标签 模式 高效 负载 均衡 dr lvs 多用 群集

本文主要是介绍高效多用群集之LVS负载均衡群集（DR模式），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

高效多用群集之LVS负载均衡群集（NAT模式）

  • 一、理解LVS-DR工作原理
    • 1.1、LVS-DR数据包流向分析
    • 1.2、LVS-DR中的ARP问题
      • 1)、问题一：
      • 2)、问题二：
  • 二、掌握LVS-DR部署过程
    • 2.1、部署共享存储
    • 2.2、配置节点服务器
      • 1)、配置虚拟IP地址（VIP:192.168.100.100）
      • 2)、调整内核的ARP响应参数以阻止更新VIP的MAC地址，避免冲突
    • 2.3、配置负载调度器
      • 1)、关闭防火墙，加载ip_vs模块
      • 2)、配置虚拟IP地址（VIP：192.168.100.100）
      • 3)、调整proc响应参数
      • 4)、配置负载分配策略
    • 2.4、测试验证

一、理解LVS-DR工作原理

1.1、LVS-DR数据包流向分析

(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CIR,目标IP是VIP)到达内核空间。
(2)DirectorServer和RealServer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 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。
(4)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。
(5) Real Server 直接将响应报文传送到客户端。

DR模式的特点:

(1) Director Server 和Real Server 必须在同一个物理网络中。
(2)RealServer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。

1.2、LVS-DR中的ARP问题

1)、问题一：

  • 在LVS-DR负载均衡集群中，负载均衡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。

解决思路：

  • 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。
  • 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

2)、问题二：

  • 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

如：ens33

  • 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。

解决ARP的两个问题的设置方法

修改 /etc/sysctl.conf 文件

net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2

二、掌握LVS-DR部署过程

主机操作系统IP地址所需服务
DR服务器（负载调度器）CentOS7ens33:192.168.100.10
ens33:0(VIP):192.168.100.100		ipvsadm
Web节点服务器1CentOS7ens33：192.168.100.12
lo:0 (VIP)：192.168.100.100		nfs-utils、rpcbind、httpd
Web节点服务器2CentOS7ens33：192.168.100.13
lo:0 (VIP)：192.168.100.100		nfs-utils、rpcbind、httpd
NFS服务器CentOS7192.168.100.40rpcbind、nfs-utils
客户端Windows7192.168.100.254

注意：此次搭建在同一局域网内，设置网络时不用网关和DNS，注释即可。如果不在同一网段，需要配置网关。

2.1、部署共享存储

NFS服务器：192.168.100.40

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0yum -y install nfs-utils rpcbindsystemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.servicemkdir /opt/test1
mkdir /opt/test2chmod 777 /opt/test1
chmod 777 /opt/test2vim /etc/exports
/opt/test1 192.168.100.0/24(rw,sync)
/opt/test2 192.168.100.0/24(rw,sync)exportfs -rv

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.2、配置节点服务器

Web节点服务器1：ens33：192.168.100.12 lo:0 (VIP)：192.168.100.100
Web节点服务器2：ens33：192.168.100.13 lo:0 (VIP)：192.168.100.100

注意：两台服务器配置相同

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

在这里插入图片描述

1)、配置虚拟IP地址（VIP:192.168.100.100）

#此地址仅用做发送 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有记录，将访问 VIP 的数据限制在本地，以避免通信紊乱。vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.163.100
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yesifup lo:0
ifconfig lo:0#设置临时的路由，重启失效；禁锢路由
route add -host 192.168.163.100 dev lo:0
#查看路由
route -n#开机自动添加路由，生产环境应该用这个
vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.163.100 dev lo:0
chmod +x /etc/rc.d/rc.local

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2)、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.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 = 2sysctl -pyum install -y nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

注意：下面两台服务器配置不相同

Web节点服务器1：ens33：192.168.100.12 lo:0 (VIP)：192.168.100.100

showmount -e 192.168.100.40mount.nfs 192.168.100.40:/opt/test1 /var/www/html
echo 'this is test1 web!' > /var/www/html/index.html

在这里插入图片描述
Web节点服务器2：ens33：192.168.100.13 lo:0 (VIP)：192.168.100.100

showmount -e 192.168.100.40mount.nfs 192.168.100.40:/opt/test2 /var/www/html
echo 'this is test2 web!' > /var/www/html/index.html

在这里插入图片描述

2.3、配置负载调度器

负载调度器：192.168.100.10 lo:0 (VIP)：192.168.100.100

1)、关闭防火墙，加载ip_vs模块

systemctl stop firewalld.service 
systemctl disable firewalld.service 
setenforce 0#加载ip_vs模块，并安装ipvsadm工具
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum install -y ipvsadm

在这里插入图片描述

2)、配置虚拟IP地址（VIP：192.168.100.100）

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.255ifup ens33:0
ifconfig ens33:0

在这里插入图片描述
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3)、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，应该关闭Linux 内核的重定向参数响应，不充当路由器，
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 = 0sysctl -p

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4)、配置负载分配策略

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或者
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadmsystemctl start ipvsadm.service#清除原有策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.001.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.12:80 -g #如果这里是隧道模式，直接将-g替换成-i即可
ipvsadm -a -t 192.168.100.100:80 -r 192.168.100.13:80 -g#查看节点状态，Route代表 DR模式
ipvsadm -ln

在这里插入图片描述

2.4、测试验证

在客户端访问 http://192.168.100.100/，刷新测试负载均衡是否成功

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

这篇关于高效多用群集之LVS负载均衡群集（DR模式）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/461891。

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