LVS负载均衡DR模式群集部署

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最后更新：2022-06-09 22:56:58 手机定位技术交流文章

文章目录

1.LVS-DR的工作原理
- 1、数据包流向分析
- 2、DR模式的特点
LVS-DR的ARP
- 问题一
- 问题二：
3.LVS负荷平衡DR模型集群的部署
- 1、准备
- 2、部署共享存储
- 3、配置节点服务器
- - (1)配置虚拟IP地址(VIP:)
  - (二)调整内核的ARP响应参数以防止VIP的MAC地址更新和避免冲突
- 4、配置负载调度器
- - (1)关闭防火墙并加载ip_vs模块
  - (2)配置虚拟IP地址(VIP:)
  - (三)调整Proc响应参数
  - (四)配置负荷分配策略
- 5、测试验证

1.LVS-DR的工作原理

1、数据包流向分析

在这里插入图片描述

步骤1:客户端将请求发送到目录服务器(负载平衡设备),请求的数据消息到达内核空间

数据报文

源IP--客户端IP
目标IP--VIP
源 MAC--客户端的 MAC
目标MAC——目录服务器的MAC
步骤2:确定包的内核空间的目标IP是主机VIP,在这种情况下,IPVS(IP虚拟服务器)比数据包请求服务更有可能是一个集群服务。集群服务重装包。然后根据负载平衡算法选择的实服务器发送数据包。(Director Server和Real Server在同一网络中,数据通过一个两层数据链层传输。）
数据报文
源IP--客户端IP
目标IP--VIP
源 MAC -- 目录服务器 MAC
目标MAC——为真实服务器的MAC

步骤3:实服务器请求消息的MAC地址是MAC地址本身,并接收消息。

数据报文
来源IP--VIP
目标IP--客户端IP
源 MAC--真实服务器 MAC
目标MAC--客户端的MAC

第四步:响应消息通过交换机和路由器传送给客户端。客户端接收了响应消息并得到它想要的服务,但不知道它正在处理的哪个服务器
数据流向

在这里插入图片描述

当用户请求访问目录服务器时,请求的数据消息首先到达内核空间的预处理链。
该消息的源IP是CIP,目标IP是VIP
预备检查以找到数据包的目标IP为主机,并发送数据包到输入链
如果请求消息中的源MAC地址被修改为DIP的MAC地址,则目标MAC地址被修改为RIP的MAC地址,然后数据包被发送到 POSTROUTING链上。
当前,源IP和目标IP均没有修改,只有源 MAC地址是DIP的 MAC地址,而目标 MAC地址是RIP的 MAC地址
由于DS(调用服务器)和RS(节点实际服务器)是同一网络,它通过两层传输。 POSTROUTING链检查目标MAC地址是RIP的MAC地址,因此数据包将被发送到Real
Server。
RS发现请求消息的MAC地址是其自己的MAC地址,并接收消息。在处理完成后,响应消息通过lo接口转到Et0网络卡,然后发送出去。
当前的源IP地址是VIP,目标IP是CIP
最后向客户发送响应消息

以客户和服务端在网络的同一部分为例

CIP：192.168.94.157
VIP：192.168.94.188
DIR: 192.168.94.19
RS :(nfs),以及(提供http服务)

整个请求过程示意：

这里我们假设CIP的MAC地址是:00-50-56-C0-00-08,DIR ens33的Mac地址是: 00-50-56-C0-00-01,RIP1的Mac地址是: D0-50-99-18-18-15。CIP在请求之前发送一个arp广播包,即要求“谁是VIP”,因为所有DIR和RIP都是在一个物理网络中,DIR和RIP有 VIP地址,为了向DIR发送请求,因此RIP不能对CIP的arp请求作出响应(这就是为什么它必须在RIP的lo端口中配置VIP并备份arp查询和响应的原因),然后客户端将请求包发送到DIR,接下来是DIR:

1客户向目标VIP发送请求,DIR接收。当前IP包头和数据帧头信息如下:

源mac	目标mac	源IP	目标IP
00-50-56-C0-00-08	00-50-56-C0-00-01	192.168.94.157	192.168.94.188

2DIR根据负载平衡算法选择一个主动的RS(RIP1),并将RIP1的MAC地址发送到本地网络,作为目标MAC地址。

源mac	目标mac	源IP	目标IP
00-50-56-C0-00-01	D0-50-99-18-18-15	192.168.94.157	192.168.94.188

3RIP1()在本地网络中接收这个帧,将其分离并发现目标IP(VIP)与本地匹配,然后处理消息。然后重新包装消息并发送到本地网络。

源mac	目标mac	源IP	目标IP
D0-50-99-18-18-15	00-50-56-C0-00-08	192.168.94.188	192.168.94.157

如果客户端与RS在同一网络段,然后客户端()将收到此响应消息。如果跨了网段，然后消息通过网关/路由器向用户返回。在实际情况下，可能只有一个公网，其他都是内网，此时, VIP 的绑定地址应是公众 IP,或者利用路由器静态

2、DR模式的特点

董事服务器和实服务器必须在同一物理网络中
实务服务器可以使用私人地址和公共网络地址。如果你使用公共网络地址,你可以直接通过互联网访问RIP
目录服务器作为组访问输入,但不是门户
所有请求消息由目录服务器发送,但答复响应消息不能由目录服务器发送。
实服务器开关不允许指向目录服务器IP,即由实服务器发送的数据包不允许通过目录服务器
实服务器的lo接口配置了VIP的IP地址

LVS-DR的ARP

问题一

(1)在LVS-DR负载平衡集群中,负载平衡和节点服务器必须具有相同的VIP地址。

(二)在本地区域网络中拥有相同的IP地址必然会导致服务器间的ARP通信中断
解决思路：
当ARP广播发送到LVS-DR集群时,因为负荷平衡设备和节点服务都连接到同一网络,它们将接收ARP广播
2:只有前端负荷平衡器响应,其他节点服务器不应响应ARP广播
(三)处理节点服务器以防止它对VIP的ARP请求作出响应。

解决方法
(1)使用虚拟接口lo:0来载入VIP地址
(2)设置内核参数arp_ignore=1:系统只响应ARP请求,目标IP是本地IP

问题二：

RealServer通过路由器返回消息(源IP是VIP)并通过获取路由器的MAC地址重新封装消息。
当发送ARP请求时,Linux默认使用IP包的源IP地址(VIP)作为ARP请求包中的源IP地址,而不是发送的接口的IP地址
如：ens33

当路由器收到ARP请求时,它更新ARP表项

原来的VIP相关董事的MAC地址将更新为VIP相关RealServer的MAC地址

路由器将根据ARP表向RealServer发送新的请求消息,导致主任的VIP失败

解决方法：
为处理节点服务器,设置内核参数 arp_announce=2:系统不使用IP包的源地址设置ARP请求的源地址,而是选择IP地址发送接口。

设置解决ARP两个问题的方法

修改/etc/sysctl.conf文件

3.LVS负荷平衡DR模型集群的部署

ipvsadm工具
在这里插入图片描述

LVS负载调度算法
環狀羅賓
●接收的访问请求被分发到集群的节点(实际服务器)中,按顺序处理每个服务器,不管实际的连接数目和系统负载量如何

重型圆 Robin
请求根据发送者设置的重量分配。高重节点优先分配任务,分配的请求越多,请求的数量就越高。
●确保高性能服务器能提供更多的访问流量

最小连接
接收的访问请求将根据实际服务器建立的连接数,优先分配给连接数最低的节点。

重量级L-东连接
●当服务器节点性能差异较大时,实际服务器自动调整重量
●高性能节点能承受更大的主动连接负荷

1、准备

主机	IP地址	所需服务
DR服务器(载量计)	ens33:192.168.94.19	ens33:0(VIP):192.168.94.188
Web节点服务器1	ens33:192.168.94.152 lo:0(VIP):192.168.94.188	nfs-utils、rpcbind、httpd
Web节点服务器2	ens33:192.168.94.153 lo:0(VIP):192.168.94.188	nfs-utils、rpcbind、httpd
NFS服务器	192.168.94.151	rpcbind、nfs-utils
客户端	195.168.94.157