群集负载均衡搭建--LVS-DR群集部署

Dear 丶 2023-06-30 08:53 57阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  前言
 *  一：LVS-DR工作原理
 *   *   *  1.1：DR模式概述
         *  1.2：如何分析LVS-DR数据包流向？
         *  1.3：LVS-DR中存在的ARP问题
         *  3.4：解决上述两个ARP问题的方法
 *  二：LVS-DR部署
 *   *   *  2.1：实验环境
         *  2.2：实验拓扑图
         *  2.3：实验目的
         *  2.4：实验过程
         *   *   *  2.4.1：调度器配置
                 *  2.4.2：配置两台节点IP地址绑定VIP
                 *  2.4.3：节点服务器配置抑制ARP响应
                 *  2.4.4：两台节点服务器配置测试网址
         *  2.5：实验验证

# 前言 #

# 一：LVS-DR工作原理 #

### 1.1：DR模式概述 ###

*  负载均衡群集工作模式–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
     *  ![mark][]

### 1.2：如何分析LVS-DR数据包流向？ ###

*  为方便进行原理分析，将 Client与群集机器放在同一网络中，数据包流经的路线为1-2-3-4
 *  ![mark][mark 1]
    
     *  1.Client向目标VIP发出请求， Director（负载均衡器）接收。此时IP包头及数据帧头信息为：
    
    ![mark][mark 2]
    
     *  2 .Director根据负载均衡算法选择 Realserver\_1，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为RealServer\_1的MAC地址，然后在局域网上发送。IP包头及数据帧头信息如下：
    
    ![mark][mark 3]
    
     *  3.RealServer\_1收到这个帧，解封装后发现目标IP与本机匹配（ RealServer事先绑定了VIP），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为：.
     *  ![mark][mark 4]
     *  4.Client将收到回复报文。 Client认为得到正常的服务，而不会知道是哪一台服务器处理的
        
        注意：如果跨网段，那么报文通过路由器经由 terne返回给用户
    
    ### 1.3：LVS-DR中存在的ARP问题 ###
    
     *  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
     *  ![mark][mark 5]
     *  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
        
         *  当一个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的，它们都会接收到ARP广播
         *  此时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
        
         *  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
     *  RealServe返回报文（源IP是VIP）经路由器转发，在重新封装报文时需要先获取路由器的MAC地址
        
         *  ![mark][mark 6]
     *  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（例如ens33）的IP地址
        
         *  ![mark][mark 7]
     *  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
        
         *  ![mark][mark 8]
     *  此时新来的请求报文，路由器根据ARP表项，会将该报文转发给RealServer，从而导致 Director的VIP失效
        
         *  ![mark][mark 9]
         *  ![mark][mark 10]
         *  解决办法
            
            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
    
    ### 3.4：解决上述两个ARP问题的方法 ###
    
     *  修改/etc/sysctl.conf文件
        
         *  对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求
         *  net.ipv4.conf.lo.arp\_ignore = 1
         *  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

# 二：LVS-DR部署 #

### 2.1：实验环境 ###

*  为了进一步提高公司网站的负载能力，公司决定扩展现有的网站平台，基于LVS构筑负载均衡群集。考虑到群集的访问效率，管理员准备采用LVS群集的DR模式，共享存储设备存放在内部专有网络中
 *  LVS1：192.168.100.100
 *  LVS2：192.168.100.110
 *  Web1：192.168.100.200
 *  Web2：192.168.100.222
 *  VIP=192.168.100.10
 *  Win 10 ：192.168.100.50

### 2.2：实验拓扑图 ###

![mark][mark 11]

### 2.3：实验目的 ###

*  win10客户机通过访问lvs调度器漂移IP地址可以成功访问web节点服务器内容

### 2.4：实验过程 ###

##### 2.4.1：调度器配置 #####

*  两台LVS服务器都安装工具包
    
        [root@lvs1 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y	'//keepalived：双机热备要用到的，ipvsadm：调度管理要用'
        [root@lvs2 ~]# yum install keepalived ipvsadm -y
 *  两台LVS服务器都开启路由转发，关闭重定向
    
        [root@lvs1 ~]# vim /etc/sysctl.conf 
        '//尾行插入下段配置'
        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
        [root@lvs1 ~]# sysctl -p	'//重载配置，使之生效'
        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
 *  两台LVS服务器都创建脚本便于service管理
    
        [root@lvs1 network-scripts]# vim /etc/init.d/dr.sh
        '//编辑以下脚本内容'
        #!/bin/bash
        GW=192.168.100.1
        VIP=192.168.100.10   ##虚拟ip
        RIP1=192.168.100.200 ##真实web服务器ip
        RIP2=192.168.100.222
        case "$1" in
        start)
                        /sbin/ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm  ##保存配置
                        systemctl start ipvsadm  ##启动服务
                        /sbin/ifconfig ens33:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP up  
        ##设置ens33:0地址，广播地址，子网掩码，并开启
                        /sbin/route add -host $VIP dev ens33:0  ##添加路由网段信息
                        /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr ##指定虚拟服务访问入口，指定轮询算法
                        /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g ##指定真实服务器，dr模式
                        /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
                        echo "ipvsadm starting --------------------[ok]"
                        ;;
        stop)
                        /sbin/ipvsadm -C   ##清空缓存
                        systemctl stop ipvsadm  ##关闭服务
                        ifconfig ens33:0 down  ##关闭接口
                        route del $VIP   ##删除路由信息
                        echo "ipvsamd stoped----------------------[ok]"
                         ;;
        status)
                        if [ ! -e /var/lock/subsys/ipvsadm ];then  ##判断文件存在与否决定状态
                        echo "ipvsadm stoped---------------"
                        exit 1
                                        else
                                        echo "ipvsamd Runing ---------[ok]"
                        fi
                        ;; *) echo "Usage: $0 { start|stop|status}"
                        exit 1
        esac
        exit 0
        [root@lvs1 network-scripts]# chmod +x /etc/init.d/dr.sh
 *  两台LVS服务器都修改网卡为仅主机模式
    
    ![mark][mark 12]
 *  两台LVS服务器都为ens33配置IP地址、ens33:0配置ⅥP地址
    
        [root@lvs1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
        [root@lvs1 network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0	
        [root@lvs1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33:0	'//配置虚拟ip地址'
        '//删除原本内容，添加以下配置'
        DEVICE=ens33:0
        ONBOOT=yes
        IPADDR=192.168.100.10
        NETMASK=255.255.255.0
        [root@lvs1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
        '//...省略内容，修改为static'
        BOOTPROTO=static
        '//...省略内容，尾行添加内容'
        IPADDR=192.168.100.100
        NETMASK=255.255.255.0
        GATEWAY=192.168.100.1
        [root@lvs2 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
            '//注意lvs2的IP地址为192.168.100.110'
        IPADDR=192.168.100.110
 *  两台LVS服务器都重启各项配置
    
        [root@lvs1 network-scripts]# systemctl restart network
        [root@lvs1 network-scripts]# ifup ens33:0
        [root@lvs1 network-scripts]# service dr.sh start
        ipvsadm starting --------------------[ok]
        [root@lvs1 network-scripts]# systemctl stop firewalld.service 
        [root@lvs1 network-scripts]# setenforce 0

##### 2.4.2：配置两台节点IP地址绑定VIP #####

*  LVS-DR中，两台节点服务器要配置绑定VIP地址
 *  VIP地址仅用作Web响应数据包的源地址，并不监听客户机的访问请求
 *  都修改为仅主机模式
    
    ![mark][mark 12]
 *  两台节点服务器为ens33配置IP地址，为lo：0配置VIP地址
    
        [root@web1 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
        [root@web1 network-scripts]# cp -p ifcfg-lo ifcfg-lo:0
        [root@web1 network-scripts]# vim ifcfg-lo:0
        DEVICE=lo:0
        IPADDR=192.168.100.10
        NETMASK=255.255.255.0
        ONBOOT=yes
        [root@web1 network-scripts]# vim ifcfg-ens33
        '//...省略内容，修改为static'
        BOOTPROTO=static
        '//...省略内容，尾行添加内容'
        IPADDR=192.168.100.200
        NETMASK=255.255.255.0
        GATEWAY=192.168.100.1
        '//其中web2服务器修改为192.168.100.222'
        IPADDR=192.168.100.222

##### 2.4.3：节点服务器配置抑制ARP响应 #####

*      配置抑制ARP脚本
        [root@web1 network-scripts]# vim /etc/init.d/web.sh
        #!/bin/bash
        VIP=192.168.100.10
                        case "$1" in
                        start)
                                        ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast $VIP
                                        /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
                                        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore   '//arp忽略'
                                        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 >/dev/null 2>&1
                                        echo "RealServer Start OK "
                                        ;;
                        stop)
                                        ifconfig lo:0 down
                                        route del $VIP /dev/null 2>&1
                                        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore '//arp开启'
                                        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
                                        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
                                        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
                                        echo "RealServer Stopd"
                                        ;; *) echo "Usage: $0 { start|stop}"
                                        exit 1
                        esac
                        exit 0
        [root@web1 network-scripts]# chmod +x /etc/init.d/web.sh

##### 2.4.4：两台节点服务器配置测试网址 #####

*  在两台节点服务器上安装配置并启用httpd服务器，分别创建测试网页，测试网页内容要不相同，以区别不同的节点服务器
    
        [root@web1 ~]# yum install httpd -y
        [root@web2 ~]# yum install httpd -y
        [root@web1 ~]# vim /var/www/html/index.html
        <h1>this is web1 web</h1>
        [root@web2 ~]# vim /var/www/html/index.html
        <h1>this is web2 web</h1>
 *  重启各项服务
    
        [root@web1 network-scripts]# systemctl restart network
        [root@web1 network-scripts]# ifup lo:0
        [root@web1 network-scripts]# service web.sh start
        RealServer Start OK 
        [root@web1 network-scripts]# systemctl start httpd
        [root@web1 network-scripts]# systemctl stop firewalld.service 
        [root@web1 network-scripts]# setenforce 0

### 2.5：实验验证 ###

*  修改win10主机IP地址
    
    ![mark][mark 13]
 *  使用win10访问192.168.100.10验证
 *  ![mark][mark 14]
 *  访问成功

[mark]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNC8xMDM2MTA3MDgucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTI3MTc2OTUucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTMzNDcxODMucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTM0MzgzMTQucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 4]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTM1MDE1ODUucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 5]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTQxMDcyNjkucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 6]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTQzNDI3NDQucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 7]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTQ0Mjc1NzEucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 8]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTQ4MDA3MTkucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 9]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTQ5MTgxNjMucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 10]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xNTQ5Mjg5NzUucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 11]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xOTA0MDEwODcucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 12]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNS8xOTMyMzAyOTEucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 13]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNi8wMDE2MTAzMTEucG5n?x-oss-process=image/format,png
[mark 14]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3Rhbmd6aGVuZy1waWNnby5vc3MtY24taGFuZ3pob3UuYWxpeXVuY3MuY29tL2ltZy8yMDIwMDExNi8xMDQxMTc1MzAucG5n?x-oss-process=image/format,png