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理論+實驗：群集負載均衡搭建--LVS-DR群集部署

2020-09-24 17:26:36 後端開發

LVS-DR群集

  • 一、理解LVS-DR作業原理
    • 1.1、DR模式概述
    • 1.2、分析LVS-DR資料包流向
    • 1.3、LVS-DR中存在的ARP問題
    • 1.4、解決上述兩個ARP問題的方法
  • 二、LVS-DR實驗部署
    • 2.1、環境部署
    • 2.2、虛擬機配置
      • 2.2.1、調度器配置
      • 2.2.2、存盤服務器
      • 2.2.3、 WEB1服務器
      • 2.2.4、WEB2服務器

一、理解LVS-DR作業原理

1.1、DR模式概述

■負載均衡群集作業模式–直接路由（Direct Routing）

  • 簡稱DR模式，采用半開放式的網路結構，與TUN模式的結構類似，但各節點并不是分散在各地，而是與調度器位于同一個物理網路
  • 負載調度器與各節點服務器通過本地網路連接，不需要建立專用的IP隧道

在這里插入圖片描述

1.2、分析LVS-DR資料包流向

  • 為方便進行原理分析，將 Client與群集機器放在同一網路中，資料包流經的路線為1-2-3-4

在這里插入圖片描述

  • Client向目標VIP發出請求， Director（負載均衡器）接收，此時IP包頭及資料幀頭資訊為

在這里插入圖片描述

  • Director根據負載均衡演算法選擇 Realserver_1，不修改也不封裝IP報文，而是將資料幀的MAC地址改為RealServer_1的MAC地址，然后在局域網上發送，IP包頭及資料幀頭資訊如下

在這里插入圖片描述

  • RealServer_1收到這個幀，解封裝后發現目標IP與本機匹配（ RealServer事先系結了VIP），于是處理這個報文，隨后重新封裝報文，發送到局域網，此時IP包頭及資料幀頭資訊為

在這里插入圖片描述

  • Client將收到回復報文， Client認為得到正常的服務，而不會知道是哪一臺服務器處理的

注意：如果跨網段，那么報文通過路由器經由 terne回傳給用戶

1.3、LVS-DR中存在的ARP問題

  • 在LVS-DR負載均衡集群中，負載均衡器與節點服務器都要配置相同的VIP地址
    在這里插入圖片描述

■在局域網中具有相同的IP地址，勢必會造成各服務器ARP通信的紊亂

  • 當一個ARP廣播發送到LVS-DR集群時，因為負載均衡器和節點服務器都是連接到相同的網路上的，它們都會接收到ARP廣播
  • 此時只有前端的負載均衡器進行回應，其他節點服務器不應該回應ARP廣播

■對節點服務器進行處理，使其不回應針對VIP的ARP請求

  • 使用虛介面lo:0承載ⅥP地址
  • 設定內核引數 arp_ignore=1：系統只回應目的IP為本地IP的ARP請求

■RealServe回傳報文（源IP是VIP）經路由器轉發，在重新封裝報文時需要先獲取路由器的MAC地址
在這里插入圖片描述

  • 發送ARP請求時， Linux默認使用IP包的源IP地址（即VIP）作為ARP請求包中的源IP地址，而不使用發送介面（例如ens33）的IP地址
    在這里插入圖片描述
  • 路由器收到ARP請求后，將更新ARP表項
  • 原有的VIP對應 Director的MAC地址會被更新為ⅥP對應RealServer的MAC地址

在這里插入圖片描述

  • 此時新來的請求報文，路由器根據ARP表項，會將該報文轉發給RealServer，從而導致 Director的VIP失效
    在這里插入圖片描述
    在這里插入圖片描述
  • 解決辦法
    對節點服務器進行處理，設定內核引數arp_announce=2：系統不使用IP包的源地址來設定ARP請求的源地址，而選擇發送介面的IP地址

1.4、解決上述兩個ARP問題的方法

■修改/etc/sysctl.conf檔案

  • 對節點服務器進行處理，使其不回應針對VIP的ARP請求
  • net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
  • net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2
  • 系統不使用IP包的源地址來設定ARP請求的源地址，而選擇發送介面的IP地址
  • net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
  • net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

二、LVS-DR實驗部署

2.1、環境部署

調度器VM1： 192.168.100.21ens3:0：192.168.100.10
WEB1服務器集群池VM1： 192.168.100.22lo:0：192.168.100.10
WEB2服務器集群池VM1： 192.168.100.23lo:0：192.168.100.10
NFS共享服務器VM1： 192.168.100.24

2.2、虛擬機配置

2.2.1、調度器配置

  • 配置虛擬IP地址（VIP）
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-ens33:0
NAME=ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.255
[root@localhost network-scripts]# ifup ifcfg-ens33:0
[root@localhost network-scripts]# ifconfig               ## 如果-bash: ifconfig: command not found報錯，安裝 sudo yum install net-tools，按提示輸入y，就可以了
  • 調整/proc回應引數 對于 DR 群集模式來說，由于 LVS 負載調度器和各節點需要共用 VIP 地址，應該關閉 Linux 內核的重定向引數回應
    服務器不是一臺路由器，那么它不會發送重定向，所以可以關閉該功能
[root@localhost network-scripts]# vi /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

[root@localhost network-scripts]# sysctl -p     ###生效
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
  • 配置負載分配策略
[root@localhost /]# ipvsadm -v
[root@localhost ~]# modprobe ip_vs
[root@localhost ~]# cat /proc/net/ip_vs
[root@localhost ~]#yum -y install ipvsadm
[root@localhost ~]#ipvsadm -A -t 192.168.100.10:80 -s rr
[root@localhost ~]#ipvsadm -a -t 192.168.100.10:80 -r 192.168.100.22:80 -g -w 1
[root@localhost ~]#ipvsadm -a -t 192.168.100.10:80 -r 192.168.100.23:80 -g -w 1

[root@localhost network-scripts]# ipvsadm-save
[root@localhost network-scripts]# systemctl enable ipvsadm

2.2.2、存盤服務器

rpm -q nfs-utils    ###如果沒裝，yum -y install nfs-utils
rpm -q rpcbind      ###如果沒裝，yum -y install rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind

[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/51xit 192.168.100.0/24 (rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24 (rw,sync)

[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
[root@localhost ~]# mkdir /opt/51xit /opt/52xit
[root@localhost ~]# echo "this is 51xit" >/opt/51xit/index.html
[root@localhost ~]# echo "this is 52xit" >/opt/52xit/index.html

2.2.3、 WEB1服務器

  • 配置虛擬IP地址
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes
[root@localhost network-scripts]# ifup lo:0
[root@localhost network-scripts]# ifconfig         ## 如果-bash: ifconfig: command not found報錯，安裝 sudo yum install net-tools，按提示輸入y，就可以了

[root@localhost network-scripts]# vi /etc/rc.local 
/sbin/route add -host 192.168.100.10 dev lo:0

[root@localhost network-scripts]# route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
  • 調整/proc回應引數
[root@localhost network-scripts]# vi /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 network-scripts]# sysctl -p
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
  • 安裝httpd 掛載測驗頁
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.24     ####如果還沒發布，請到存盤服務器發布下，exportfs -rv
Export list for 192.168.100.24:
/opt/51xit  (everyone)
/opt/52xit (everyone)

[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.24:/opt/51xit /var/www/html/
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab 
192.168.100.44:/opt/51xit/ /var/www/html/        nfs     rw,tcp,intr     0 1        ###開機自動掛載，注意格式對齊

[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
  • 登錄192.168.100.22測驗網站是否正常

在這里插入圖片描述

2.2.4、WEB2服務器

  • 配置虛擬IP地址
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.100.10
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

[root@localhost network-scripts]# ifup lo:0
[root@localhost network-scripts]# ifconfig         ## 如果-bash: ifconfig: command not found報錯，安裝 sudo yum install net-tools，按提示輸入y，就可以了

[root@localhost network-scripts]# vi /etc/rc.local 
/sbin/route add -host 192.168.100.10 dev lo:0

[root@localhost network-scripts]# route add -host 192.168.100.10 dev lo:0
  • 調整/proc回應引數
[root@localhost network-scripts]# vi /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 network-scripts]# sysctl -p
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
  • 安裝httpd 掛載測驗頁
[root@localhost ~]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost ~]# showmount -e 192.168.100.24     ####如果還沒發布，請到存盤服務器發布下，exportfs -rv
Export list for 192.168.100.24:
/opt/accp  (everyone)
/opt/bdqn (everyone)

[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# mount 192.168.100.24:/opt/52xit /var/www/html/
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab 
192.168.100.24:/opt/52xit/ /var/www/html/        nfs     rw,tcp,intr     0 1        ###開機自動掛載，注意格式對齊

[root@localhost ~]# systemctl start httpd
[root@localhost ~]# systemctl enable httpd
  • 登錄192.168.100.23測驗網站是否正常

在這里插入圖片描述

  • 在瀏覽器輸入192.168.100.10進行驗證
    輪詢成功
    在這里插入圖片描述
    在這里插入圖片描述

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