负载均衡LVS集群中的DR模式是如何工作的？

LVS负载均衡集群之DR模式

一、LVS-DR模式简介

1. LVS-DR工作原理

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，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 Server，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。

2. 数据包流向分析

客户端发送请求到Director Server，请求的数据报文到达内核空间，Director Server和Real Server在同一个网络中，数据通过二层数据链路层来传输，内核空间判断数据包的目标IP是本机VIP，此时IPVS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，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，Real Server直接将响应报文传送到客户端。

3. 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。

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，即不允许数据包经过Director Server。

Real Server上的lo接口配置VIP的IP地址。

4. LVS-DR中的ARP问题及解决方法

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，解决方法如下：

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。

另一个问题是，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，解决方法如下：

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。

二、构建LVS-DR集群步骤

1. 实验环境准备

DR 服务器：192.168.80.30

Web 服务器1：192.168.80.10

Web 服务器2：192.168.80.20

NFS共享服务器：192.168.80.40

VIP：192.168.80.188

客户端：192.168.80.200

2. 配置负载调度器（192.168.80.30）

关闭防火墙并禁用SELINUX：

    systemctl stop firewalld.service
    setenforce 0

加载ip_vs模块并查看：

    modprobe ip_vs
    cat /proc/net/ip_vs

安装ipvsadm工具：

    yum -y install ipvsadm

配置虚拟IP地址（VIP）：

    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=192.168.80.188
    NETMASK=255.255.255.255
    ifup ens33:0
    ifconfig ens33:0
    route add -host 192.168.80.188 dev ens33:0

调整proc响应参数：

    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 192.168.80.188:80 -s rr #添加虚拟服务器
    ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.10:80 -g #添加真实服务器
    ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.20:80 -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

3. 部署共享存储（NFS服务器：192.168.80.40）

关闭防火墙并禁用SELINUX：

    systemctl stop firewalld.service
    setenforce 0

安装NFS服务器：

    yum -y install nfs-utils

创建共享目录并设置权限：

    mkdir /nfsshare
    echo "/nfsshare *(rw,sync)">/etc/exports
    exportfs -r

启动NFS服务：

    systemctl enable nfs-server --now
    systemctl start nfs-server

4. 配置节点服务器（192.168.80.10、192.168.80.20）

关闭防火墙并禁用SELINUX：

    systemctl stop firewalld.service
    setenforce 0

安装httpd服务：

    yum -y install httpd
    systemctl start httpd.service
    systemctl enable httpd.service

配置Web页面内容以区分不同服务器：

    echo 'web01'> /var/www/html/index.html #在192.168.80.10上执行
    echo 'web02'> /var/www/html/index.html #在192.168.80.20上执行

安装ipvsadm工具：

    yum -y install ipvsadm

停止firewalld并关闭SELINUX：

    systemctl stop firewalld.service
    setenforce 0

调整proc响应参数：

    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VIP地址：

    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=192.168.80.188
    NETMASK=255.255.255.255
    ifup ens33:0
    ifconfig ens33:0
    route add -host 192.168.80.188 dev ens33:0

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 192.168.80.188:80 -s rr #添加虚拟服务器
    ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.10:80 -g #添加真实服务器（192.168.80.10）
    ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.20:80 -g #添加真实服务器（192.168.80.20）
    ipvsadm #激活
    ipvsadm -ln #查看节点状态，Route代表DR模式

确保lo接口配置VIP地址：

    ifconfig lo:0 192.168.80.188 netmask 255.255.255.255 up

确保防火墙允许HTTP服务：

    firewall-cmd --permanent --add-service=http
    firewall-cmd --reload

小伙伴们，上文介绍了“负载均衡lvs集群之dr模式”的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。