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LVS 的 NAT模式和DR模式介绍及搭建


LVS简介:

    LVS全称 Linux Vritual Server,linux虚拟服务器,主要用于多服务器的负载均衡,工作于网络层。LVS工作相似iptables,很多原理相通。


LVS调度方法:

# grep -i ‘VS‘/boot/config-2.6.32-431.el6.x86_64 |grep -A 10 ‘IPVS scheduler‘
# IPVS scheduler
CONFIG_IP_VS_RR=m
CONFIG_IP_VS_WRR=m
CONFIG_IP_VS_LC=m
CONFIG_IP_VS_WLC=m
CONFIG_IP_VS_LBLC=m
CONFIG_IP_VS_LBLCR=m
CONFIG_IP_VS_DH=m
CONFIG_IP_VS_SH=m
CONFIG_IP_VS_SED=m
CONFIG_IP_VS_NQ=m

 

静态方法:仅根据调度算法本身进行调度

           rr: 轮流 轮询 轮叫。
           wrr:加权轮询。
           sh: 源地址hash,表示来源于同一个CIP的请求始终被定向至同一个RS。SESSION保持。
           dh: 目标地址hash。


          

动态方法:根据算法及各RS当前的负载情况进行调度

           lc: 最小连接。
           wlc:加权最小连接 。
           sed: 最短期望延迟,一个请求进来,性能最好的响应。
           nq: 永不排队连接,轮询一圈后,性能最好的开始响应。
           lblc:基于本地的最少连接。
           lblcr: 带复制的lblc



接下来在LVS主机安装ipvsadm

# yum install ipvsadm -y


ipvsadm 命令参数:

ipvsadm -A|E-t|u|f service-address [-s scheduler] 
-A:在内核虚拟服务器表中添加一个虚拟服务器记录。添加一个新的虚拟IP地址。
-E:编辑内核虚拟服务器的参数。
-D:删除内核虚拟表中的一条记录。
-C:清除虚拟服务表中的配置记录。
-S:保存配置好的内核虚拟表规则。
 
-a: 在内核虚拟服务器表中添加一个被转发的主机地址,也就是后端的服务器。
-e: 编辑一条虚拟服务表中记录中的真实服务器记录。
-t: tcp,指定转发的协议
-u: udp,同tcp。
-w: 权重。
-r: 指定后端节点ip地址。


NAT模型工作原理:

wKiom1QG8teTlS4CAAE49oOQzww259.jpg

NAT模式是用户iptables做转发功能的,后来用于解决公网IP地址不足的一个方案。LVS的NAT工作过程对比iptables做了修改,就成了一种高并发负载方案。客户端通过http请求Virtual IP,服务器接收http请求转发给DIP所对应的一个Real Server IP地址,Real Server处理完成后响应客户端,这个时候如果直接使用Real ServerIP去响应客户端的话,客户端不会接收,因为客户端请求的是Virtual IP地址。这个时候,Real Server会把请求响应发给DIP,DIP和Vritual同处一个主机,封装VritualIP响应报文返回给客户端。


LVS主机端IP地址划分。

# ifconfig eth0 |grep ‘inet addr‘
inetaddr:172.16.32.10 Bcast:172.16.255.255 Mask:255.255.0.0
# ifconfig eth1 |grep ‘inet addr‘
inetaddr:10.0.0.1  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.0.0.0


WEB主机1IP地址划分。

# ifconfig eth0 |grep ‘inet addr‘
inetaddr:172.16.32.11 Bcast:172.16.255.255 Mask:255.255.0.0
# ifconfig eth1 |grep ‘inet addr‘
inetaddr:10.0.0.10  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.0.0.0

 

WEB主机2IP地址划分。

# ifconfig eth0 |grep ‘inet addr‘
inet addr:172.16.32.12  Bcast:172.16.255.255  Mask:255.255.0.0
# ifconfig eth1 |grep ‘inet addr‘
inetaddr:10.0.0.11  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.0.0.0

 

测试的时候可以把WEB主机的eth0网卡down掉。这里是方便配置。

 

在LVS主机测试WEB节点是否可以正常访问。

# curlhttp://10.0.0.10
<h1>Lvs Web1Node</h1>
# curl http://10.0.0.11
<h1>Lvs Web2Node</h1>


开启内核转发功能

# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward


设置LVS。

# ipvsadm -A -t172.16.32.10:80 -s rr
# ipvsadm -a -t172.16.32.10:80 -r 10.0.0.10 -m
# ipvsadm -a -t172.16.32.10:80 -r 10.0.0.11 -m
 
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Serverversion 1.2.1 (size=4096)
ProtLocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.32.10:80 rr
  -> 10.0.0.10:80                 Masq    1     0          2         
  -> 10.0.0.11:80                 Masq    1     0          3


 

打开浏览器输入VIP地址。

wKioL1QG83fAtbPAAADJ-GItfeA354.jpg

wKiom1QG83XC8WfgAADMCdtnzYA901.jpg



好了,已经看到效果了。

DR模型工作原理:

wKioL1QG86uxumclAAGYgjUCOuw994.jpg

DR和Real Server通用一个Virtual IP地址对外提供服务,LVS主机和后端WEB主机同一个网段。在同一个广播域内,进来的请求通过ARP广播方式请求响应,而这时通过配置只有DR响应,而Real server则对这个IP的ARP采取静默方式。DR根据调度算法找到Real server,把目的的MAC地址改为Real server的MAC地址,并发给Real server。Real server 接收处理后,等同于直接接到客户端请求,处理后直接由Real server 响应给客户端,而不在经由DR。

 

接下来构建DR模式。

arp_ignore: 如何响应接收ARP地址请求,默认0,1表示仅在请求的地址配置在请求报文的接口进行响应。

arp_announce: 如何通告本地地址,默认0,2表示仅通过网络直连的接口的地址。

 

LVS主机端

# ifconfig eth0:0172.16.32.88/16 up
# ifconfig eth0:0
eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:E1:B1:1B  
          inet addr:172.16.32.88  Bcast:172.16.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500 Metric:1


 

WEB节点1设置:

修改RS上的内核参数,将RS上的VIP配置在lo接口的别名上,并限制其不能响应对VIP地址请求

# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore 
# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 
# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce 
# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
# ifconfig lo:0172.16.32.88/16 up
# ifconfig lo:0
lo:0      Link encap:Local Loopback  
          inet addr:172.16.32.88  Mask:255.255.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436 Metric:1
 
# ifconfig lo:0172.16.32.88 netmask 255.255.255.255 broadcast 172.16.32.88 up
# route add -host172.16.32.88 dev lo:0


WEB节点2设置:

# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore 
# echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 
# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce 
# echo 2 >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
# ifconfig lo:0172.16.32.88/16 up
# ifconfig lo:0
lo:0      Link encap:Local Loopback  
          inet addr:172.16.32.88  Mask:255.255.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436 Metric:1
 
# ifconfig lo:0172.16.32.88 netmask 255.255.255.255 broadcast 172.16.32.88 up
# route add -host172.16.32.88 dev lo:0


LVS主机设置。

# ipvsadm -A -t172.16.32.88:80 -s rr
# ipvsadm -a -t172.16.32.88:80 -r 172.16.32.11 -g -w 1
# ipvsadm -a -t172.16.32.88:80 -r 172.16.32.12 -g -w 1
# ipvsadm -L -n
IP Virtual Serverversion 1.2.1 (size=4096)
ProtLocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.16.32.88:80 rr
  -> 172.16.32.11:80              Route   1     1          3         
  -> 172.16.32.12:80              Route   1     0          4

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好了。

本文出自 “你对谁都微笑” 博客,请务必保留此出处http://54276311.blog.51cto.com/9130197/1548452

LVS 的 NAT模式和DR模式介绍及搭建