LVS负载均衡机制之LVS-DR模式工作原理以及简单配置

本博文主要简单介绍一下LVS负载均衡集群的一个基本负载均衡机制:LVS-DR；如有汇总不当之处，请各位在评论中多多指出。

LVS-DR原理：

  LVS的英文全称是Linux Virtual Server，即Linux虚拟服务器。它是我们国家的章文嵩博士的一个开源项目。在linux内存2.6中，它已经成为内核的一部分，在此之前的内核版本则需要重新编译内核。我们都知道LVS有LVS-DR，LVS-NAT，LVS-TUN三种模式，其中DR模式意为Direct Routing（直接路由），是调度器与实际服务器都有一块网卡连在同一物理网段上的情况。

  而LVS-DR的工作原理就是：通过为请求报文重新封装一个MAC首部进行转发，源MAC是DIP所在的接口的MAC，目标MAC是某挑选出的RS的RIP所在接口的MAC地址，源IP/PORT,以及目标IP/PORT均保持不变

LVS-DR：直接路由的特点

   Director和各RS上都配置使用VIP

     (1)确保前端路由将目标IP为VIP的请求报文发往Director

        (a)在前端网关做静态绑定

        (b)在RS上使用arptables

        (c)在RS上修改内核参数以限制ARP通告和应答级别

           arp_announce

           arp-ignore

     (2)RS的RIP可以使用私网地址，也可以是公网地址，RIP与DIP在同一IP网络，RIP的网关不能指向DIP，以确保响应报文不会经由Director

     (3)RS跟Director要在同一个物理网络

     (4)请求报文要经由Director，但响应不能经由Director，而是由RS直接发往Client

     (5)不支持端口映射

LVS-DR部署简单步骤介绍：

下图为LVS-DR的拓扑配置图：

1.服务器IP分配：

2.在RS服务器端安装nginx，并配置好RS的测试页面文件(test.html)

  ~]#yum install -y nginx 

  ~]#vim /usr/share/nginx/html/test.html

  RS1设置：

 ~]# cat /usr/share/nginx/html/test.html 

 <h1>RS1-192.168.73.142</h1>

  RS2设置：

~]# cat /usr/share/nginx/html/test.html 

 <h1>RS2-192.168.73.143</h1>

注意：RS1与RS2配置步骤一致，但在配置测试页面文件时，为了显示测试效果，会显示实际RS的hostname以及对于IP地址

3.配置RS1网卡的VIP，添加本地route限定并修改arp_announce和arp_ignore的设置

  ~]#ifconfig lo:0 192.168.73.160 netmask 255.255.255.255 broadcast 192.168.73.160 up

  ~]#route add -host 192.168.73.160 dev lo:0

  ~]#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

  ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

  ~]#echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

  ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

注：配置RS2服务器，步骤跟RS1配置一致即可

4.在Director安装ipvsadm，并配置网卡设置，添加ipvsadm规则

  ~]#yum install -y ipvsadm

  ~]#ifconfig ens33:0 192.168.73.160 netmask 255.255.255.255 broadcast 192.168.73.160 up

  ~]#route add -host 192.168.73.160 dev ens33:0

  ~]# ipvsadm -At 192.168.73.160 -s rr

  Zero port specified for non-persistent service

  ~]# ipvsadm -At 192.168.73.160:80 -s rr

  ~]# ipvsadm -a -t 192.168.73.160:80 -r 192.168.73.142 -g 

  ~]# ipvsadm -a -t 192.168.73.160:80 -r 192.168.73.143 -g 

  ~]# ipvsadm -ln

  IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

  Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

    -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

  TCP  192.168.73.160:80 rr

    -> 192.168.73.142:80            Route   1      0          0         

    -> 192.168.73.143:80            Route   1      0          0 

5.启动各服务器的nginx服务,同时为了简便，关闭所有服务器的firewalld

  ~]#systemctl start nginx

  ~]#systemctl stop firewalld

  ~]#setenforce 0  

6.在客户端测试访问，http://192.168.73.160/test.html

注意：LVS-DR模式其实可以通过脚本来直接实现，下面为各服务器的简单脚本，建议为了熟悉配置，前期还是自己手动设置比较好，

此脚本较简单，请大神勿喷！

#!/bin/bash

#lvs-dr模式部署脚本

vip=192.168.73.160

mask=255.255.255.255

iface='lo:0'

case $1 in

start)

   ifconfig $iface $vip netmask $mask broadcast $vip up

   route add -host $vip dev $iface

   echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

   echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

   echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

   echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

   ;;

stop)

   ifconfig $iface down

   echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

   echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

   echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

   echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

   ;;

*)

   echo "Usage:$(basename $0) start|stop"

   exit 2

   ;;

esac