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LVS 的几种连接模式

LVS 的几种连接模式

作者: chrisxlq | 来源:发表于2015-07-15 10:20 被阅读623次

    初次搭建LVS时使用只有一张网卡的虚拟机,无论如何配置都不能跳转到real server 上,总结发现与LVS的连接模式有关系,LVS主要有以下几种模式:

    1. NAT模式;
      NAT模型:地址转换类型,主要是做地址转换,类似于iptables的DNAT类型,它通过多目标地址转换,来实现负载均衡;
      特点和要求:
    • LVS(Director)上面需要双网卡:DIP(内网)和VIP(外网)

    • 内网的Real Server主机的IP必须和DIP在同一个网络中,并且要求其网关都需要指向DIP的地址

    • RIP都是私有IP地址,仅用于各个节点之间的通信

    • Director位于client和Real Server之间,负载处理所有的进站、出站的通信

    • 支持端口映射

    • 通常应用在较大规模的应用场景中,但Director易成为整个架构的瓶颈。
      相关机器信息;
      LB1 eth0:192.168.244.132 (Vip) (公网)
      eth1:192.168.27.128 (Dip) (内网)
      rs1 eth0:192.168.27.130 (Rip) (内网)getway:192.168.27.128
      rs2 eth0:192.168.27.131 (Rip) (内网)getway:192.168.27.128

      Paste_Image.png

      首先使用nginx将两台rs机器访问页面配置好,使得访问rs1出现welcome to nginx!I'm rs 1!,访问rs2出现welcome to nginx!I'm rs 2。

      现在在LB上操作;
      确定本机ip_vs模块是否加载,也就是是否支持lvs,2.4.2后都支持了;然后安装ipvsadm 用户操作命令。

      ipvsadm安装:

      [root@LB1 ~]# yum install ipvsadm -y
      echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
      ipvsadm -A -t  192.168.244.132:80 -s rr
      ipvsadm -a -t 192.168.244.132:80 -r 192.168.27.130-m
      ipvsadm -a -t 192.168.244.132:80 -r 192.168.27.131-m
      

      测试页面时可以访问到 两台rs的 html页面交替出现。

    1. DR模式:
      特点和要求
    • 各个集群节点必须和Director在同一个物理网络中

    • RIP地址不能为私有地址,可以实现便捷的远程管理和监控

    • Director仅仅负责处理入站请求,响应报文则由Real Server直接发往客户端

    • 集群节点Real Server 的网关一定不能指向DIP,而是指向外部路由

    • Director不支持端口映射

    • Director能够支持比NAT多很多的Real Server
      原理:
      DR模型:直接路由模型,每个Real Server上都有两个IP:VIP和RIP,但是VIP是隐藏的,就是不能提高解析等功能,只是用来做请求回复的源IP的,Director上只需要一个网卡,然后利用别名来配置两个IP:VIP和DIP
      Director在接受到外部主机的请求的时候转发给Real Server的时候并不更改目标地址,只是通过arp解析的MAC地址进行封装然后转给Real Server,Real Server在接受到信息以后拆除MAC帧封装,然后直接回复给CIP。

      Paste_Image.png

      LB1: eth0: 192.168.182.133
      vip(eth0:0): 192.168.182.200
      RS1: eth0:192.168.182.130
      lo:0(vip) :192.168.182.200
      RS2: eth0:192.168.182.129
      lo:0(vip) 192.168.182.200

      通信原理:
      每个Real Server上都有两个IP:VIP和RIP,但是VIP是隐藏的,就是不能提高解析等功能,只是用来做请求回复的源IP的,Director上只需要一个网卡,然后利用别名来配置两个IP:VIP和DIP

      Director在接受到外部主机的请求的时候转发给Real Server的时候并不更改目标地址,只是通过arp解析的MAC地址进行封装然后转给Real Server,Real Server在接受到信息以后拆除MAC帧封装,然后直接回复给CIP。

      而此时需要关闭RS上的基于VIP的arp解析,在linux内核2.4以后,内核中都内置了这种功能,通过一些设置可以关闭其arp的功能:

      arp_ignore:定义接收到ARP请求时的响应级别
      0:默认,只用本地配置的有响应地址都给予响应
      1:仅仅在目标IP是本地地址,并且是配置在请求进来的接口上的时候才给予响应(仅在请求的目标地址配置请求到达的接口上的时候,才给予响应)
      arp_announce:定义将自己的地址向外通告时的级别
      0:默认,表示使用配置在任何接口的任何地址向外通告
      1:试图仅向目标网络通告与其网络匹配的地址
      2:仅向与本地接口上地址匹配的网络进行通告
      Ps:要想让其功能生效,必须先设置相关设置,然后在配置IP地址等信息
      1、开始在RS1操作:

      [root@rs1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
      [root@rs1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce
      [root@rs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
      [root@rs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore
      [root@rs1 ~]# service network restart
      [root@rs1 ~]#ifconfig lo:0 192.168.182.200 netmask 255.255.255.255 broadcast 182.168.182.200
      [root@rs1 ~]# route add -host 192.168.182.200 dev lo:0
      

      上面的就是定义了arp响应的级别;还有就是vip的请求数据,从rs1的本地ip进行了回复;
      2、在RS2上执行上面同样的操作
      3、在LB上操作:
      配置eth0网卡ip;

      [root@LB1 ~]# ifconfig eth0:0 192.168.182.200/24   #在eth0:0配置vip
      

      验证RS的web服务,访问两天RS服务器均可正确访问,分别出现I'm 1! 和 I'm 2!

      接下来在DR上设置转发:

      [root@LB1 ~]# yum install ipvsadm -y
      ipvsadm -A -t  192.168.182.200:80 -s rr
      ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.27.130 -g
      ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.27.131 -g
      

      访问192.168.182.200测试结果,可交替出现两台RS的html页面。

    1. TUN模式;
      其实数据转发原理和上图是一样的,不过这个我个人认为主要是位于不同位置(不同机房);LB是通过隧道进行了信息传输,虽然增加了负载,可是因为地理位置不同的优势,还是可以参考的一种方案;

      优点:负载均衡器只负责将请求包分发给物理服务器,而物理服务器将应答包直接发给用户。所以,负载均衡器能处理很巨大的请求量,这种方式,一台负载均衡能为超过100台的物理服务器服务,负载均衡器不再是系统的瓶颈。使用VS-TUN方式,如果你的负载均衡器拥有100M的全双工网卡的话,就能使得整个Virtual Server能达到1G的吞吐量。

      不足:但是,这种方式需要所有的服务器支持"IP Tunneling"(IP Encapsulation)协议;

      LB1: eth0: 192.168.182.132
      vip(tunl0): 192.168.182.200
      RS1: eth0:192.168.27.130
      tunl0(vip) :192.168.182.200
      RS2: eth0:192.168.138.131
      tunl0(vip) :192.168.182.200

      LB1操作:

      yum install ipvsadm -y
      ifconfig tunl0 192.168.182.200 broadcast 192.168.182.200 netmask 255.255.255.0 up
      route add -host $VIP dev tunl0
      ipvsadm -A -t 192.168.182.200:80 -s rr
      ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.27.130 -i
      ipvsadm -a -t 192.168.182.200:80 -r 192.168.138.131 -i
      

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