LVS 的几种连接模式

2015-07-15 本文已影响623人 chrisxlq

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：

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。

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。

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
```

LVS 的几种连接模式

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