LVS 的 NAT模式和DR模式介绍及搭建

木一

　　

　　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：

　　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
Lvs Web1Node
# curl http://10.0.0.11
Lvs Web2Node　　

　　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。
　　

　　


　　好了，已经看到效果了。
　　DR模型工作原理：

　　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　　

　　   

　　
　　好了。