LVS介绍及相关配置

2019-09-02 09:44:32来源:博客园 阅读 ()

LVS介绍及相关配置

一. LVS概述

LVS是一种工作在四层协议上的负载均衡解决方案,在1998年5月由章文嵩博士创建。目前广泛使用的负载均衡模型主要有:

1)工作在四层协议(LVS):主要用于四层协议上的负载均衡,性能相较于工作在七层的协议更好。但是协议栈是工作在传输层,对于传输层以上的高级特性支持不足。

2)工作在七层协议(Nginx、HAproxy):主要解决七层协议上的负载均衡(Nginx也可以工作在四层,需要在编译的时候添加--with-streams参数),更加适合于HTTP服务、邮件服务等高层协议的服务。相较于四层协议负载均衡,牺牲了少量的性能,提供了更有针对性的服务。

二. LVS工作模式

2.1.两段式工作原理:

LVS工作原理和iptables的工作原理相似,他们都具有一个位于内核空间的框架(Netfilter、ipvs)+用户空间的管理工具(iptables、ipvsadm)。用户空间的管理工具提供了我们操作规则的入口,我们通过配置相关的规则到内核空间的框架中,使之生效来实现相对应的功能。

LVS模型涉及到的设备主要可以分成两类:一类是Director调度器(用来接收客户端的请求,并通过IPVS规则及算法转发到后端真正提供服务的设备),另一类是RealServer(即后端真正提供服务的设备)。LVS安装在Director调度器上,位于内核空间的ipvs监听在Netfilter中的input链上,并且在这里设定了一些规则,一旦发现访问的是集群服务,强制修改请求报文(从这里区分了NAT模式、DR模式、TUN模式),并立即送往prerouting链上。如果经判断不是访问集群服务的请求,还是根据网络层协议正常访问本机[根据IP+Port判断]。

2.2.注意:

1、因为LVS模型依赖了Netfilter内核框架,并且对处理访问集群服务的请求报文,强行做了修改,这会导致iptables功能失效。因此LVS和iptables不能共同使用。

2、2.4.23版本之前的内核没有内置ipvs代码,需要打补丁。在此版本后,可以直接使用LVS功能。

三. LVS常用工作模型

3.1.NAT模型

工作原理:

当监控到ClientIP访问集群服务,Director调度器会根据调度算法挑选一个后端RealServerIP,将数据报文送往postrouting链进行DNAT转换(目标地址转换)。当后端RealServer处理请求完毕后,响应报文再次经由Director回复Client,在Director的prerouting链进行SNAT(源地址转换)。

优点与不足:

优点是配置简单;缺点是因数据进出都要经过director,所有性能较差,一般带动10个RIP。

NAT模型注意事项:

1)集群节点与Director必须在同一个网络中。
2)RIP地址一般都是私有地址,而且仅用于与DIP通信。
3)Director位于Client和RealServer之间,负责进出的所有通信。
4)集群节点要使用DIP作为默认网关。
5)Director支持端口映射。
6)任何操作系统都可以作为RealServer。
7)Director容易成为集群性能的瓶颈。

3.2.DR模型

工作原理:

【Director调度阶段】Director在接收到Client的请求后(client访问的是Director的VIP),发现该请求是访问集群服务时,便修改请求报文的目标MAC地址并通过postrouting链转发该报文至RealServer。

【RealServer处理阶段】每个RealServer都具有VIP,配置在IP别名上,仅用于封装响应报文,不用于与Director通信。当RealServer收到该请求报文时,在数据链路协议发现MAC地址是自己的,解封装后发现自己也有配置在别名上的VIP,便接收该报文并处理。

【RealServer回复阶段】RealServer收到的这个请求报文,其源IP地址和目标IP地址均没有做修改。因此在回复报文时,RealServer根据网络层IP协议直接回复Client,不需要经过Director。

优点与不足:

优点是Director调度器仅需要处理请求报文,不用处理响应报文,工作效率大大提升,能够带动数百台的RealServer;缺点是配置相对于NAT模型要复杂。

DR模型注意事项:

1)各集群节点必须跟Director在同一个物理网络中,因为要根据MAC地址转发。
2)RIP可以不用私网地址。
3)Director仅处理入站请求,响应报文直接由RealServer回复给客户端。
4)RealServer一定不能将默认网关指向Director,要指向能访问互联网的路由设备。
5)Director无法实现端口映射,只改变了MAC地址,TCP/IP都没有发生改变。
6)大多数的操作系统都可以用在RealServer上,Server必须要支持隐藏IP。

拓展:禁止RealServer响应ARP方式

1)在路由设备上固定写上VIP的MAC地址。
2)arptables规则链上定义规则,不响应arp。
3)kernel parameter:有两个参数arp_ignore、arp_announce用于限定主机对arp广播的响应级别和通告级别。用户请求的VIP和进来的网络接口不是同一个,那就忽略这个arp报文。
arp_announce:
0:将本机任何接口的任何地址向外通报;1:尽可能向目标网络通报与其网络匹配的接口。2:仅向与本地接口匹配的网络进行通告。默认0。
arp_ignore:
0:表示回应任何本机配了的地址。1:表示只响应该IP地址且该IP配置同网络的接口上。默认0。

3.3.TUN模型

工作原理:

Director当接收到Client的请求报文并发现访问的是集群服务时,调度器会在原有的IP请求报文外部,再次封装一层IP报文并发送至外网(在原有的IP报文再次封装一层IP报文即为隧道技术),最终转发至不同网络域的RealServer。

优点及缺点:

优点是能够解决异地灾备的需求;缺点是Director和RealServer设备要支持隧道技术,配置复杂;

TUN模型注意事项:

1)RealServer可以跨越互联网。
2)RealServer的RIP必须是公网地址。
3)Director只处理入站请求,响应报文有RealServer发往客户端。
4)只有支持隧道协议的OS才能用于RealServer。
5)不支持端口映射。

四. LVS配置详情(Centos7)

4.1.NAT模型配置

网络规划

NAT模式
  VIP:
    192.168.100.150 outer
  DIP:

    172.16.100.10 inner

  rip1:
    172.16.100.11 inner
  rip2:
    172.16.100.12 inner

RealServer配置

1 # 安装nginx并配置
2 yum install nginx -y

Director配置

 1 # 安装ipvsadm工具
 2 yum install ipvsadm -y
 3 # 关闭ICMP重定向
 4 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 5 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
 6 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/defaults/send_redirects
 7 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
 8 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects
 9 # director设置ipvsadm
10 ipvsadm -A -t 192.168.100.150:80 -s rr
11 ipvsadm -a -t 192.168.100.150:80 -r 172.16.100.11:80 -m 
12 ipvsadm -a -t 192.168.100.150:80 -r 172.16.100.12:80 -m 

4.2.DR模式配置

网络规划

Director:
  vip:192.168.100.150
  dip:192.168.100.155
rip1:
  lo:0 192.168.100.150(vip)
  rip 192.168.100.151
rip2
  lo:0 192.168.100.150(vip)
  rip 192.168.100.152

RealServer配置

# 配置内核参数,禁止响应ARP报文
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
# 配置别名VIP
ifconfig lo:0 192.168.100.150 broadcast 192.168.100.150 netmask 255.255.255.255 up
# 添加默认路由指向Director前的网关,由于实验环境使用NAT模式,已经配好了指向默认网关,这里就不再配置了

Director配置

# 安装Nginx并配置
yum install nginx -y
# 配置端口转发功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 配置VIP
ifconfig ens33:0 192.168.100.150 broadcast 192.168.100.150 netmask 255.255.255.255 up
# 添加至RealServer的路由
route add -host 192.168.100.150 dev ens33:0
# 配置ipvs
ipvsadm -A -t 192.168.100.155:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.100.155:80 -r 192.168.100.151:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.100.155:80 -r 192.168.100.152:80 -g

 


原文链接:https://www.cnblogs.com/zimskyzeng/p/11438150.html
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标签:IE用户Q解决接口HTTP

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