LVS负载均衡DR模式理论讲解

Posted 2021-03-15

部署LVS_DR群集

LVS_DR数据包流向分析

为了方便进行原理分析，将Client0与群集机器放在同一网络中，数据包流经路线为1-2-3-4


1.Client向目标VIP发出请求，Director（负载均衡器）接收。此时IP包头及数据帧信息为：

2.Director根据负载均衡算法选择RealServer_1，不修改也不封装IP报文，而是将数据帧的MAC地址改为RealServer_1的MAC地址，然后在局域网上发送。IP包头及数据帧头信息如下：

3.RealServer_1收到这个帧，解封装后发现目标IP与本机匹配（RealServer事先绑定了VIP），于是处理这个报文。随后重新封装报文，发送到局域网。此时IP包头及数据帧头信息为：

4.Client将收到回复报文。Client认为得到正常的服务而不会知道是哪一台服务器处理的
注意：如果跨网段，那么报文通过路由器经由Internet返回给用户

LVS_DR中的ARP问题

• 在LVS_DR负载均衡群集中，负载均衡器与节点服务器都要配置相同的VIP地址
• 在局域网中具有相同的IP地址，势必会造成各服务器ARP通信的紊乱
  • 当一个ARP广播发送到LVS_DR集群时，因为负载均衡器和节点服务器都是连接到相同的网络是上的，它们都会接收到ARP广播
  • 此时只有前端的负载均衡器进行相应，其他节点服务器不应该响应ARP广播
    
• 对节点服务器进行处理，使其不响应针对VIP的ARP请求
  • 使用虚拟接口lo：0承载VIP地址
  • 设置内核参数arp_ignore=1：系统只响应目标IP为本地IP的ARP请求
• RealServer返回报文（源IP是VIP）经路由器转发，再重新封装报文时，需要先获取路由器的MAC地址
• 发送ARP请求时，Linux默认使用IP包的源IP地址（即VIP）作为ARP请求包中的源IP地址，而不用发送接口IP地址
  
  
• 路由器收到ARP请求后，将更新ARP表项
• 原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址
• 此时新来的请求报文，路由器根据ARP表项，会将该报文转发给RealServer，从而导致Director的VIP失效
• 解决方法
  • 对节点服务器进行处理。设置内核参数arp_announce=2：系统不适用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址，而选择发送接口的IP地址。
    解决ARP的两个问题的设置方法
• 修改/etc/sysctl.conf文件
  • net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
  • net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
  • net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
  • net.ipv4.conf.all.arp_announce=2