使用lvs实现负载均衡原理以及配置详解(fullNAT模式)

其他 2018-08-08 06:57:56 阅读次数: 0

lvs中nat和fullnat的区别：

nat模式下报文变化
发送       接收
cip ---> vip
cip ---> rip ( DNAT )
rip ---> cip
vip ---> cip ( SNAT )
fullnat模式下报文变化
发送       接收
cip ---> vip
lip ---> rip ( SNAT + DNAT )
rip ---> lip
vip ---> cip ( SNAT + DNAT )
注释：
    cip为客户端的地址
    vip为虚拟地址
    rip为真实的服务器
    lip为本地地址
    SNAT为来源地址转换
    DNAT为目的地址转换

粗略的说一下自己的理解：（以我自己的实验为例子）

首先保证server1调度器端和真机可以进行数据的传输，当真机数据包过来之后到达的是server1的目的地址也就是VIP，
即就是cip ---> vip。server1要到达后端server2和server3，网段也得一致，进行了lip ---> rip，由于fullNAT
模式进行了两次SNAT+DNAT转换，数据包回来也是如此

这里写图片描述

fullNAT模式的优势：

LVS 当前应用主要采用 DR 和 NAT 模式,但这 2 种模式要求 RealServer 和 LVS
在同一个 vlan 中,导致部署成本过高;TUNNEL 模式虽然可以跨 vlan,但 RealServer
上需要部署 ipip 模块等,网络拓扑上需要连通外网,较复杂,不易运维。
为了解决上述问题,我们在 LVS 上添加了一种新的转发模式:FULLNAT,该
模式和 NAT 模式的区别是:Packet IN 时,除了做 DNAT,还做 SNAT(用户 ip->内
网 ip),从而实现 LVS-RealServer 间可以跨 vlan 通讯,RealServer 只需要连接到内
网;

首先使用ipvsadm –help查看并没有fullNAT模块：

[root@server1 ~]# ipvsadm --help

这里写图片描述

1.添加fullNAT模块：

一开始更改虚拟机的内存：

这里写图片描述

在虚拟机查看空闲内存至少为大于10G：

这里写图片描述

在真机操作打开阿帕奇确保server虚拟机镜像正常：

[kiosk@foundation38 Desktop]$ systemctl start httpd.service  开启阿帕其服务

在虚拟机安装软件搭建服务：

[root@server1 ~]# ls
keepalived-2.0.6                    ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm
keepalived-2.0.6.tar.gz             libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm
kernel-2.6.32-220.23.1.el6.src.rpm  Lvs-fullnat-synproxy.tar.gz
[root@server1 ~]# yum install -y rpm-build   解压软件

这里写图片描述

[root@server1 ~]# ls
keepalived-2.0.6                    ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm
keepalived-2.0.6.tar.gz             libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm
kernel-2.6.32-220.23.1.el6.src.rpm  Lvs-fullnat-synproxy.tar.gz
[root@server1 ~]# rpm -ivh kernel-2.6.32-220.23.1.el6.src.rpm  安装源码包

这里写图片描述

[root@server1 ~]# ls
keepalived-2.0.6                    libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm
keepalived-2.0.6.tar.gz             Lvs-fullnat-synproxy.tar.gz
kernel-2.6.32-220.23.1.el6.src.rpm  rpmbuild
ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm
[root@server1 ~]# cd rpmbuild/
[root@server1 rpmbuild]# cd SPECS/
[root@server1 SPECS]# ls
Kernel.spec
[root@server1 SPECS]# rpmbuild -bp kernel.spec   安装有依赖性
error: Failed build dependencies:
    redhat-rpm-config is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    patchutils is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    xmlto is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    asciidoc is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    elfutils-libelf-devel is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    binutils-devel is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    newt-devel is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    python-devel is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    perl(ExtUtils::Embed) is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
    hmaccalc is needed by kernel-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
[root@server1 SPECS]# yum install redhat-rpm-config patchutils xmlto  asciidoc elfutils-libelf-devel binutils-devel newt-devel python-devel hmaccalc perl-ExtUtils-Embed -y  依次安装解决依赖性

这里写图片描述

[root@server1 ~]#yum install -y  asciidoc-8.4.5-4.1.el6.noarch.rpm  安装自己下载的包为了解决依赖性
[root@server1 ~]# yum install -y slang-devel-2.2.1-1.el6.x86_64.rpm
[root@server1 ~]# yum install newt-devel-0.52.11-3.el6.x86_64.rpm

这里写图片描述

[root@server1 ~]# cd rpmbuild/SPECS/
[root@server1 SPECS]# ls
kernel.spec
[root@server1 SPECS]# rpmbuild -bp kernel.spec  会卡着重新打开一个终端连接server1

这里写图片描述

[root@server1 ~]# yum provides */rngd 寻找所需要的安装包
Loaded plugins: product-id, subscription-manager
This system is not registered to Red Hat Subscription Management. You can use subscription-manager to register.
rng-tools-2-13.el6_2.x86_64 : Random number generator related utilities
Repo        : rhel-source
Matched from:
Filename    : /etc/sysconfig/rngd
Filename    : /sbin/rngd
Filename    : /etc/rc.d/init.d/rngd
[root@server1 ~]# yum install -y rng-tools  安装工具

这里写图片描述

[root@server1 ~]# rngd -r /dev/urandom   生成随机数工具会不卡
[root@server1 SPECS]# cd

这里写图片描述

在原来的终端操作:
[root@server1 ~]# ls
asciidoc-8.4.5-4.1.el6.noarch.rpm          lvs-fullnat-synproxy
keepalived-2.0.6                           Lvs-fullnat-synproxy.tar.gz
keepalived-2.0.6.tar.gz                    newt-devel-0.52.11-3.el6.x86_64.rpm
kernel-2.6.32-220.23.1.el6.src.rpm         rpmbuild
ldirectord-3.9.5-3.1.x86_64.rpm            slang-devel-2.2.1-1.el6.x86_64.rpm
libnfnetlink-devel-1.0.0-1.el6.x86_64.rpm 
[root@server1 ~]# cd rpmbuild/BUILD

这里写图片描述

[root@server1 BUILD]# ls
kernel-2.6.32-220.23.1.el6
[root@server1 BUILD]# cd kernel-2.6.32-220.23.1.el6/
[root@server1 kernel-2.6.32-220.23.1.el6]# ls
linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64  vanilla-2.6.32-220.23.1.el6
[root@server1 kernel-2.6.32-220.23.1.el6]# cd linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64/

这里写图片描述

[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# ls
[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# pwd
/root/rpmbuild/BUILD/kernel-2.6.32-220.23.1.el6/linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64
[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# cp /root/lvs-fullnat-synproxy/lvs-2.6.32-220.23.1.el6.patch . 将补丁复制到当前

这里写图片描述

[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# ls
[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# ll lvs-2.6.32-220.23.1.el6.patch 
-rw-r--r-- 1 root root 475082 Jul 31 10:44 lvs-2.6.32-220.23.1.el6.patch
[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# patch -p1 < lvs-2.6.32-220.23.1.el6.patch  进行打补丁操作

这里写图片描述

[root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# make 进行源码编译

这里写图片描述
这里写图片描述

root@server1 linux-2.6.32-220.23.1.el6.x86_64]# cd /boot/
[root@server1 boot]# ls
[root@server1 boot]# cd grub/

这里写图片描述

[root@server1 grub]# vim grub.conf  更改default
## 更改defult=0

这里写图片描述

[root@server1 grub]# reboot   ##重启
##再次连接
[root@server1 ~]# uname -r   查看更改的内核版本
2.6.32
[root@server1 ~]# yum remove ipvsadm  卸载ipvsadm
[root@server1 ~]# cd lvs-fullnat-synproxy/
[root@server1 lvs-fullnat-synproxy]# tar zxf lvs-tools.tar.gz 
[root@server1 lvs-fullnat-synproxy]# cd tools/
[root@server1 tools]# ls
ipvsadm  keepalived  quagga  rpm
[root@server1 tools]# cd keepalived/

这里写图片描述

[root@server1 keepalived]# ls
[root@server1 keepalived]# ./configure --with-kernel-dir="/lib/modules/`uname -r`/build"
[root@server1 keepalived]# yum install -y popt-devel  安装依赖性

这里写图片描述

[root@server1 keepalived]# ./configure --with-kernel-dir="/lib/modules/`uname -r`/build"  进行源码编译三步

这里写图片描述

[root@server1 keepalived]#make

这里写图片描述

[root@server1 keepalived]#make install

这里写图片描述

[root@server1 ~]# cd lvs-fullnat-synproxy/
[root@server1 lvs-fullnat-synproxy]# ls
[root@server1 lvs-fullnat-synproxy]# cd tools/
[root@server1 tools]# ls
ipvsadm  keepalived  quagga  rpm
[root@server1 tools]# cd ipvsadm/
[root@server1 ipvsadm]# ls
[root@server1 ipvsadm]# make  进行编译

这里写图片描述

[root@server1 ipvsadm]# make install
[root@server1 ipvsadm]# cd

这里写图片描述

[root@server1 ~]# ipvsadm -l  进入查看大小已经变成了2的22次方
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4194304)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.254.100:http rr

这里写图片描述

2.fullNAT实验测试：

server1依旧作为调度器：

[root@server1 ~]# ip addr  添加一个虚拟IP
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:8a:d4:d6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.84.4/24 brd 172.25.84.255 scope global eth0
    inet6 fe80::5054:ff:fe8a:d4d6/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 52:54:00:1b:c4:71 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.25.254.100/24 scope global eth1

这里写图片描述

server2和server3作为后端服务器，打开阿帕其，网关指向server1的虚拟IP即可：

这里写图片描述
这里写图片描述

在server1写入策略：(fullNAT模式无法在虚拟机测试)

[root@server1 ~]# ipvsadm -C
[root@server1 ~]# ipvsadm -A -t 172.25.254.100:80 -s wrr
[root@server1 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 172.25.84.2:80 -b  -b表示fullNAT模式
[root@server1 ~]# ipvsadm -a -t 172.25.254.100:80 -r 172.25.84.3:80 -b
[root@server1 ~]# ipvsadm -P -t 172.25.254.100:80 -z 127.0.0.1:80
[root@server1 ~]# ipvsadm -G -t 172.25.254.100:80
VIP:VPORT            TOTAL    SNAT_IP              CONFLICTS  CONNS     
172.25.254.100:80    1        
                              127.0.0.1            0          0         
[root@server1 ~]# ipvsadm -ln  查看策略
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4194304)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  172.25.254.100:80 wrr
  -> 172.25.84.2:80               FullNat 1      0          0         
  -> 172.25.84.3:80               FullNat 1      0          0         
[root@server1 ~]# ipvsadm -lnc  查看策略信息
IPVS connection entries
pro expire state       source             virtual            destination
[root@server1 ~]#

这里写图片描述

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