LVS負荷分散クラスター--- DRモードでの実際の展開の詳細な説明

LVSロードバランシングクラスター-DRモードでの実際の展開の詳細な説明

1.LVS-DRデータパケットフロー分析

原理分析を容易にするために、クライアントとクラスターマシンを同じネットワーク上に配置し、データパケットフローのルートは1-2-3-4です。

1.クライアントがターゲットVIPにリクエストを送信し、ディレクター（ロードバランサー）がそれを受信します。このとき、送信元MACアドレスはクライアントMACアドレスであり、宛先MACアドレスはスケジューラーディレクターのMACアドレスです。

2. Directorは、負荷分散アルゴリズムに従ってRealServer_1を選択し、IPメッセージを変更またはカプセル化しませんが、データフレームのMACアドレスをRealServer_1のMACアドレスに変更して、LANに送信します。このとき、送信元MACアドレスはDirectorのMACアドレス、宛先MACアドレスはRealServer_1のMACアドレスです。

3. RealServer_1はこのフレームを受信し、カプセル化解除後にターゲットIPがローカルマシンと一致することを検出するため（RealServerは事前にVIPにバインドされています）、このメッセージを処理します。次に、メッセージを再カプセル化し、loインターフェイスを介して物理ネットワークカードに応答メッセージを送信してから送信します。このとき、送信元MACアドレスはRealServer_1のMACアドレスであり、宛先MACアドレスはクライアントのMACアドレスです。

4.クライアントは応答メッセージを受信します。クライアントは通常のサービスを受けていると思いますが、どのサーバーがそれを処理しているかわかりません。
注：ネットワークセグメントを通過した場合、メッセージはルーター経由でインターネット経由でユーザーに返されます。

第二に、LVS-DRのARP問題

1. LVS-DR負荷分散クラスターでは、負荷分散とノードサーバーの両方を同じVIPアドレスで構成する必要があります。

2.ローカルエリアネットワークで同じIPアドレスを使用すると、必然的にサーバー間のARP通信の障害が発生します。

• ARPブロードキャストがLVS-DRクラスターに送信されると、ロードバランサーとノードサーバーが同じネットワークに接続されているため、両方がARPブロードキャストを受信します。
• フロントエンドロードバランサーのみが応答し、他のノードサーバーはARPブロードキャストに応答しないでください。

3.ノードサーバーを処理して、VIPのARP要求に応答しないようにします。

• 仮想インターフェースlo：0を使用してVIPアドレスを伝送する
• カーネルパラメータarp_ignore = 1を設定します。システムは、宛先IPがローカルIPであるARP要求にのみ応答します。

4. RealServerはメッセージ（送信元IPはVIP）を返し、ルーターによって転送されます。メッセージを再カプセル化するときは、ルーターのMACアドレスを最初に取得する必要があります。

5. ARP要求を送信する場合、Linuxは、送信インターフェイスのIPアドレスを使用する代わりに、デフォルトでIPパケット（つまりVIP）の送信元IPアドレスをARP要求パケットの送信元IPアドレスとして使用します。

• 例：ens33

6.ルーターはARP要求を受信すると、ARPテーブルエントリを更新します。

7.元のVIPに対応するディレクターのMACアドレスは、VIPに対応するRealServerのMACアドレスに更新されます。

8.ルーターは、ARPテーブルエントリに従って新しい要求メッセージをRealServerに転送し、DirectorのVIPに障害を発生させます。
解決策：

• ノードサーバーを処理するには、カーネルパラメーターarp_announce = 2を設定します。システムはIPパケットの送信元アドレスを使用してARP要求の送信元アドレスを設定しませんが、送信インターフェイスのIPアドレスを選択します。

9.ARPの2つの問題を解決するための設定方法
/etc/sysctl.confファイルを変更します

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

3、DRモード、LVS負荷分散クラスター

（1）データパケットフロー分析

（1）クライアントがDirector Server（ロードバランサー）に要求を送信し、要求されたデータメッセージ（送信元IPはCIP、宛先IPはVIP）がカーネルスペースに到達します。
（2）DirectorServerとRealServerは同じネットワーク内にあり、データは第2層のデータリンク層を介して送信されます。
（3）カーネル空間は、データパケットのターゲットIPがローカルVIPであると判断します。このとき、IPVS（IP仮想サーバー）は、データパケットから要求されたサービスがクラスターサービスかどうかを比較し、クラスターサービスの場合はデータパケットを再パッケージ化します。送信元MACアドレスをDirectorサーバーのMACアドレスに変更し、宛先MACアドレスを実サーバーのMACアドレスに変更します。送信元IPアドレスと宛先IPアドレスは変更されていないため、データパケットを実サーバーに送信します。
（4）実サーバーに到着する要求メッセージのMACアドレスはそれ自身のMACアドレスであり、メッセージが受信されます。データパケットはメッセージを再カプセル化し（送信元IPアドレスはVIP、宛先IPはCIP）、応答メッセージはloインターフェイスを介して物理ネットワークカードに送信されてから送信されます。
（5）Real Serverは、応答メッセージをクライアントに直接送信します。

（2）DRモードの特徴

（1）DirectorServerとRealServerは同じ物理ネットワーク内にある必要があります。
（2）Real Serverは、プライベートアドレスまたはパブリックネットワークアドレスを使用できます。パブリックネットワークアドレスを使用する場合は、インターネットを介してRIPに直接アクセスできます。
（3）Director Serverは、クラスターのアクセスポータルとして機能しますが、ゲートウェイとしては機能しません。
（4）すべての要求メッセージはDirector Serverを通過しますが、応答応答メッセージはDirectorServerを通過できません。
（5）実サーバーのゲートウェイがDirectorサーバーIPを指すことは許可されていません。つまり、実サーバーによって送信されたデータパケットがDirectorサーバーを通過することは許可されていません。
（6）実サーバーのloインターフェースでVIPIPアドレスを構成します。

4.プロジェクトの実際の運用

（1）実験環境の要件

5つのLinux仮想マシン

DR 服务器：192.168.126.10
Web 服务器1：192.168.126.20
Web 服务器2：192.168.126.30
共享服务器：192.168.126.40
客户端：192.168.126.50
vip（虚拟IP）:192.168.126.88

（2）、実験ステップ

1.ロードスケジューラを構成します（192.168.126.10）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
yum -y install ipvsadm

（1）、仮想IPアドレスを構成します（VIP：192.168.126.88）

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0				#若隧道模式，复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.126.88
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0        #开启

ifconfig ens33:0   # 查看虚拟ip

（2）proc応答パラメータを調整します

由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址，应该关闭Linux 内核的重定向参数响应。
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

sysctl -p

（3）、負荷分散戦略を構成します

ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm

ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.126.88:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.126.88:80 -r 192.168.126.10:80 -g			#若隧道模式，-g替换为-i
ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.126.20:80 -g
ipvsadm 

ipvsadm -ln					#查看节点状态，Route代表 DR模式

2.共有ストレージを展開します（NFSサーバー：192.168.126.40）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /opt/chenwei /opt/mm
chmod 777 /opt/mm/opt/chenwei

vim /opt/chenwei/index.html   #写内容在文档里，挂载给网站首页 /var/www/html

vim /opt/mm/index.html 

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/kgc 192.168.80.0/24(rw,sync)
/opt/benet 192.168.80.0/24(rw,sync)

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

3.ノードサーバーを構成します（192.168.126.10、192.168.126.20）

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

（1）、仮想IPアドレスを構成します（VIP：192.168.126.88）

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.80.188
NETMASK=255.255.255.255						#注意：子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.80.188 dev lo:0		#添加VIP本地访问路由，将访问VIP的数据限制在本地，以避免通信紊乱

（2）proc応答パラメータを調整します

vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1			#系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2		#系统不使用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
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p

或者
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

sysctl -p

yum -y install nfs-utils rpcbind httpd
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
systemctl start httpd

--192.168.126.10---
mount.nfs 192.168.126.40:/opt/chenwei /var/www/html

--192.168.126.20---
mount.nfs 192.168.126.40:/opt/mm /var/www/html

4.LVSクラスターをテストします

クライアントのブラウザを使用してhttp://192.168.126.88/にアクセスします。デフォルトのゲートウェイは、192.168.126.88を指します。