LVS（linux虚拟机服务器集群系统）实现DR模式负载均衡

一、LVS简介

1.什么是LVS？

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的*软件项目之一。

2.LVS主要有哪几种负载均衡技术？

主要有VS/NAT、VS/TUN和VS/DR技术是LVS集群中实现的三种IP负载均衡技术。

LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。

3.LVS的结构为？

一般来说，LVS集群采用三层结构，其主要组成部分为：

A、负载调度器（load balancer），它是整个集群对外面的前端机，负责将客户的请求发送到一组服务器上执行，而客户认为服务是来自一个IP地址（我们可称之为虚拟IP地址）上的。

B、服务器池（server pool），是一组真正执行客户请求的服务器，执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。

C、共享存储（shared storage），它为服务器池提供一个共享的存储区，这样很容易使得服务器池拥有相同的内容，提供相同的服务。

 二、LVS之DR模式

1.DR模式的原理

在LVS（TUN）模式下，由于需要在LVS调度器与真实服务器之间创建隧道连接，这同样会增加服务器的负担。与LVS（TUN）类似，DR模式也叫直接路由模式，其体系结构如图4所示，该模式中LVS依然仅承担数据的入站请求以及根据算法选出合理的真实服务器，最终由后端真实服务器负责将响应数据包发送返回给客户端。与隧道模式不同的是，直接路由模式（DR模式）要求调度器与后端服务器必须在同一个局域网内，VIP地址需要在调度器与后端所有的服务器间共享，因为最终的真实服务器给客户端回应数据包时需要设置源IP为VIP地址，目标IP为客户端IP，这样客户端访问的是调度器的VIP地址，回应的源地址也依然是该VIP地址（真实服务器上的VIP），客户端是感觉不到后端服务器存在的。由于多台计算机都设置了同样一个VIP地址，所以在直接路由模式中要求调度器的VIP地址是对外可见的，客户端需要将请求数据包发送到调度器主机，而所有的真实服务器的VIP地址必须配置在Non-ARP的网络设备上，也就是该网络设备并不会向外广播自己的MAC及对应的IP地址，真实服务器的VIP对外界是不可见的，但真实服务器却可以接受目标地址VIP的网络请求，并在回应数据包时将源地址设置为该VIP地址。调度器根据算法在选出真实服务器后，在不修改数据报文的情况下，将数据帧的MAC地址修改为选出的真实服务器的MAC地址，通过交换机将该数据帧发给真实服务器。整个过程中，真实服务器的VIP不需要对外界可见。

2.部署DR（直接路由）模式

1.部署环境：

• 环境：真机（系统不做限制），rhel6.5虚拟机：selinux和防火墙均关闭，yum源网络已经配置好，安装了vim和openssh-server和lftp，删除了/etc/udev/70-persistent-net.rules，server1的ip为172.25.1.1，server2的ip为172.25.1.2，以此类推

• Load Balance： 172.25.1.1(server1)
• Virtual IP：172.25.1.100
• RealRerver1：172.25.1.2 (server2)
• RealRerver2：172.25.1.3(server3)
• 物理机内网 ： 172.25.1.254

1）server1

由于这里需要使用linux内核的负载均衡模块，所以我们需要添加yum源

vim /etc/yum.repos.d/rhel-source.repo         ##添加以下内容,由于后面的可能会用到其他核心组件，所以一并添加了

[HighAvailability]
name=HighAvailability
baseurl=http://172.25.1.254/rhel6.5/HighAvailability
enabled=1
gpgcheck=1

[LoadBalancer]
name=LoadBalancer
baseurl=http://172.25.1.254/rhel6.5/LoadBalancer
enabled=1
gpgcheck=1

[ScalableFileSystem]
name=ScalableFileSystem
baseurl=http://172.25.1.254/rhel6.5/ScalableFileSystem
enabled=1
gpgcheck=1

[ResilientStorage]
name=ResilientStorage
baseurl=http://172.25.1.254/rhel6.5/ResilientStorage
enabled=1
gpgcheck=1

然后重新刷新yum源

yum clean all
yum repolist

然后安装ipvsadm（调度器）

yum install ipvsadm -y 

配置策略思路为

（1）添加一台虚拟设备

-A 　　            ##增加一台虚拟设备
-a 　　            ##添加真实服务器的操作
-t 　　            ##tcp服务地址
-s 　　            ##调度算法（10中调度算法rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）
-r 　　            ##对应的真实ip
-g 　　            ##rh（路由）
rr　　             ##调度算法：轮询

（2）添加后端实际服务器
（3）保存策略

具体代码为

ipvsadm -A -t 172.25.1.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 172.25.1.100:80 -r 172.25.1.2:80 -g
ipvsadm -a -t 172.25.1.100:80 -r 172.25.1.3:80 -g
/etc/init.d/ipvsadm save            ##保存策略

（4）显示调度次数ipvsadm -L（-n不解析）

ipvsadm -l
ipvsadm -ln                    ##不加解析

（5）添加VIP

什么是VIP呢？

VIP地址为调度器和服务器组共享，调度器配置的VIP地址是对外可见的，用于接收虚拟服务的请求报文所有的服务器把VIP地址配置在各自的Non-ARP网络设备上，它对外面是不可见的，只是用于处理目标地址为VIP的网络请求。

给所有的服务器把 VIP 地址配置在各自的 Non­ARP 网络设备上

ip addr add 172.25.1.100/24 dev eth0        
ip addr add 172.25.1.100/32 dev eth0            ##注意这里的子网掩码为32
ip addr add 172.24.1.100/32 dev eth0

2）虚拟机server2

yum install httpd -y                    ##安装apache服务
cd /var/www/html
vim index.html                          ##添加下面内容

<h1>www.westos.org - server2</h1>

/etc/init.d/httpd start                 ##开启httpd服务

3）虚拟机server3

yum install httpd -y                    ##安装apache服务
cd /var/www/html
vim index.html                          ##添加下面内容

<h1>www.westos.org - server3</h1>

/etc/init.d/httpd start                 ##开启httpd服务

2.测试

在真机上curl 172.25.1.100

使用以下指令可以查询ipvsadm选择哪台主机作为调度机

arp -an | grep 100                 ##查看绑定的MAC地址
arp -d 172.25.64.100               ##删除现有绑定MAC地址

而我们的server1的mac地址刚好是

我们这里比较幸运，系统自动选择了server1作为调度器，如果选择了server2或者是server3呢，就不会发生轮询，也就实现不了负载均衡

那么我们如何来实现只让ipvsadm绑定server调度器呢？

要避免这种情况，要求只能绑定server1（调度器）的MAC地址，所以我们要配置server2和server3的arp路由策略

yum install  arptables_jf -y
arptables -A IN -d 172.25.1.100 -j DROP            
arptables -A OUT -s  172.25.1.100 -j mangle --mangle-ip-s 172.25.1.2  ##当网内广播需要172.25.64.100这个ip时，它丢弃所有网内的请求
/etc/init.d/arptables_jf save         ##保存添加的两条策略
/etc/init.d/arptables_jf start        ##打开arptables服务

对server3的操作跟2一模一样就可以了～

ok～

DR模式就设置完毕了～