初識LVS（二）——LVS的DR工作模式
LVS的DR模式介紹
LVS在NAT模式下所有的請求和響應報文都需要經過director，盡管LVS工作在內核層不受套接字文件65535的數量限制，但也有可能會成為性能瓶頸（如視頻網站），以下介紹LVS的另一種工作模式——dr模式，它是LVS默認的工作模式。與nat模式通過單邊修改源或目標的IP地址實現負載均衡功能不同，dr模式則是通過修改mac地址來實現該功能，整個過程中源和目標的IP地址不發生變法。
LVS的dr模式工作原理
與nat模式下LVS負載均衡器充當內網中RS服務器的網關不同，dr模式下LVS負載均衡器和RS主機各自只需要一塊網卡並接在同一個交換機下
我們將客戶端向服務器端發出請求，經過網絡上路由器層層轉發後，到達LVS服務器所在網絡的接口IP地址設為CIP，此時數據報文中源地址是CIP；目標地址是VIP
由於本地網絡中計算機之間是通過mac地址進行通信，此時路由器的CIP接口會向本地網絡發出廣播索要VIP接口的mac地址，VIP接口接收到廣播後上報自己的mac地址，數據報文在IP地址上再封裝一層mac地址後發送給LVS負載均衡器
LVS負載均衡器在接收到請求後拆掉mac地址，根據設置的調度規則，選定一個服務器（以服務器1為例），並將目標mac地址改為RIP1的mac地址後發還給路由器的CIP接口，此處需要註意的是director只能通過DIP與realserver通信，所以LVS負載均衡器上同時還要配置一個DIP地址
路由器的CIP接口在接收到修改過目標mac地址的報文後從新將數據報發給新mac地址所對應的服務器1，當服務器1接收到請求後拆掉mac報發現請求的地址是VIP，所以realserver上還需要配置VIP地址，否則請求將會被丟棄，且realserver的VIP地址綁在回環接口上，避免地址發生沖突，與此同時又引入一個新問題：在之前過程中廣播尋找VIP地址時director和realserver都會相應，通過修改realserver內核參數避免這種情況的產生
服務器處理完請求後直接將結果返回給客戶端而不再經過director
arp抑制功能
realserver為了避免在本地網絡中廣播索要VIP的mac地址時，需要修改內核參數開啟arp抑制功能，修改的參數是arp_announce和arp_ignore，下面分別進行說明。
1.arp_announce
主動向外通告計算機所有的IP地址，arp_announce有0、1、2三個值，0為默認值，如下圖所示，1.1會向1.2通告所有的IP地址包括2.1和3.1，同理2.1和3.1也會向各自所在的網段通告本機所有的IP，由於realserver不能和director去搶著響應VIP的廣播，所以在realserver上需要將arp_announce值設置為2
2.arp_ignore
請求從哪個接口進來該接口才做出響應，其余接口不做響應，以上圖為例，請求從1.1接口進來，所以只有1.1接口做出回應，2.1和3.1接口不做響應，arp_ignore有9個值，0為默認值，如下圖所示，此處需要將arp_ignore值設置為1，另外需要註意的是arp抑制的操作應在給realserver設置VIP之前完成
總結
1.lvs-dr模式它通過修改請求報文的目標MAC地址進行轉發，請求報文經由director調度，響應報文不經過director
2.director上配置DIP和VIP，realserver上配置RIP和VIP，同時啟用realserver的arp抑制功能
3.realserver跟director必須在同一物理網絡中，可以是不同的vlan，只要中間沒有路由設備；RS的RIP可以使用私有地址但也可以使用公網地址
4.因為響應報文不經過director，所以不支持端口映射；
5.realserver可以大多數支持設置arp抑制的系統；
6.realserver的網關不能指向DIP
操作步驟
網絡拓撲
LVS負載均衡器和web服務器系統版本均為CentOS6.8，LVS負載均衡器有1張網卡，VIP地址配置在本地接口別名上，安裝ipvsadm作為director，web服務器為realserver，安裝httpd提供頁面服務，VIP配置在本地回環接口別名上，此處便於演示效果讓2臺web服務器頁面不一致，安裝步驟省卻。
操作步驟
1.將VIP地址設置在director本地接口別名或回環接口上（本地網絡中是通過廣播尋找VIP地址，所以在那個接口無所謂，如果使用ip addr add命令可以直接在eth0上設置多個地址），並查看是否生效
2.指定LVS的director服務器，並選擇調度模式；指定realserver服務器並設置數據轉發類型，查看設置是否生效
3.保存ipvsadm當前配置，指定一個保存文件，便於清理後從該文件恢復配置
4.realserver服務器做arp抑制，抑制時註意將所有端口都要進行設置，除了all之外由於RIP是設置在eth0上與外部通信，所以也要進行設置
5.將VIP配置在realserver的回環地址上，並添加路由，要求前往172.16.10.100的流量必須從經過lo:0接口。如果使用ip addr add命令可以直接在eth0或lo上設置，且不需要添加路由
6.確認realserver的網關一定不能指向DIP，至此操作全部完成
補充說明
本地接口和回環接口
本地接口是一個真實的物理接口，自身有mac地址；而會換接口是一個邏輯接口沒有mac地址。本地接口別名和本地接口可以是不同的IP地址，但使用相同的mac地址；而回環接口和回環地址別名有不同的IP地址，但都沒有mac地址。
所以當director將目標mac地址更改完後realserver是通過RIP的接口接收到，發現mac地址就是自己的本地接口後拆掉mac地址，發現目標IP是VIP，而VIP配置在環回地址的別名上，所以此時需要使用route add -host 172.16.10.100 dev lo:0
而當數據報文返回時由於是從RIP接口進來應該直接由RIP接口返回，但是客戶端請求的是VIP的地址，此時又強行讓數據報文先經過VIP，整個lvs-dr模式工作流程如下：
1.客戶端向VIP地址發起請求
2.本地網絡通過廣播形式尋找VIP的mac地址，director進行響應並接受請求
3.director根據設置的調度規則選定一個負責處理的realserver，並將目標mac地址改為對應realserver的mac地址
4.按照新的目標mac地址重新發出請求，RIP接口發現目標mac地址就是自己拆封後發現目標IP是本地回環接口上的IP，交由本地回環接口處理
5.由於數據報文時從物理接口流入，守護進程處理完後交由物理接口返還客戶端
6.但此時物理接口上的IP為RIP並不是客戶端請求的VIP，所以數據報文被強行指向VIP的環回接口
7.回環接口封裝完IP地址後再封裝物理接口的mac地址，將結果返回客戶端
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初識LVS（二）——LVS的DR工作模式