基础知识全面整理详解(7)

Director和RealServer必需在物理上有一个网卡通过不间断的局域网相连。 RealServer上绑定的VIP配置在各自Non-ARP的网络设备上(如lo或tunl),Director的VIP地址对外可见,而RealServer的VIP对外是不可见的。RealServer的地址即可以是内部地址,也可以是真实地址。

基础知识全面整理详解

DR模式是通过改写请求报文的目标MAC地址,将请求发给真实服务器的,而真实服务器响应后的处理结果直接返回给客户端用户。同TUN模式一样,DR模式可以极大的提高集群系统的伸缩性。而且DR模式没有IP隧道的开销,对集群中的真实服务器也没有必要必须支持IP隧道协议的要求。但是要求调度器LB与真实服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上,必须在同一个局域网环境。

DR模式是互联网使用比较多的一种模式,DR模式原理图如下:

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DR模式以上原理过程简述:
VS/DR模式的工作流程图如上图所示,它的连接调度和管理与NAT和TUN中的一样,它的报文转发方法和前两种不同。DR模式将报文直接路由给目标真实服务器。在DR模式中,调度器根据各个真实服务器的负载情况,连接数多少等,动态地选择一台服务器,不修改目标IP地址和目标端口,也不封装IP报文,而是将请求报文的数据帧的目标MAC地址改为真实服务器的MAC地址。然后再将修改的数据帧在服务器组的局域网上发送。因为数据帧的MAC地址是真实服务器的MAC地址,并且又在同一个局域网。那么根据局域网的通讯原理,真实复位是一定能够收到由LB发出的数据包。真实服务器接收到请求数据包的时候,解开IP包头查看到的目标IP是VIP。(此时只有自己的IP符合目标IP才会接收进来,所以我们需要在本地的回环借口上面配置VIP。

另外: 由于网络接口都会进行ARP广播响应,但集群的其他机器都有这个VIP的lo接口,都响应就会冲突。所以我们需要把真实服务器的lo接口的ARP响应关闭掉。)然后真实服务器做成请求响应,之后根据自己的路由信息将这个响应数据包发送回给客户,并且源IP地址还是VIP。

其实整个DR模式都是停留在第二层的数据链路层, 直接修改MAC。实现报文的转发。再看下面的DR模式图:

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1)  当用户请求到达Director Server,此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。 此时报文的源IP为CIP,目标IP为VIP;
2)  PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机,将数据包送至INPUT链;
3)  IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务,若是,将请求报文中的源MAC地址修改为DIP的MAC地址,将目标MAC地址修改RIP的MAC地址,然后将数据包发至POSTROUTING链。 此时的源IP和目的IP均未修改,仅修改了源MAC地址为DIP的MAC地址,目标MAC地址为RIP的MAC地址;
4)  由于DS和RS在同一个网络中,所以是通过二层来传输。POSTROUTING链检查目标MAC地址为RIP的MAC地址,那么此时数据包将会发至Real Server;
5)  响应报文最终送达至客户端;

LVS-DR模式特点和注意事项
1) 在前端路由器做静态地址路由绑定,将对于VIP的地址仅路由到Director Server
2) arptables:在arp的层次上实现在ARP解析时做防火墙规则,过滤RS响应ARP请求。修改RS上内核参数(arp_ignore和arp_announce)将RS上的VIP配置在网卡接口的别名上,并限制其不能响应对VIP地址解析请求。
3) RS可以使用私有地址;但也可以使用公网地址,此时可以直接通过互联网连入RS以实现配置、监控等;
4) RS的网关一定不能指向DIP;
5) RS跟Dirctory要在同一物理网络内(不能由路由器分隔);
6) 请求报文经过Directory,但响应报文一定不经过Director
7) 不支持端口映射;
8) RS可以使用大多数的操作系统;

DR模式小结:
1)通过在调度器LB上修改数据包的目的MAC地址实现转发。注意源地址仍然是CIP,目的地址仍然是VIP地址。
2)请求的报文经过调度器,而RS响应处理后的报文无需经过调度器LB,因此并发访问量大时使用效率很高(和NAT模式比)
3)因为DR模式是通过MAC地址改写机制实现转发,因此所有RS节点和调度器LB只能在一个局域网里面
4)RS主机需要绑定VIP地址在LO接口上(防止IP冲突),并且需要配置ARP机制。
5)RS节点的默认网关不需要配置成LB,而是直接配置为上级路由的网关,能让RS直接出网就可以。
6)由于DR模式的调度器仅做MAC地址的改写,所以调度器LB就不能改写目标端口,那么RS服务器就得使用和VIP相同的端口提供服务。

三种负载均衡方式简单比较:

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