本系列按照负载均衡器对数据包的处理方式分类，从计算机间通信的角度出发，浅谈 NAT、FULLNAT、DR、TUN 模型的实现原理。
之前介绍了 LVS 负载均衡 NAT、FULLNAT、DR、TUN 模型的实现原理。本章继续来动手实践一下～
实践环境
LVS 目前已经是 Linux 内核中的一部分，在内核中的模块叫做 ipvs，支持 NAT、DR、TUNNEL 模型。用户不能直接操作 ipvs 模块，需要安装交互软件 ipvsadm，使用 ipvsadm 和 ipvs 进行交互。
使用 4台 UCloud 云主机来搭建实验环境，创建云主机的时候选择分时购买，更划算。
实验机器及环境
- 4台 UCloud 云主机，CentOS 7.9 64位，1 核 1 G，需要注意⼀下防⽕墙规则，实践中选择的是【Web服务器推荐】，开放 22、3389、80、443 的端⼝号，这个可以⾃⾏配置
- 两台 Real Server：RS01、RS02，⼀台负载均衡服务器：LB01
- RS01：10.23.190.76、RS02：10.23.122.152、LB01：10.23.21.184、LB02：10.23.115.100
- VIP：10.23.88.247
- RS01、RS02 安装 httpd，快速启动 http 服务器，且配置不同的请求响应
- LB01、LB02 安装pvsadm、keepalived，并启动 ipvsadm、keepalived
实验机器展示
DR 模式实操
回顾一下 DR 模式的特点
- DR 模式仅修改数据包的「目标 MAC 地址」，只有请求数据包需要经过负载均衡器，所以 DR 模式不支持对端口的转换
- 真实服务器和负载均衡器必须在同一个网段，且真实服务器的默认网关不能是负载均衡器
- 真实服务器的 lo 接口上需要配置 VIP 的 IP 地址，且真实服务器需要更改 ARP 协议，“隐藏” lo 接口上的 VIP
实操开始，前置准备工作和上篇实操中的 NAT 模式的一样，这里就不赘述了。
开始配置 DR 模式：
RS01、RS02
- 修改 ARP 协议
- echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
- echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
- echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
- echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
- 在 lo 接口上配置 VIP
- ifconfig lo:0 10.23.21.184 netmask 255.255.255.255
- 验证配置 ifconfig
LB01
- 配置路由入口规则
- ipvsadm -A -t 10.23.21.184:80 -s rr
- 配置路由出口规则
- ipvsadm -a -t 10.23.21.184:80 -r 10.23.190.76 -g -w 1
- ipvsadm -a -t 10.23.21.184:80 -r 10.23.122.152 -g -w 1
- 如果 VIP 和本机地址不一致，要配置 VIP（我这里就不用了）
- 配置 VIP
- ifconfig eth0:0 VIP/24
- 验证配置
- ipvsadm -ln
- ifconfig
配置完成，现在我们来验证下 DR 模式下的负载均衡。
发现直接在本地请求 LB01 的外网 IP 地址时，一直处于等待状态，最终报错：Operation timed out。
我们先来看下 LB01 有没有正确的收到连接请求
- 查看 LB01 记录的连接信息：ipvsadm -Lnc
可以看到 LB01 正确的收到了连接请求，并且转发给了 RS02。接下来我们登陆到 RS02 上，检查 RS02 是否接收到了数据包。
- 查看 RS02 上的 TCP 连接信息：netstat -natp | grep 10.23.21.184
RS02 收到了数据包，并且也发出了返回的数据包，返回数据包的 IP 地址和端口号也和发出的一致。所以可以合理地猜测，问题出在由 RS02 直接返回数据包给客户端的过程中。那么只有两种情况，RS02 无法连接到客户端或者客户端拒绝接收这个数据包。
检查 RS02 是否能正常连接到客户端
- ping 106.75.220.2
RS02 和客户端可以正常请求访问。那么应该是客户端拒绝接收了这个数据包，抓包来看下，客户端是否有收到这个数据包。
再次请求 LB01，并查看客户端和 LB01 交互的数据包
- tcpdump host 106.75.253.112 -nne
发现只有发出的数据包，而没有收到的数据包。现在情况是：RS02 发出了数据包，但是客户端却没收到。那只有一种可能，就是云主机的 EIP 转发数据包的时候，由于某种条件限制，扔掉了这个数据包。如果是这样的话，在内网环境中应该是可以正常访问的。我们再申请一台在相同网段的云主机，验证一下。
果然是可以正常访问的，后来和官方交流之后也证实了这一点。（猜测应该是出于对安全的考虑，所有进出的数据包，IP 地址 和 MAC 地址必须和本机一致，否则数据包会被丢弃。）
到此实验配置完成，验证也随之完成～
Keepalived 实现 DR 模型的高可用性实操
在成功搭建 DR 模型之后，不由得思考这么一个问题，如果负载均衡服务器宕机了怎么办？负载均衡服务器承载着客户端对服务端的所有请求路由，如果一旦宕机，影响的是整个系统不可用。所以需要一些措施来保证负载均衡的高可用性。
最简单的办法就是将单点部署的负载均衡服务器变成多点部署。如果当前使用的节点出现问题，迅速地切换到另一个节点上，这样就可以保证系统的整个可用性。那么，现在负载均衡服务器单点故障的问题就转换成多点部署的切换问题。
先来看看解决多点部署的切换问题，需要什么条件？首先需要发现问题，即需要不断地检查当前节点是否正常，如果当前节点不正常的话，需要快速地切换到其他的节点上。keepalived 就是这样工作的。
实际操作开始～
- RS01、RS02 和 DR 模型实操类似，只不过要重新申请一个VIP：10.23.88.247，绑定在 RS01、RS02 的 lo:0 上
- ifconfig lo:0 10.23.88.247 netmask 255.255.255.255 broadcast 10.23.88.247 up
LB01、LB02
代码语言：javascript复制安装 ipvsadm、keepalived
yum install ipvsadm keepalived -y
修改 keepalived 配置文件
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
! Configuration File for keepalived
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER // 备节点：BACKUP
interface eth0
virtual_router_id 51
priority 100 // 备节点：50
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.23.88.247 dev eth0
}
}
virtual_server 10.23.88.247 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
nat_mask 255.255.0.0
persistence_timeout 0
protocol TCP
real_server 10.23.190.76 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
real_server 10.23.122.152 80 {
weight 1
HTTP_GET {
url {
path /
status_code 200
}
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
}
}
}
重新启动 keepalived
systemctl restart keepalived验证 keepalived DR 模型
可以正常访问到两台服务器，接下来把 LB01 的 keepalived 停掉，继续访问 VIP
还是可以正常访问，VIP 漂到了 LB02 上。使用 ipvsadm -lnc 查看具体连接信息。
实验完成，差不多断断续续的用了 4.5 小时，包括一些额外的排查时间，共计花费不到 5 元钱～
至此，深入浅出 LVS 负载均衡系列解读全部完成，感谢阅读。
文章转载自UCloud技术。点击这里阅读原文了解更多。
