LVS-NAT模式解析

一、LVS/NAT原理

1. 當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)Director Server，此時(shí)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)報(bào)文會(huì)先到內(nèi)核空間的PREROUTING鏈。 此時(shí)報(bào)文的源IP為CIP，目標(biāo)IP為VIP

2. PREROUTING檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP是本機(jī)，將數(shù)據(jù)包送至INPUT鏈

3.IPVS比對(duì)數(shù)據(jù)包請(qǐng)求的服務(wù)是否為集群服務(wù)，若是，修改數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為后端服務(wù)器IP，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)至POSTROUTING鏈。 此時(shí)報(bào)文的源IP為CIP，目標(biāo)IP為RIP

4. POSTROUTING鏈通過選路，將數(shù)據(jù)包發(fā)送給Real Server 5. Real Server比對(duì)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)為自己的IP，開始構(gòu)建響應(yīng)報(bào)文發(fā)回給Director Server。 此時(shí)報(bào)文的源IP為RIP，目標(biāo)IP為CIP 6. Director Server在響應(yīng)客戶端前，此時(shí)會(huì)將源IP地址修改為自己的VIP地址，然后響應(yīng)給客戶端。 此時(shí)報(bào)文的源IP為

Virtual Server via Network Address Translation(VS/NAT)

通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，調(diào)度器重寫請(qǐng)求報(bào)文的目標(biāo)地址，根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)度算法，將請(qǐng)求分派給后端的真實(shí)服務(wù)器;真實(shí)服務(wù)器的響應(yīng)報(bào)文通過調(diào)度器時(shí)，報(bào)文的源地址被重寫，再返回給客戶，完成整個(gè)負(fù)載調(diào)度過程。

二、NAT模式優(yōu)缺點(diǎn)

1、NAT技術(shù)將請(qǐng)求的報(bào)文和響應(yīng)的報(bào)文都需要通過LB進(jìn)行地址改寫，因此網(wǎng)站訪問量比較大的時(shí)候LB負(fù)載均衡調(diào)度器有比較大的瓶頸，一般要求最多之能10-20臺(tái)節(jié)點(diǎn)

2、只需要在LB上配置一個(gè)公網(wǎng)IP地址就可以了。

3、每臺(tái)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)地址必須是調(diào)度器LB的內(nèi)網(wǎng)地址。

4、NAT模式支持對(duì)IP地址和端口進(jìn)行轉(zhuǎn)換。即用戶請(qǐng)求的端口和真實(shí)服務(wù)器的端口可以不一致。

三、Lvs-NAT模式流程

NAT模型:地址轉(zhuǎn)換類型，主要是做地址轉(zhuǎn)換，類似于iptables的DNAT類型，它通過多目標(biāo)地址轉(zhuǎn)換，來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡， 一個(gè)Director最多負(fù)載提供10個(gè)Real Server主機(jī)

1、client發(fā)送request到LVS的VIP上，VIP選擇一個(gè)Real-server，并記錄連接信息到hash表中，然后修改client 的request的目的IP地址為Real-server的地址，將請(qǐng)求發(fā)給Real-server;

2、 Real-server收到request包后，發(fā)現(xiàn)目的IP是自己的IP，于是處理請(qǐng)求，然后發(fā)送reply給LVS;

3、LVS收到reply包后，修改reply包的的源地址為VIP，發(fā)送給client;

4、從client來的屬于本次連接的包，查hash表，然后發(fā)給對(duì)應(yīng)的Real-server。

5、 當(dāng)client發(fā)送完畢，此次連接結(jié)束或者連接超時(shí)，那么LVS自動(dòng)從hash表中刪除此條記錄。

四、LVS-NAT模式下的負(fù)載均衡

Load Balance 雙網(wǎng)卡：

eth0：172.25.56.1(對(duì)外)

eth4：192.168.56.1(對(duì)內(nèi))

Virtual IP: 172.25.56.1

gateway: 192.168.56.1

server2(RS): 192.168.56.2

server3(RS): 192.168.56.3

1、在server1中：

1)配置網(wǎng)絡(luò)

ip link set up eth1 #激活eth4網(wǎng)卡

ip addr add 192.168.56.1/24 dev eth4 #添加網(wǎng)絡(luò)

ip addr #查看網(wǎng)絡(luò)

2)配置yum倉庫

vim /etc/yum.repos.d/rhel-source.repo

添加：

[LoadBalancer]

name=LoadBalancer

baseurl=https://172.25.56.250/rhel6.5/LoadBalancer

gpgcheck=0

3)打開內(nèi)部路由功能

sysctl -a | grep ip_forward

sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

4)安裝ipvsadm

yum install ipvsadm -y

/etc/init.d/ipvsadm start #開啟服務(wù)

ipvsadm -C #清空策略

ipvsadm -A -t 172.25.56.1:80 -s rr

ipvsadm -a -t 172.25.56.1:80 -r 192.168.56.2:80 -m #給vip添加rip，使用NAT模式

ipvsadm -a -t 172.25.56.1:80 -r 192.168.56.3:80 -m

/etc/init.d/ipvsadm save #保存策略

ipvsadm -ln #查看策略

2、在server2中：

1)配置網(wǎng)關(guān)

route add default gw 192.168.56.1 注：NAT工作路徑源路經(jīng)返回，只需要指定網(wǎng)關(guān)即可

route -n #查看網(wǎng)關(guān)

2)安裝apache

yum install httpd -y

vim /var/www/html/index.html

server2

/etc/init.d/httpd start

3、在server3中：

1)配置網(wǎng)關(guān)

route add default gw 192.168.56.1 注：NAT工作路徑源路經(jīng)返回，只需要指定網(wǎng)關(guān)即可

route -n #查看網(wǎng)關(guān)

2)安裝apache

yum install httpd -y

vim /var/www/html/index.html

server3

/etc/init.d/httpd start

五、測試

注：物理機(jī)ip網(wǎng)段必須與eth0在同一網(wǎng)段，且不能于RS在同一網(wǎng)段，否則會(huì)不經(jīng)過網(wǎng)關(guān)直接訪問RS

在物理機(jī)中執(zhí)行 for i in {1..10};do curl 172.25.56.1;done ，出現(xiàn)輪詢即配置生效