LVS三种模式分析(超详细)
2017-09-10 13:33
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1、DR模式:(Direct Routing)直接路由模式
DR模式的网络拓扑:![](https://images2017.cnblogs.com/blog/462684/201709/462684-20170910132909491-610651665.png)
DR模式的工作过程:
1、当一个client发送一个WEB请求到VIP,LVS服务器根据VIP选择对应的real-server,根据调度算法,在Pool中选择一台Real-server。LVS在hash表中记录该次连接,然后将client的请求包发给选择的Real-server,最后选择的Real-server把应答包直接传给client;
2、当client继续发包过来时,LVS根据刚才记录的hash表的信息,将属于此次连接的请求直接发到刚才选择的Real-server上;
3、当连接中止或者超时,hash表中的记录将被删除。
DR模式的几个细节:
1、DR和RS必须在相同的网段;2、DR模式在转发client的包时,只修改了包目的MAC地址为选定的Real-server的mac地址,
如果LVS和Real-server在不同的广播域内,那么Real-server就没办法接收到转发的包。
3、DR上必须开启路由转发功能;
4、RS的网关不需要设置成DR(和NAT模式的区别)。
5、RS上需要禁用ARP通告,这样,RS就会直接回复客户端,而不是通过DR。
下面是mac地址的修改过程:
![](https://images2017.cnblogs.com/blog/462684/201709/462684-20170910133204101-1649141096.png)
2、IP Tunneling(隧道)模式
IP Tunneling的拓扑图
IP Tunneling的工作过程
1> client 发送请求包到LVS服务器的VIP上。2> VIP按照算法选择后端的一个Real-server,并将记录一条消息到hash表中,然后将client的请求包封装到一个新的IP包里,新IP包的目的IP是Real-server的IP,然后转发给Real-server。
3> Real-server收到包后,解封装,取出client的请求包,发现他的目的地址是VIP,而Real-server发现在自己的lo:0口上有这个IP地址,于是处理client的请求,然后将relpy这个request包直接发给client。
4> 该client的后面的request包,LVS直接按照hash表中的记录直接转发给Real-server,当传输完毕或者连接超时,那么将删除hash表中的记录。
IP Tunneling的几个细节问题
IP封包的过程:(如图)![](https://images2017.cnblogs.com/blog/462684/201709/462684-20170910135934866-1020638987.png)
IP Tunneling的几个细节问题
IP封包的过程:DR和RS不需要在一个网段,所以适用于跨机房的场景。由于通过IP Tunneling 封装后,封装后的IP包的目的地址为Real-server的IP地址,那么只要Real-server的地址能路由可达,Real-server在什么网络里都可以,这样可以减少对于公网IP地址的消耗,但是因为要处理IP Tunneling封装和解封装的开销,那么效率不如DR模式。
Real-server的系统设置:
由于需要Real-server支持IP Tunneling,所以设置与DR模式不太一样,LVS不需要设置tunl设备,LVS本身可以进行封装 , 需要配置VIP在tunl设备上。ARP问题:
如果LVS和Real-server不在一个网络内,不需要处理ARP问题,如果在相同网络,那么处理方法和DR模式一样,但是如果一样,那么你的方案就错了,因为此时DR模式完全可以满足你的需求,而且更加高效。内核的包转发:
IP Tunneling模式不需要LVS开启ip_forward功能。NAT(网络地址转换)模式
NAT模式的拓扑图
![](https://images2017.cnblogs.com/blog/462684/201709/462684-20170910140515304-284806944.png)
NAT模式的工作过程:
1> client发送request到LVS的VIP上,VIP选择一个Real-server,并记录连接信息到hash表中,然后修改client的request的目的IP地址为Real-server的地址,将请求发给Real-server;2> Real-server收到request包后,发现目的IP是自己的IP,于是处理请求,然后发送reply给LVS;
3> LVS收到reply包后,修改reply包的的源地址为VIP,发送给client;
4> 从client来的属于本次连接的包,查hash表,然后发给对应的Real-server。
5> 当client发送完毕,此次连接结束或者连接超时,那么LVS自动从hash表中删除此条记录。
NAT模式的几个细节问题
1、后端RS和DR在同一个网络环境中,且RS的网关必须设定为DR;2、NAT的初衷就是为了隐藏内部IP和节省公网IP
3、开启路由转发功能
总结-三种模式的适用场景及局限性
模式 | 适用场景 | 瓶颈或局限性 |
NAT | 1、公网IP少 2、需要隐藏内部IP(比如游戏的登录服务器) | 1、DR需要承担所有转发功能,所以瓶颈在DS上 |
DR | 1、为了解决NAT模式的瓶颈,DR模式采用二层帧重写,提高效率 | 1、DS承担二层帧重写工作,当规模非常大时,DS会有瓶颈,但是如果DS足够强劲,问题不是很大。 2、由于DR模式是通过重写二层帧的方式,所以DR和DS必须在同一网络内,所以DR模式下无法跨网段。 |
TUNL | 1、为了解决DR模式无法跨网段的问题,DR采用IP层二次封装模式进行解决 | 1、因为DS需要进行IP层二次封装,所以会牺牲效率,在效率上会低于DR模式,但是可以跨网段。 |
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