NAT转发模式
Network Address Translation,网络地址转换
- CIP:客户端IP地址/发起方/源IP地址
- VIP:虚拟IP/lvs集群IP
- RIP:真实服务器IP/WEB集群IP/web服务器
工作原理
①.客户端将请求发往前端的负载均衡器,请求报文源地址是CIP(客户端IP),后面统称为CIP),目标地址为VIP(负载均衡器前端地址,后面统称为VIP)。
②.负载均衡器收到报文后,发现请求的是在规则里面存在的地址,那么它将客户端请求报文的目标IP地址改为了后端服务器的RIP地址并将报文根据算法发送出去。
③.报文送到Real Server后,由于报文的目标地址是自己,所以会响应该请求,并将响应报文返还给LVS。
④.然后lvs将此报文的源地址修改为本机并发送给客户端。
注意在NAT模式中,Real Server的网关必须指向LVS,否则报文无法送达客户端
优点
网络隔离更安全
节约IP地址
缺点
director很可能成为系统性能瓶颈,所有的请求director都需要处理应答
DR直接路由模式
工作原理
①.客户端将请求发往前端的负载均衡器,请求报文源地址是CIP,目标地址为VIP。
②.负载均衡器收到报文后,发现请求的是在规则里面存在的地址,那么它将客户端请求报文的源MAC地址改为自己DIP的MAC地址,目标MAC改为了RIP的MAC地址,并将此包发送给RS。
③.RS发现请求报文中的目的MAC是自己,就会将次报文接收下来,处理完请求报文后,将响应报文通过lo接口送给eth0网卡直接发送给客户端。
特点
- 集群节点和director必须在一个物理网络内
- RIP可以使用公网地址或私有地址
- director仅处理入站请求,director服务器的压力比较小
- 集群节点网关不指向director,故出站不经过director
- 不支持端口映射
- 大多数操作系统可以作为realserver,要支持隔离arp广播
ARP问题
通常,DR模式需要在Real-server上配置VIP,配置的方式为:
/sbin/ifconfig lo:0 inet VIP netmask 255.255.255.255
i) 原因在于,当LVS把client的包转发给Real-server时,因为包的目的IP地址是VIP,那么如果Real-server收到这个包后,发现包的目的IP不是自己的系统IP,那么就会认为这个包不是发给自己的,就会丢弃这个包,所以需要将这个IP地址绑到网卡上;当发送应答包给client时,Real-server就会把包的源和目的地址调换,直接回复给client。
ii) 关于ARP广播:
* 上面绑定VIP的掩码是”255.255.255.255″,说明广播地址是其本身,那么他就不会将ARP发送到实际的自己该属于的广播域了,这样防止与LVS上VIP冲突,而导致IP冲突。
* 另外在Linux的Real-server上,需要设置ARP的sysctl选项:
TUN-IP隧道模式
工作原理
①.客户端将请求发往前端的负载均衡器,请求报文源地址是CIP,目标地址为VIP。
②.负载均衡器收到报文后,发现请求的是在规则里面存在的地址,那么它将在客户端请求报文的首部再封装一层IP报文,将源地址改为DIP,目标地址改为RIP,并将此包发送给RS。
③.RS收到请求报文后,会首先拆开第一层封装,然后发现里面还有一层IP首部的目标地址是自己lo接口上的VIP,所以会处理次请求报文,并将响应报文通过lo接口送给eth0网卡直接发送给客户端。
特点
优点:
负载均衡器只负责将请求包分发给后端节点服务器,而RS将应答包直接发给用户。所以,减少了负载均衡器的大量数据流动,负载均衡器不再是系统的瓶颈,就能处理很巨大的请求量,这种方式,一台负载均衡器能够为很多RS进行分发。而且跑在公网上就能进行不同地域的分发。
缺点:
隧道模式的RS节点需要合法IP,这种方式需要所有的服务器支持”IP Tunneling”(IP Encapsulation)协议,服务器可能只局限在部分Linux系统上。
模式对比
FULL-NAT
Full-NAT由此而生,解决的是LVS和RS跨VLAN的问题,而跨VLAN问题解决后,LVS和RS不再存在VLAN上的从属关系,可以做到多个LVS对应多个RS,解决水平扩容的问题。