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LVS負(fù)載均衡中arp

先簡單的介紹下關(guān)于LVS負(fù)載均衡

LVS(Linux  Virtual Server)Linux服務(wù)器集群系統(tǒng)

針對(duì)高可伸縮,高可用服務(wù)的需求,給予IP層和內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)的負(fù)載均衡調(diào)度解決方法,并在Linux的內(nèi)核中實(shí)現(xiàn),將一組服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)實(shí)現(xiàn)可伸縮,高可用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的虛擬服務(wù)器
 
負(fù)載均衡
1.大量的兵法訪問或數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到多態(tài)節(jié)點(diǎn)設(shè)備分別處理,減少用戶的等待時(shí)間
2.單個(gè)重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多態(tài)節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理,每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理結(jié)束后,將結(jié)果匯總,返回給用戶
 
負(fù)載調(diào)度器
一組服務(wù)器通過高速的局域網(wǎng)或者地理分布的廣域網(wǎng)相互相連,在他們的前端有一個(gè)負(fù)載均衡調(diào)度器(Load Balancer),負(fù)載均衡調(diào)度器能無縫的將網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求調(diào)度到真實(shí)的服務(wù)器上,從而使得服務(wù)器集群的結(jié)構(gòu)對(duì)用戶是透明的,用戶通過訪問集群系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),就像訪問一臺(tái)高性能,高可用的服務(wù)器。
 
IP負(fù)載均衡技術(shù)(三種)
1.VS/NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)
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)求分發(fā)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,再返回到客戶端,完成整個(gè)調(diào)度的過程
 
2.VS/TUN(IP隧道模式)
調(diào)度器將請(qǐng)求的報(bào)文通過IP隧道轉(zhuǎn)發(fā)至真實(shí)服務(wù)器,而真實(shí)的服務(wù)器直接將結(jié)果返回給用戶,調(diào)度器只處理請(qǐng)求報(bào)文,由于一般網(wǎng)路服務(wù)的應(yīng)答大于請(qǐng)求,采用IP隧道模式,集群系統(tǒng)的最大吞吐量可以提高10倍。
 
3.VS/DR(直接路由)
通過改寫請(qǐng)求報(bào)文的MAC地址,將請(qǐng)求發(fā)送到真是服務(wù)器,真實(shí)服務(wù)器將響應(yīng)直接返回給用戶,之際額路由模式可以極大的提高集群系統(tǒng)的伸縮性,這種方法沒有IP隧道的開銷,集群中真實(shí)的服務(wù)器也沒有必要必須支持IP隧道協(xié)議,只是需要調(diào)度器與真實(shí)服務(wù)器有一塊網(wǎng)卡連在同一物理網(wǎng)段上。
 
其中在這三種IP負(fù)載均衡的技術(shù)中,DR和TUN模式都需要在真實(shí)服務(wù)器上對(duì)arp_ignore和arp_announce參數(shù)進(jìn)行配置,主要是實(shí)現(xiàn)禁止響應(yīng)對(duì)VIP的ARP請(qǐng)求。

lvs環(huán)境中,需要設(shè)定以下的參數(shù)

 

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/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

 

 

 

 

 

先來看看關(guān)于arp_ignore和arp_announce的有關(guān)介紹

有關(guān)arp_ignore的相關(guān)介紹:
arp_ignore - INTEGER	Define different modes for sending replies in response to	received ARP requests that resolve local target IP addresses:	0 - (default): reply for any local target IP address, configured	on any interface	1 - reply only if the target IP address is local address	configured on the incoming interface	2 - reply only if the target IP address is local address	configured on the incoming interface and both with the	sender's IP address are part from same subnet on this interface	3 - do not reply for local addresses configured with scope host,	only resolutions for global and link addresses are replied	4-7 - reserved	8 - do not reply for all local addresses	The max value from conf/{all,interface}/arp_ignore is used	when ARP request is received on the {interface}
 
 
 
 

 

 

arp_ignore:定義對(duì)目標(biāo)地址為本地IPARP詢問不同的應(yīng)答模式

0 - (默認(rèn)值): 回應(yīng)任何網(wǎng)絡(luò)接口上對(duì)任何本地IP地址的arp查詢請(qǐng)求 

1 - 只回答目標(biāo)IP地址是來訪網(wǎng)絡(luò)接口本地地址的ARP查詢請(qǐng)求 

2 -只回答目標(biāo)IP地址是來訪網(wǎng)絡(luò)接口本地地址的ARP查詢請(qǐng)求,且來訪IP必須在該網(wǎng)絡(luò)接口的子網(wǎng)段內(nèi) 

3 - 不回應(yīng)該網(wǎng)絡(luò)界面的arp請(qǐng)求,而只對(duì)設(shè)置的唯一和連接地址做出回應(yīng) 

4-7 - 保留未使用 

8 -不回應(yīng)所有(本地地址)的arp查詢

有關(guān)arp_announce的相關(guān)介紹:

arp_announce - INTEGER	Define different restriction levels for announcing the local	source IP address from IP packets in ARP requests sent on	interface:	0 - (default) Use any local address, configured on any interface	1 - Try to avoid local addresses that are not in the target's	subnet for this interface. This mode is useful when target	hosts reachable via this interface require the source IP	address in ARP requests to be part of their logical network	configured on the receiving interface. When we generate the	request we will check all our subnets that include the	target IP and will preserve the source address if it is from	such subnet. If there is no such subnet we select source	address according to the rules for level 2.	2 - Always use the best local address for this target.	In this mode we ignore the source address in the IP packet	and try to select local address that we prefer for talks with	the target host. Such local address is selected by looking	for primary IP addresses on all our subnets on the outgoing	interface that include the target IP address. If no suitable	local address is found we select the first local address	we have on the outgoing interface or on all other interfaces,	with the hope we will receive reply for our request and	even sometimes no matter the source IP address we announce.	The max value from conf/{all,interface}/arp_announce is used.	Increasing the restriction level gives more chance for	receiving answer from the resolved target while decreasing	the level announces more valid sender's information.

 

 

 

 

 

arp_announce:對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口上,本地IP地址的發(fā)出的,ARP回應(yīng),作出相應(yīng)級(jí)別的限制確定不同程度的限制,宣布對(duì)來自本地源IP地址發(fā)出Arp請(qǐng)求的接口 

0 - (默認(rèn)在任意網(wǎng)絡(luò)接口(eth0,eth1,lo)上的任何本地地址 

1 -盡量避免不在該網(wǎng)絡(luò)接口子網(wǎng)段的本地地址做出arp回應(yīng)當(dāng)發(fā)起ARP請(qǐng)求的源IP地址是被設(shè)置應(yīng)該經(jīng)由路由達(dá)到此網(wǎng)絡(luò)接口的時(shí)候很有用.此時(shí)會(huì)檢查來訪IP是否為所有接口上的子網(wǎng)段內(nèi)ip之一.如果改來訪IP不屬于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上的子網(wǎng)段內(nèi),那么將采用級(jí)別2的方式來進(jìn)行處理

2 - 對(duì)查詢目標(biāo)使用最適當(dāng)?shù)谋镜氐刂?/span>.在此模式下將忽略這個(gè)IP數(shù)據(jù)包的源地址并嘗試選擇與能與該地址通信的本地地址.首要是選擇所有的網(wǎng)絡(luò)接口的子網(wǎng)中外出訪問子網(wǎng)中包含該目標(biāo)IP地址的本地地址如果沒有合適的地址被發(fā)現(xiàn),將選擇當(dāng)前的發(fā)送網(wǎng)絡(luò)接口或其他的有可能接受到該ARP回應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口來進(jìn)行發(fā)送.

關(guān)于對(duì)arp_announce 理解的一點(diǎn)補(bǔ)充

 

Assume that a linux box X has three interfaces - eth0, eth1 and eth2. Each interface has an IP address IP0, 

IP1 and IP2. When a local application tries to send an IP packet with IP0 through the eth2.  Unfortunately, 

the target nodes mac address is not resolved. Thelinux box X will send the ARP request to know 

the mac address of the target(or the gateway). In this case what is the IP source address of the 

ARP request message? The IP0- the IP source address of the transmitting IP or IP2 - the outgoing

 interface?  Until now(actually just 3 hours before) ARP request uses the IP address assigned to 

the outgoing interface(IP2 in the above example) However the linuxs behavior is a little bit 

different. Actually the selection of source address in ARP request is totally configurable 

bythe proc variable arp_announce”  

If we want to use the IP2 not the IP0 in the ARP request, we should change the value to 1 or 2. 

The default value is 0 - allow IP0 is used for ARP request.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

其實(shí)就是路由器的問題,因?yàn)槁酚善饕话闶莿?dòng)態(tài)學(xué)習(xí)ARP包的(一般動(dòng)態(tài)配置DHCP的話),當(dāng)內(nèi)網(wǎng)的機(jī)器要發(fā)送一個(gè)到外部的ip包,那么它就會(huì)請(qǐng)求 路由器的Mac地址,發(fā)送一個(gè)arp請(qǐng)求,這個(gè)arp請(qǐng)求里面包括了自己的ip地址和Mac地址,而linux默認(rèn)是使用ip的源ip地址作為arp里面 的源ip地址,而不是使用發(fā)送設(shè)備上面的 ,這樣在lvs這樣的架構(gòu)下,所有發(fā)送包都是同一個(gè)VIP地址,那么arp請(qǐng)求就會(huì)包括VIP地址和設(shè)備 Mac,而路由器收到這個(gè)arp請(qǐng)求就會(huì)更新自己的arp緩存,這樣就會(huì)造成ip欺騙了,VIP被搶奪,所以就會(huì)有問題。  

arp緩存為什么會(huì)更新了,什么時(shí)候會(huì)更新呢,為了減少arp請(qǐng)求的次數(shù),當(dāng)主機(jī)接收到詢問自己的arp請(qǐng)求的時(shí)候,就會(huì)把源ip和源Mac放入自 己的arp表里面,方便接下來的通訊。如果收到不是詢問自己的包(arp是廣播的,所有人都收到),就會(huì)丟掉,這樣不會(huì)造成arp表里面無用數(shù)據(jù)太多導(dǎo)致 有用的記錄被刪除。  

在設(shè)置參數(shù)的時(shí)候?qū)rp_ignore 設(shè)置為1,意味著當(dāng)別人的arp請(qǐng)求過來的時(shí)候,如果接收的設(shè)備上面沒有這個(gè)ip,就不做出響應(yīng),默認(rèn)是0,只要這臺(tái)機(jī)器上面任何一個(gè)設(shè)備上面有這個(gè)ip,就響應(yīng)arp請(qǐng)求,并發(fā)送mac地址
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