LVS—DR模式

LVS—DR模式

LVS DR 模式详细简介

一、模式定义与核心原理

LVS DR（Direct Routing）模式，即直接路由模式，是 Linux Virtual Server（LVS）实现负载均衡的经典模式之一，工作于网络四层（传输层）。其核心原理为：客户端向负载均衡调度器（Director Server，简称 DS）发起请求，DS 接收到数据包后，仅修改数据包的目标 MAC 地址为后端真实服务器（Real Server，简称 RS）的 MAC 地址，源 IP 和目标 IP 地址保持不变，随后将数据包转发至 RS；RS 处理完请求后，直接将响应数据返回给客户端，无需再次经过 DS，实现了请求与响应路径的分离。

二、数据流走向详解

（一）请求阶段

1. 客户端（Client）发送请求，数据包的源 IP 为客户端 IP（CIP），目标 IP 为虚拟 IP（VIP，绑定在 DS 上），源 MAC 为客户端 MAC，目标 MAC 为 DS 的 MAC。

2. 数据包到达 DS 后，经过 PREROUTING 链进入内核，IPVS 模块判断请求属于集群服务，将目标 MAC 地址修改为后端某台 RS 的 MAC 地址，源 MAC 改为 DS 的 MAC，IP 地址不变，然后通过 POSTROUTING 链将数据包转发给对应的 RS。

（二）响应阶段

1. RS 接收到数据包后，由于目标 MAC 是自己的 MAC 地址，开始处理请求。处理完成后，RS 将响应数据包的源 IP 设置为 VIP（因为请求的目标 IP 是 VIP），目标 IP 设置为 CIP，源 MAC 为 RS 的 MAC，目标 MAC 为客户端 MAC。

2. 响应数据包直接从 RS 发送回客户端，不经过 DS。

为更直观呈现，可用流程图展示：

三、核心优势

1. 高吞吐量与低延迟：DS 仅负责请求调度，响应数据直接由 RS 返回客户端，减少了 DS 的处理压力，大幅提升系统的吞吐量和响应速度，能高效处理高并发请求。

2. 灵活的 IP 配置：RS 可以使用私有地址，降低成本；也可使用公网地址，满足特定的访问需求，网络部署更加灵活。

3. 良好的扩展性：通过增加 RS 的数量，可轻松扩展集群的处理能力，适应业务规模的增长。

4. 资源利用率高：由于 DS 负载轻，无需配置高性能设备，降低硬件成本，同时充分利用 RS 的计算资源。

四、典型使用场景

1. 大型网站与电商平台：在 “双十一” 等大促活动期间，面临海量用户访问，LVS DR 模式能快速分发请求，保障系统稳定运行，提升用户购物体验。

2. 内容分发网络（CDN）：用于将静态资源（如图片、视频、脚本文件等）缓存到分布在各地的 RS 上，用户请求时通过 DR 模式快速获取资源，加速网页加载速度。

3. 在线游戏服务器：游戏在线人数众多，对实时性要求高，DR 模式可实现高效的流量分发，确保游戏服务器稳定运行，减少玩家延迟卡顿现象。

4. 企业内部应用系统：企业内部的 ERP、OA 等系统，在多人同时访问时，LVS DR 模式能均衡负载，提高系统可用性和响应效率。

示例

环境配置

101 =nfs

102=web1

103=web2

104=lvs

105=客户端

配置lvs

[root@bogon ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@bogon network-scripts]# ls
ifcfg-ens160
[root@bogon network-scripts]# cp ifcfg-ens160 ifcfg-ens160:0
[root@bogon network-scripts]# ls
ifcfg-ens160  ifcfg-ens160:0
[root@bogon network-scripts]# vim ifcfg-ens160:0
[root@bogon network-scripts]# nmcli c reload
[root@bogon network-scripts]# nmcli c up ens160
连接已成功激活（D-Bus 活动路径：/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/3）
###编辑虚拟网卡配置地址为vip 192.168.10.172
[root@bogon network-scripts]# ipvsadm -A -t 192.168.10.172:80 -s wrr
[root@bogon network-scripts]# ipvsadm -a -t 192.168.10.172:80 -r 192.168.10.102 -g -w 1
[root@bogon network-scripts]# ipvsadm -a -t 192.168.10.172:80 -r 192.168.10.103 -g -w 1
[root@bogon network-scripts]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags-> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  192.168.10.172:80 wrr-> 192.168.10.102:80            Route   1      0          0         -> 192.168.10.103:80            Route   1      0          0         

配置web

[root@bogon ~]#  ip addr add 192.168.10.172/32 dev lo label  lo:0
[root@bogon ~]# ifconfig
[root@bogon ~]# ip route add local 192.168.10.172/32 dev lo[root@bogon ~]# vim /etc/rc.local #!/bin/bash
# THIS FILE IS ADDED FOR COMPATIBILITY PURPOSES
#
# It is highly advisable to create own systemd services or udev rules
# to run scripts during boot instead of using this file.
#
# In contrast to previous versions due to parallel execution during boot
# this script will NOT be run after all other services.
#
# Please note that you must run 'chmod +x /etc/rc.d/rc.local' to ensure
# that this script will be executed during boot.touch /var/lock/subsys/local
ip addr add 192.168.10.172/32 dev lo label lo:0
ip route add local 192.168.10.172/32 deb lo
~                                                  [root@bogon ~]# chmod +x /etc/rc.local 
###重启查看是否生效
[root@bogon ~]# vim /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.default.arp_announce=2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=1
[root@bogon ~]# sysctl -p

代码解释

# 添加一个回环接口别名，绑定IP地址192.168.10.172到lo:0
ip addr add 192.168.10.172/32 dev lo label  lo:0# 查看网络接口配置（ifconfig为旧版命令，推荐使用ip addr）
ifconfig# 添加一条本地路由规则，确保该IP地址的流量通过回环接口处理
ip route add local 192.168.10.172/32 dev lo# 编辑系统启动脚本，设置开机自动执行网络配置
vim /etc/rc.local #!/bin/bash
# THIS FILE IS ADDED FOR COMPATIBILITY PURPOSES
# ...（原有注释保持不变）...# 创建锁文件标记脚本已执行
touch /var/lock/subsys/local# 开机自动添加回环接口别名
ip addr add 192.168.10.172/32 dev lo label lo:0# 开机自动添加本地路由（注意：原命令中"deb"为拼写错误，已修正为"dev"）
ip route add local 192.168.10.172/32 dev lo# 赋予启动脚本执行权限
chmod +x /etc/rc.local ###重启查看是否生效# 编辑系统内核参数配置文件
vim /etc/sysctl.conf # ARP优化参数配置说明：
# arp_ignore=1: 仅在接收到的ARP请求所请求的IP地址
# 配置在接收网卡上时，才给予响应
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1# arp_announce=2: 总是使用最合适的本地地址来响应对端的ARP请求
# （确保从正确的网卡发送ARP响应）
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2# 对默认接口应用相同的ARP优化策略
net.ipv4.conf.default.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.default.arp_announce=2# 对回环接口应用ARP优化策略（注意：此处arp_announce设为1，
# 表示尽量使用合适的本地地址响应，与all/default的策略略有不同）
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=1# 使sysctl配置立即生效
sysctl -p

配置nfs

[root@bogon wwwroot]# vim /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)

在两台web上

[root@bogon html]# mount 192.168.10.101:/opt/wwwroot /var/www/html/

验证

[root@bogon html]# df -hT
文件系统                    类型      大小  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/openeuler-root  ext4      191G  1.9G  180G    1% /
devtmpfs                    devtmpfs  4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                       tmpfs     1.7G     0  1.7G    0% /dev/shm
tmpfs                       tmpfs     4.0M     0  4.0M    0% /sys/fs/cgroup
tmpfs                       tmpfs     675M  9.1M  666M    2% /run
tmpfs                       tmpfs     1.7G     0  1.7G    0% /tmp
/dev/nvme0n1p2              ext4      974M  174M  733M   20% /boot
192.168.10.101:/opt/wwwroot nfs4      191G  1.8G  180G    1% /var/www/html

客户端访问lvs

[root@localhost ~]# curl 192.168.10.172
web1
[root@localhost ~]# curl 192.168.10.172
web2