LVS的NAT模型建立

LVS的NAT模型建立
一、 LVS的NAT模型拓扑图
客户端请求时，请求报文时通过director来改变目标ip实现转发。（经过director时目标ip由VIP改为RIP，但是请求报文从director出来时，还是由DIP所在的网卡接口出去的。）
报文流向：1->2->3
1的源地址是CIP，目标地址是director的VIP。
2的源地址是CIP，目标地址是director的RIP。

图一

服务器端回应时，响应报文时通过director改变源ip实现转发。（经过director时，源ip由RIP改为VIP）
报文流向：1->2->3
1的源地址是RIP，目标地址是director的CIP。
2的源地址是VIP，目标地址是director的CIP。

图二

二、 LVS-NAT模型内容解析
1、请求报文时，报文必须经过director，才能达到负载均衡的效果。同时在director上修改目标ip实现转发。响应报文时，在director上修改源ip实现转发。
2、 Director的DIP和各real server的RIP必须在同一个物理网段中，并且RIP的网关要指向DIP。
3、支持端口映射。
4、 NAT模型中一般VIP是公网地址，DIP和RIP一般是私网地址。使用NAT模型主要的目的是隐藏服务器ip。

三、演示环境规划（系统red hat 6.8）
Director（bridge，eth0,eth1）：
VIP，eth0 ：172.16.100.9
DIP，eth1 ：192.168.20.1
Real server 1（vmnet2，eth0）
RIP，eth0 ：192.168.20.7
Real server 2（vmnet2，eth0）
RIP，eth0 ：192.168.20.8

四、设置lvs-nat模型的演示步骤。（NAT模型支持端口映射。
1 配置director的vip和dip，配置完后重启网络。
配置director服务器eth0（或eno16777736）网卡的VIP为172.16.100.9（下面是centos7，centos7网卡名为eno16777736即为centos6.8的eth0）。

查看系统的网卡名ifconfig –a（centos7的两个网卡名为eno16777736和eno33554992）。

配置director的eth1（或eno33554992）网卡DIP为192.168.20.1，DIP为私网地址，不需要网关，我们不打算用这个做路由。 VIP配置完后配置DIP，可以直接用cp复制vip的配置文件到DIP配置文件再进行修改（变化的有IPADDR,NETMASK,NAME,DEVICE，去掉GATEWAY和UUID）。

配置完之后重启网络：
Centos7

Centos6.8

配置完重启网络后查看VIP和DIP配置。

2 检查yum源并安装（安装yum的目的是为了安装ipvsadm套件）。
先利用yum grouplist查看yum的安装情况，再安装yum源。在封闭式网络或是OS是Red hat的话，有可能会没办法载入yum套件(Red Hat要钱的)，在Linux的command mode下yum grouplist检查，若没有的话会显示不了套件列表，无法安装必要套件。（蓝色是新能厂商步骤）

先把ISO镜像放到director的/tmp目录下再挂载，之后安装yum源。

设定挂载位置
mkdir –p /media/cdrom
挂载到指定位置

【此为马哥挂载】

mount -t iso9660 -o loop rhel-server-6.8-x86_64-dvd.iso /media/cdrom 【此为新能厂商挂载】

设定开机即挂载
vim /etc/fstab
/tmp/rhel-server-6.8-x86_64-dvd.iso /media/cdrom iso9660 defaults,ro,loop 0 0

进入yum文件夹
cd /etc/yum.repos.d/

新增读取的yum源
vim dvd.repo

dvd.repo内容:
[dvd-source]
name=RHEL 6.8 dvd repo
baseurl=file:///media/cdrom
enabled=1
gpgcheck=0

清掉系统yum暂存以及重新建立
yum clean all
yum makecache
yum install –y "subscription-manager-gui"

检查是否成功，成功的话会显示列表
yum grouplist

从yum安装，所以务必将yum安装完毕

中文语言包
yum groupinstall "Chinese Support"
开发者工具
yum groupinstall "development tools"
vim(好用的Linux档案编辑工具)
yum install vim

3 安装ipvsadm套件。
直接yum install ipvsadm

或者利用rpm –ivh安装ipvsadm

4 配置real server的RIP（eth0）分别为192.168.20.7，192.168.20.8（RIP的网关指向DIP192.168.20.1），之后重启网络。

进入real server（两个都要配）网卡配置（配置RIP）文件中进行编辑：

IPADDR=192.168.20.7
GATEWAY=192.168.20.1
NETMASK=255.255.255.0

重启real server网络
~] service network restart

在real server上ping DIP192.168.20.1检查是否通。

5 测试lvs功能，先让两个real server的web界面不同。编辑两个real server的/var/www/html/index.html文件，内容如下。
<h1>Test Page on real server 1</h1>

启动两个real server的httpd服务。
~] service httpd start

先自己手动直接请求real server的web界面，看内容。

6 确保director的iptables关闭。因为ipvsadm和iptables很难共存（iptables包括iptables –Ln ,iptables –L –n –t nat,iptables –L –n –t mangle都要清理掉），如果要共存，需要精心设计应用机制才能实现。

在director上，centos6直接
~] service iptables stop
或者
~] iptables –F
~] iptables –S > /etc/sysconfig/ipvsadm
7 开启director的IP_FORWARD。
打开 /etc/sysctl.conf
~] vim /etc/sysctl.conf
设定net.ipv4.ip_forward =1,存档

8 在director上定义ipvsadm规则（ipvsadm中-A是定义规则，-t是定义tcp，因为演练的http服务是基于tcp服务的，-s指明调度器调度算法，集群类型在添加real server中指定）。【nat集群在添加real server时可以利用端口映射实现集群服务。】实现集群只需要定义一个集群和添加real server即可完成。即下面的one two两步骤就可以。
One：先定义一个集群。

Two：添加两个real sever。

上面内容解释：
Forward时转发，Masq是基于nat模型。
Weight：权重，rr不用指定权重，默认是1.
ActiveConn：当前服务器上的活动连接数。
InActConn：当前服务器上的非活动连接数。

五、ipvsadm用法介绍。Ipvsadm的编辑，增加修改删除等操作。
1 Ipvsadm的保存。
先查看安装ipvsadm生成的有哪些文件（director是centos7）。我们保存的ipvsadm规则在/usr/lib/systemd/system/ipvsadm.service文件中。

查看ipvsadm保存文件。

上面的ipvsadm规则定义和添加完real server后，保存ipvsadm规则到ipvsadm规则保存文件中（规则保存文件为/etc/sysconfig/ipvsadm）。
ipvsadm –S > /etc/sysconfig/ipvsadm

2 ipvsadm释放如果恢复规则可以使用（ipvsadm –R < /etc/sysconfig/ipvsadm）来让ipvsadm保存文件的规则恢复至ipvsadm规则中。

3清除ipvsadm规则。如果不需要规则可以清规则（ipvsadm -C）。

4 修改ipvsadm规则（ipvsadm –E、ipvsadm -e）。-E是修改director，-e是修改real server部分。但是-E和-e都是在director上操作。
示例（ipvsadm -E），把ipvsadm规则中的rr算法改为sh算法，如下。

示例（ipvsadm -e），把ipvsadm后端的real server的http服务的端口由80改为8080，如下。
One：先改real server的端口由80改为8080（在real server上执行）。

Two：重启real server的http服务（real server上执行）。

Three：在director上修改ipvsadm的real server的端口映射，后端的real server的端口由80改为8080（在director上执行）（ipvsadm -e）。（可以直接用ipvsadm –e修改，也可以通过保存文件修改再重载保存文件两种方式去修改real server的信息。）