Linux 练习二 LVS的NAT模式

发布于：2025-03-29 ⋅ 阅读:(29) ⋅ 点赞:(0)

作业

要求：使用LVS的 NAT 模式实现 3 台 RS 的轮询访问。IP地址和主机自己规划。

节点规划

主机 角色 系统 网络 IP
client client redhat 9.5 仅主机 192.168.60.100/24
lvs lvs redhat 9.5 仅主机 NAT 192.168.60.200/24 VIP 192.168.23.8/24 DIP
nginx rs1 redhat 9.5 NAT 192.168.23.7/24
nginx rs2 redhat 9.5 NAT 192.168.23.17/24
nginx rs3 redhat 9.5 NAT 192.168.23.27/24

配置RS

RS需要配置为NAT模式，网关这里设置为 192.168.23.8

配置 RS1

 [root@localhost ~]# hostnamectl hostname rs1
 [root@localhost ~]# nmcli c modify ens160 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.23.7/24 ipv4.gateway 192.168.23.8 connection.autoconnect yes
 [root@localhost ~]# nmcli c up ens160
 ​
 # 安装nginx
 [root@rs1 ~]# dnf install nginx -y
 # 修改默认访问页
 [root@rs1 ~]# echo $(hostname -I) > /usr/share/nginx/html/index.html
 # 启动服务
 [root@rs1 ~]# systemctl start nginx
 # 测试
 [root@rs1 ~]# curl localhost
 192.168.72.7

配置 RS2

[root@localhost ~]# hostnamectl hostname rs2
[root@localhost ~]# nmcli c modify ens160 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.23.17/24 ipv4.gateway 192.168.23.8 connection.autoconnect yes
[root@localhost ~]# nmcli c up ens160

# 安装nginx
[root@rs1 ~]# dnf install nginx -y
# 修改默认访问页
[root@rs1 ~]# echo $(hostname -I) > /usr/share/nginx/html/index.html
# 启动服务
[root@rs1 ~]# systemctl start nginx
# 测试
[root@rs1 ~]# curl localhost
192.168.72.7

配置 RS3

 
 [root@server ~]# hostnamectl hostname rs3
 [root@server ~]# nmcli connection modify ens160 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.23.27/24 ipv4.gateway 192.168.23.8 connection.autoconnect yes 
 [root@server ~]# nmcli connection up ens160 
 ​
 ### 安装nginx
 [root@rs3 ~]# dnf install -y nginx
 # 修改默认访问页
 [root@rs3 ~]# echo &(hostname -I) > /usr/share/nginx/html/index.html 
 [1] 2339
 ​
 [1]+  Done                    echo
 [root@rs3 ~]# systemctl start nginx
 [root@rs3 ~]# curl localhost
 192.168.23.27

配置 LVS

修改虚拟网络

LVS 服务器第一块网卡采用仅主机模式，IP 地址为 192.168.60.200，第二块网卡采用 NAT 模式，IP 地址为 192.168.23.8。

这里我们先在VMware中将 网络适配器 改为仅主机模式，然后再添加一块 NAT 模式的网卡。

 [root@server ~]# hostnamectl hostname lvs
 ​
 ### 关闭防火墙
 [root@lvs ~]# systemctl stop firewalld.service
 ​
 [root@lvs ~]# ip a
 1: ...
 2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
     link/ether 00:0c:29:96:88:aa brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
     altname enp3s0
     inet 192.168.60.128/24 brd 192.168.60.255 scope global dynamic noprefixroute ens160
        valid_lft 1755sec preferred_lft 1755sec
     inet6 fe80::20c:29ff:fe96:88aa/64 scope link noprefixroute 
        valid_lft forever preferred_lft forever
 3: ens224: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
     link/ether 00:0c:29:96:88:b4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
     altname enp19s0
     inet 192.168.23.138/24 brd 192.168.23.255 scope global dynamic noprefixroute ens224
        valid_lft 1755sec preferred_lft 1755sec
     inet6 fe80::e817:bd6f:df08:c607/64 scope link noprefixroute 
        valid_lft forever preferred_lft forever
        
 # 查看网络连接设备名称，注意网卡名称和驱动名称是不一样的
 [root@lvs ~]# nmcli connection show
 NAME                UUID                                  TYPE     DEVICE 
 ens160              c1ddb566-f74f-3685-bcac-678da8f58efa  ethernet ens160 
 lo                  d2977d80-8552-47ec-95dd-a87b7809be47  loopback  lo   
 Wired connection 1  bfbd3c56-329a-38c2-89c1-bb9b514232a3  ethernet ens224 
 ​
 # 修改连接名称，以免每次都要输入'Wired connection 1'
 [root@lvs ~]# nmcli c modify 'Wired connection 1' connection.id ens224
 [root@lvs ~]# nmcli connection show
 NAME    UUID                                  TYPE      DEVICE 
 ens160  c1ddb566-f74f-3685-bcac-678da8f58efa  ethernet  ens160 
 ens224  bfbd3c56-329a-38c2-89c1-bb9b514232a3  ethernet  ens224 
 lo      d2977d80-8552-47ec-95dd-a87b7809be47  loopback  lo
 ​
 # 查看修改结果
 [root@lvs ~]# nmcli connection show
 NAME    UUID                                  TYPE      DEVICE 
 ens160  c1ddb566-f74f-3685-bcac-678da8f58efa  ethernet  ens160 
 ens224  bfbd3c56-329a-38c2-89c1-bb9b514232a3  ethernet  ens224 
 lo      d2977d80-8552-47ec-95dd-a87b7809be47  loopback  lo

软件安装

防止等会不能上外网，先把 ipvsamd 软件安装好。

 [root@lvs ~]# dnf install ipvsadm -y
 Updating Subscription Management repositories.
 Unable to read consumer identity
 Dependencies resolved.
 =======================================================================================
  Package            Architecture      Version               Repository            Size
 =======================================================================================
 Installing:
  ipvsadm            x86_64            1.31-6.el9            AppStream             54 k
 Transaction Summary
 =======================================================================================
 ...    
 Complete!

配置网卡

从 VMware 的 编辑 -> 虚拟网络适配器 选项中可以看到自己仅主机模式的子网IP，这里我的子网IP 为 192.168.60.0

 # 仅主机模式网卡
 [root@lvs ~]# nmcli c modify ens160 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.60.200/24 ipv4.gateway 192.168.60.2 ipv4.dns 223.5.5.5 connection.autoconnect yes
 [root@lvs ~]# nmcli c up ens160
 ​
 # NAT 模式网卡
 [root@lvs ~]# nmcli c modify ens224 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.23.8/24 ipv4.gateway 192.168.23.2 connection.autoconnect yes
 [root@lvs ~]# nmcli c up ens224 
 Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/5)

配置客户端

客户端的网络也采用仅主机模式，采用 60 网段

 [root@server ~]# hostnamectl hostname client
 [root@client ~]# nmcli c modify ens160 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.60.100/24 ipv4.gateway 192.168.60.2 ipv4.dns 223.5.5.5 connection.autoconnect yes
 [root@client ~]# nmcli c up ens160

启动服务

 # 直接启动服务会报错
 [root@lvs ~]# systemctl start ipvsadm.service 
 Job for ipvsadm.service failed because the control process exited with error code.
 See "systemctl status ipvsadm.service" and "journalctl -xeu ipvsadm.service" for details.
 # 需要保存当前的 IPVS 规则
 [root@lvs ~]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
 [root@lvs ~]# systemctl start ipvsadm.service

规则匹配

 # 此时客户端无法访问虚拟IP(VIP)，既无法访问到后端 RS 服务器
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 curl: (7) Failed to connect to 192.168.60.200 port 80: Connection refused
 # 但是在 LVS 服务器中可以访问到后端 RS 服务器
 [root@lvs ~]# curl 192.168.23.7
 192.168.23.7
 [root@lvs ~]# curl 192.168.23.17
 192.168.23.17
 [root@lvs ~]# curl 192.168.23.27
 192.168.23.27
 ​
 ### 进行 LVS 规则匹配
 ## 配置一条规则
 # -A 表示添加新的虚拟服务 -t 指定使用TCP连接(默认) 后面为当前 VIP 及端口 
 # -s rr 指定 负载均衡算法，rr 表示轮询，即轮流发送到所有真实服务器RS
 [root@lvs ~]# ipvsadm -A -t 192.168.60.200:80 -s rr
 ​
 ## 添加规则
 # -a 为存在的虚拟服务添加真实服务器RS -t 指定真实服务器RS的IP地址和端口 
 # -m 指定以 直接路由模式使用，表示LVS通过NAT转发流量到真正的服务 
 # -w 设置权重，表示该RS的负载均衡权重，用于 轮询策略  
 [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.60.200:80 -r 192.168.23.7:80 -m -w 1
 [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.60.200:80 -r 192.168.23.17:80 -m -w 2
 [root@lvs ~]# ipvsadm -a -t 192.168.60.200:80 -r 192.168.23.27:80 -m -w 3
 ​
 ## 查看规则列表
 [root@lvs ~]# ipvsadm -Ln
 IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
 Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
   -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
 TCP  192.168.60.200:80 rr
   -> 192.168.23.7:80              Masq    1      0          0         
   -> 192.168.23.17:80             Masq    2      0          0         
   -> 192.168.23.27:80             Masq    3      0          0
   
 # 配置好后重启服务
 [root@lvs ~]# systemctl restart ipvsadm.service

功能测试

 # 重启完成后再次通过客户端测试，发现不报错但是没有数据返回
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 ​
 ### 启用IP转发，即启用 IPv4 的 IP 转发功能(1启用，0禁用)
 # 将内核转发参数写进配置文件，重启后也能保持配置
 [root@lvs ~]# echo "net.ipv4.ip_forward=1" >> /etc/sysctl.conf 
 ​
 # 重新加载配置
 [root@lvs ~]# sysctl -p
 net.ipv4.ip_forward = 1
 ​
 ### 此时再进行访问，成功轮询
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 192.168.23.7
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 192.168.23.27 
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 192.168.23.17
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 192.168.23.7
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 192.168.23.27 
 [root@client ~]# curl 192.168.60.200
 192.168.23.17

IP 转发的作用

启用 IP 转发允许 Linux 主机在两个或多个网络之间转发数据包。这对于以下场景至关重要：

  • 路由器：使得 Linux 服务器可以作为路由器，转发数据包。

  • 负载均衡器：在 LVS 等负载均衡配置中，能够将客户端请求分发到后端真实服务器。

  • 网络安全：通常在 NAT（网络地址转换）场景中，需要 IP 转发来处理流量。

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