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jlijian3/lvs-snat

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lvs-snat

版本说明
  1. lvs-snat已经移植到lvs-dpdk,见https://github.com/lvsgate/lvs-dpdk

  2. patches.lbg-lvs-v2是我厂负载均衡项目目前使用的版本,针对alibaba lvs-v2的补丁。完整的代码在 https://github.com/jlijian3/LVS/tree/lvs_v2 ,阿里的代码 https://github.com/alibaba/LVS/tree/lvs_v2

  3. 我们的入口负载均衡使用lvs-v2,出口网关有两种实现方案

    a) 使用iptables的SNAT,功能完善稳定,性能较差

    b) 基于lvs-v2开发的SNAT网关,类似iptables SNAT功能,性能非常好,性能相对iptables提升80%以上

  4. patches.lbg-lvs-v2/snat-gateway-lvs-v2.patch在阿里lvs-v2的fullnat基础上实现了支持多isp的snat网关

  5. patches.lbg-lvs-v3/lvs-v3-rps.patch在lvs-v3版本的基础上增加rps_framework,模拟万兆网卡flow director,以支持千兆网卡,因为lvs-v3需要fdir来支持并行化,完整的代码 https://github.com/jlijian3/LVS。

lvs-snat网关特性
  1. 支持源ip、目的ip、出口网卡、下一跳网关匹配,规则优先级匹配按照网络地址掩码位数由大到小
  2. 支持tcp、udp、icmp
  3. 增加redirect next hop功能,用于特殊选路需求和链路故障切换
  4. 性能非常好,根据lvs性能接近
  5. 目前不支持ipv6
  6. snat ip pool选择算法支持hash(sip),hash(sip,dip),hash(sip,dip,sport,dport)
  7. 兼容lvs原有功能,可以作为网关单独部署,也可以负载均衡部署在同一台机器,跟vs/nat,vs/fullnat等转发模式一起使用
  8. 请注意我们使用fwmark 1作为snat的开关,并不需要iptables配合使用

基于lvs-v2的snat网关安装方法

在alibaba 的lvs基础上打补丁

git clone git@github.com:alibaba/LVS.git
cd LVS
git checkout lvs_v2
patch -p1 < snat-gateway-lvs-v2.patch

#如果不想打补丁直接使用我们的完整代码
git clone https://github.com/jlijian3/LVS.git
cd LVS
git checkout lvs_v2

编译内核

make -j16
make modules_install
make install
init 6

安装keepalived ipvsadm

cd LVS/tools/keepalived
./configure --with-kernel-dir="/lib/modules/`uname -r`/build" --prefix=/usr/ --sysconfdir=/etc/
make
make install
cd ../ipvsadm
make
make install

ipvsadm配置方法

#下列是一个多isp的配置例子,网关和网卡用来区分链路,前提是路由要设置好
#添加fwmark为1的virtual service,开启snat网关服务,注意跟iptables没有关系
ipvsadm -A -f 1 -s snat_sched

#添加snat规则,来源网段192.168.40.0/24,下一跳网关是1.1.2.1,
#出口网卡是eth1的包,snat ip 1.1.2.100-1.1.2.110,ip选择算法random,随机选择
ipvsadm -K -f 1 -F 192.168.40.0/24 -W 1.1.2.1 --oif eth1 -U 1.1.2.100-1.1.2.110 -O random

#添加snat规则,来源网段192.168.40.0/24,下一跳网关是1.1.3.1,
#出口网卡是eth2的包,snat ip 1.1.3.100-1.1.3.110,ip选择算法sdh,哈希源ip目的ip
ipvsadm -K -f 1 -F 192.168.40.0/24 -W 1.1.3.1 --oif eth2 -U 1.1.3.100-1.1.3.110 -O sdh

#如果还有其他isp,类似的配置,前提是你要设置好各isp的路由,确定好出口网卡,这里不赘述

#网关重定向的例子,把下一跳是1.1.2.1的包,改到1.1.3.1,ip选择算法sh是源地址hash
#当1.1.2.1的链路故障,可以这样切换,不用删路由表
ipvsadm -K -f 1 -F 192.168.50.0/24 -W 1.1.2.1 -N 1.1.3.1 -U 1.1.3.100-1.1.3.110 -O sh

#不区分isp,忽略路由表,所有包都走一条链路,ip选择算法默认sdh
#单isp的网关这样配就可以了
ipvsadm -K -f 1 -F 192.168.0.0/16 -N 1.1.3.1 -U 1.1.3.100-1.1.3.110

#把内外机器的默认网关指向lvs的内网ip

keepalived配置方法

#fwmark 1只是开关,跟iptables一毛钱关系都没有,请关闭iptables
virtual_server fwmark 1 {
#192.168.40.0/24的按照多isp路由表走,多isp靠oif或者gw来区分
snat_rule {
    	from 192.168.40.0/24
    	gw 1.1.3.1
    	oif eth2
    	snat_ip 1.1.3.71-1.1.3.73
    	algo random
}   

snat_rule {
    from 192.168.40.0/24
    gw 1.1.2.1
    oif eth1
    snat_ip 1.1.2.71-1.1.2.73
    algo sdh
}
	
#其他网段的全部都走1.1.2.1吧,这里就不要写oif和gw了,我们只限制来源ip
snat_rule {
    from 192.168.0.0/16
    new_gw 1.1.2.1
    snat_ip 1.1.2.71-1.1.2.73
    algo sh
}

#注意,lvs-snat本身不做链路故障检测,它只是个4层转发的内核模块
#故障检测需要你自己写脚本完成,比如ping不通,再更改为下面这个配置
#链路故障恢复以后,还要恢复回原来的配置
#1.1.2.1链路故障,切到1.1.3.1吧,当然snat ip也要变
snat_rule {
    from 192.168.40.0/24
    gw 1.1.2.1
    oif eth1
    new_gw 1.1.3.1
    snat_ip 1.1.3.71-1.1.3.73
    algo sdh
}
}

iptables做snat网关的方法

如果不想用lvs做网关,直接使用iptables即可,不用安装lvs-v2内核,随便一个2.6.32的内核就ok

iptables SNAT配置方法

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.0/24 -o eth1 -j SNAT --to-source 1.1.2.100-1.1.2.102
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.100.0/24 -o eth2 -j SNAT --to-source 1.1.3.100-1.1.3.102 --persitent

#-s匹配内网网段,-o匹配出口网卡,多isp,多个上行网卡就有用了
#to-source可以是一个ip,也可以使连续的ip断,ip选择算法不是轮询,默认是hash(sip,dip)
# --persitent表示ip选择算法是hash(sip),就是一个内网ip固定一个出口ip

#同样,内网机器默认网关指向iptables所在机器的内网ip

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