20180704

18.6 负载均衡集群介绍
18.7 LVS介绍
18.8 LVS调度算法
18.9/18.10 LVS NAT模式搭建
扩展
lvs 三种模式详解 http://www.it165.net/admin/html/201401/2248.html
lvs几种算法 http://www.aminglinux.com/bbs/thread-7407-1-1.html
关于arp_ignore和 arp_announce http://www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
lvs原理相关的 http://blog.csdn.net/pi9nc/article/details/23380589

1. 负载均衡集群介绍

主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等

LVS属于4层(网络OSI 7层模型)
Nginx属于7层
haproxy既可以认为是4层,也可以当做7层使用

keepalived的负载均衡功能其实就是lvs

lvs这种4层的负载均衡是可以分发除80外的其他端口通信的,比如MySQL的
而nginx仅仅支持http,https,mail
haproxy也支持MySQL这种

相比较来说,LVS这种4层的更稳定,能承受更多请求,而nginx这种7层的更灵活,能实现更多的个性化需求

2. 18.7 LVS介绍

LVS由国人章文嵩开发
流行度不亚于apache的httpd,基于TCP/IP做的路由和转发,稳定性和效率很高
LVS最新版本基于Linux内核2.6,有好多年不更新了
LVS有三种常见的模式:NAT、DR、IP Tunnel
LVS架构中有一个核心角色叫做分发器(Load balance),它用来分发用户的请求,还有诸多处理用户请求的服务器(Real Server,简称rs)

NAT模式

这种模式借助iptables的nat表来实现
用户的请求到分发器后,通过预设的iptables规则,把请求的数据包转发到后端的rs上去
rs需要设定网关为分发器的内网ip
用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器,所以分发器成为瓶颈
在nat模式中,只需要分发器有公网ip即可,所以比较节省公网ip资源

IP Tunnel模式

这种模式,需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上,我们把它叫做vip
客户端请求的目标IP为vip,分发器接收到请求数据包后,会对数据包做一个加工,会把目标IP改为rs的IP,这样数据包就到了rs上
rs接收数据包后,会还原原始数据包,这样目标IP为vip,因为所有rs上配置了这个vip,所以它会认为是它自己

DR模式

这种模式,也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上,也就是vip
和IP Tunnel不同的是,它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址
rs接收数据包后,会还原原始数据包,这样目标IP为vip,因为所有rs上配置了这个vip,所以它会认为是它自己

3 LVS调度算法

轮询 Round-Robin rr
加权轮询 Weight Round-Robin wrr
最小连接 Least-Connection lc
加权最小连接 Weight Least-Connection wlc
基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc
带复制的基于局部性最小连接 Locality-Based Least Connections with Replication lblcr
目标地址散列调度 Destination Hashing dh
源地址散列调度 Source Hashing sh

4. LVS NAT模式搭建

准备工作

克隆
改IP
hostnamectl set-hostname linux-3

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

三台机器

  • 分发器,也叫调度器(简写为dir)
    内网:192.10,外网(模拟):130.147(vmware仅主机模式)
  • rs1
    内网:192.20,设置网关为192.10
  • rs2
    内网:192.30,设置网关为192.10

三台机器上都执行执行

systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld
yum install -y iptables-services
systemctl enable iptables
systemctl start iptables
iptables -nvL
iptables -F
service iptables save
setenforce 0
vim /etc/selinux/config

设置网关为机器1的IP
route -n查看网关

在dir上安装ipvsadm

yum install -y ipvsdam
在dir上编写脚本,vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
内容如下

#! /bin/bash
# director 服务器上开启路由转发功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 关闭icmp的重定向
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
# 注意区分网卡名字,阿铭的两个网卡分别为ens33和ens37
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects
# director 设置nat防火墙
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
# 让同网段内网可以联网
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.192.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.130.147:80 -s lc -p 3
# -p 指定超时时间. 试验中去掉-p参数
$IPVSADM -a -t 192.168.130.147:80 -r 192.168.192.20:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.130.147:80 -r 192.168.192.30:80 -m -w 1
# -r: real server ip, -w: 设置权重

运行脚本
sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

iptables -t nat -nvL
ipvsadm -ln

curl 192.168.130.147

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