11.4.5 LVS负载均衡常见工作模式总结以及ipvsadm

	NAT	TUN	DR
RS	any	Tunneling	Non-arp device
RS network	private	LAN/WAN	LAN
RS number	low(10-20)	High（100）	High（100）
RS gateway	load balancer	own router	Own router
优点	端口转换	WAN	性能最好
缺点	性能瓶颈	支持隧道	不支持跨网段

  

lvs-nat与lvs-fullnat：
    请求和响应报文都经由Director
    lvs-nat：RIP的网关要指向DIP
    lvs-fullnat：RIP和DIP未必在同一IP网络，但要能通信
lvs-dr与lvs-tun：
    请求报文要经由Director，但响应报文由RS直接发Client
    lvs-dr：通过封装新的MAC首部实现，通过MAC网络转发
    lvs-tun：通过在原IP报文外封装新IP头实现转发，支持远距离通信

LVS 调度算法

ipvs scheduler：根据其调度时是否考虑各RS当前的负载状态
分为两种：静态方法 动态方法

静态方法

仅根据算法本身进行调度
1.RR：roundrobin 轮训
2.WRR：weighted RR 加权轮训
3.SH：Source Hashing 源地址hash 可以实现session sticky
    将来自于同一个IP地址的请求始终转发往第一次跳中的RS，从而实现会话绑定
4.DH：Destination Hashing 目标地址hash，
    第一次轮训调度至RS，后续将发往同一个目标地址的请求始终转发至第一次挑中的RS，典型应用场景：Web缓存

动态方法

主要根据每台RS当前的负载状态及调度算法进行调度Overhead=value较小的RS将被调度
1.LC Least connections 适用于长连接应用
    overhead=activeconns*256+inactiveconns
2.WLC weighted LC 默认调度算法，比较常用
    overhead=（activeconns*256+inactiveconns）/weight
3.SED shortest expection delay 初始连接高权重优先，只检查活动连接，而不考虑非活动连接
    overhead=（activeconns+1）*256/weight
4.NQ Never Queue 第一轮rr，后续SED 
5.LBLC locality-based lc 动态的DH算法，使用场景：根据负载均衡状态实现正向代理，实现Web cache等
6.LBLCR LBLC with replication ,带复制功能的LBLC，解决LBLC负载不均衡问题，从负载中的复制到负载轻的RS，实现web cache

其它调度算法

内核4.15版本后新增调度算法：FO OVF

LVS软件包组成

ipvsadm：
程序包：ipvsadm（LVS管理工具）
 Unit File: ipvsadm.service
 主程序：/usr/sbin/ipvsadm
 规则保存工具：/usr/sbin/ipvsadm-save
 规则重载工具：/usr/sbin/ipvsadm-restore
 配置文件：/etc/sysconfig/ipvsadm-config
 grep -i -C 10 "ipvs" /boot/config-3.10.0-957.el7.x86_64
 #查看内核是否支持IPVS

ipvsadm

yum install ipvsadm -y

lvs命令使用

-t 表示为tcp服务
-u 表示为udp服务
-s --scheduler 使用的调度算法， rr | wrr | lc | wlc | lblb | lblcr | dh | sh | 
sed | nq 默认调度算法是 wlc
ipvsadm -A -t 192.168.1.2:80 -s wlc
-a --add-server #在服务器表中添加一条新的真实主机记录
-t --tcp-service 说明虚拟服务器提供tcp服务
-u --udp-service 说明虚拟服务器提供udp服务
-r --real-server 真实服务器地址
-m --masquerading 指定LVS工作模式为NAT模式
-w --weight 真实服务器的权值
-g --gatewaying 指定LVS工作模式为直接路由器模式（也是LVS默认的模式）
-i --ip 指定LVS的工作模式为隧道模式
-p 会话保持时间，定义流量呗转到同一个realserver的会话存留时间
ipvsadm -a -t 192.168.1.2:80 -r 192.168.2.10:80 -m -w 1

-E –edit-service 编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-D –delete-service 删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录。
-C –clear 清除内核虚拟服务器表中的所有记录。
-R –restore 恢复虚拟服务器规则
-S –save 保存虚拟服务器规则，输出为-R 选项可读的格式
-e –edit-server 编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-d –delete-server 删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-L|-l –list 显示内核虚拟服务器表
--numeric, -n：以数字形式输出地址和端口号
--exact：扩展信息，精确值
--connection，-c：当前IPVS连接输出
--stats：统计信息
--rate ：输出速率信息
参数也可以从/proc/net/ip_vs*映射文件中查看
-Z –zero 虚拟服务表计数器清零（清空当前的连接数量等）

ipvsadm -A|E -t|u|f virutal-service-address:port [-s scheduler] [-p [timeout]] 
[-M netmask]
修改VIP为192.168.1.2的LVS中 http服务的调度算法为Round Robin 
ipvsadm –E –t 192.168.1.2:80 –s rr
ipvsadm -D -t|u|f virtual-service-address
删除VIP为192.168.1.2的Service 
ipvsadm -D -t 192.168.1.2:80 
ipvsadm -a|e -t|u|f service-address:port -r real-server-address:port [-g|i|m] 
[-w weight]
修改RS权重为3 ipvsadm -e -t 192.168.1.2:80 -r 192.168.1.3 –g -w 3
ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address
删除一个RS：ipvsadm -d -t 192.168.1.2:80 -r 192.168.1.3:80
ipvsadm -L|l [options]
ipvsadm -Z [-t|u|f service-address]
ipvsadm -C
ipvsadm -R
ipvsadm -S [-n]

LVS规则保存和加载

保存：建议保存至/etc/sysconfig/ipvsadm
    ipvsadm-save > /PATH/TO/IPVSADM_FILE
    ipvsadm -S > /PATH/TO/IPVSADM_FILE
    systemctl stop ipvsadm.service
 重载：
    ipvsadm-restore < /PATH/FROM/IPVSADM_FILE
    ipvsadm -R < /PATH/FROM/IPVSADM_FILE
    systemctl restart ipvsadm.service