lvs负载均衡

lvs工作在内核中，当接收客户端请求，并没有将接收到的请求

送到用户程序空间，而是直接在内核进行转发到了后端服务器

 

lvs根据目标请求报文的目标ip和port将其转发至后端主机集群中的某一个

根据调度算法来分发至后端的某个主机，响应客户端请求

 

tcp协议应用在内核中，lvs不需要监听在套接字上面，文件数就没有限制

nginx和haproxy都要监听在套接字，有文件套接字限制

 

lvs支持tcp、udp、AH、EST、AH_EST、SCTP等诸多协议

 

实现lvs的NAT模型：

通过修改请求报文的的目标ip地址（同时可能会修改目标端口）至挑选

出RS的RIP地址实现转发

1、RS应该和DIP使用私网（内网）地址，且RS的网关要指向DIP

2、请求和响应报文都要经由director转发，极高的负载环境中，director

可能会成为性能瓶颈

3、支持端口映射      RS可以定义为8080

4、RS可以使用任意OS

5、RS的RIP和director的DIP必须在同一ip网络中（同一网段）

director：

　　VIP：客户端请求的IP（公网提供访问）172.16.118.249，eth0

　　DIP:使用内网与RS一起，192.168.23.2，eth1

具体配置：

[root@wadeson ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
HWADDR=00:0C:29:4D:19:A6
TYPE=Ethernet
UUID=e00a22ce-9c20-4495-896f-7323b984425e
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=172.16.118.249
GATEWAY=172.16.118.254
NETMASK=255.255.255.0

[root@wadeson ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
TYPE=Ethernet
UUID=e00a22ce-9c20-4495-896f-7323b984425e
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.23.2
NETMASK=255.255.255.0

由于需要在此主机上配置负载集群服务，需要安装ipvsadm：

yum -y install ipvsadm

 

后端RS配置：

　　RS1：192.168.23.4，eth0

　　RS2：192.168.23.5，eth1

具体配置：

到这里，所有关于ip网络的配置已经完成了，确保RS后端服务器的web服务已经可以正常访问了：

[root@wadeson ~]# curl http://192.168.23.4
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://192.168.23.5
<h1>test 192.168.23.5 html</h1>

然后开始在director上创建集群服务：

[root@wadeson ~]# ipvsadm -A -t 172.16.118.249:80 -s rr

　　ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler]

然后添加RS到集群中：

[root@wadeson ~]# ipvsadm -a -t 172.16.118.249:80 -r 192.168.23.4 -m   这里RS默认的端口为80，因为

支持端口映射，所以这里可以修改为8080

　　ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address

　　[-g|i|m] [-w weight] [-x upper] [-y lower]      -m为指定为NAT模式

查看列表信息：

[root@wadeson ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.118.249:80 rr  

-> 192.168.23.4:80 Masq 1 0 0

再次添加一个RS：

[root@wadeson ~]# ipvsadm -a -t 172.16.118.249:80 -r 192.168.23.5 -m
[root@wadeson ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.118.249:80 rr
-> 192.168.23.4:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.23.5:80 Masq 1 0 0

集群服务，RS配置已经完成，然后进行访问：

[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249
<h1>test 192.168.23.5 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249
<h1>test 192.168.23.5 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249
<h1>test 192.168.23.5 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.118.249:80 rr
-> 192.168.23.4:80 Masq 1 0 5
-> 192.168.23.5:80 Masq 1 0 5

负载均衡调度算法：

静态方法：仅根据算法本身进行调度

　　RR：round robin轮询（起点公平，一人一个）

　　WRR：weight RR加权的RR，能者多劳（根据权重分配）

　　SH：source hash源地址hash，实现session保持

　　　　将来自于同一ip的请求始终调度至同一RS

　　DH：destination hash目标地址hash（类似去缓存拿数据）

　　　　将对同一个目标的请求始终发往同一个RS

动态方法：根据算法及后端（RS）的当前负载状态进行调度

　　Overhand=负载，较小，就被挑选

　　LC：least connection（RS的连接最小就被调度到该台RS）

　　　　Overhand=Active*256+Inactive

　　WLC：weight least connection

　　　　Overhand=（Active*256+Inactive）/权重

　　SED：shortest expect delay最短期望延迟，算法WLC的改进

　　　　Overhand=（Active+1）*256/weight

　　NQ：never queue，SED的改进

　　LBLC：locality-based LC，即为动态的DH算法（如果请求的是

　　　　从来没有缓存过的数据，那么就发往RS负载较小的机子）

　　　　正向代理情形下的cache server调度

LBLCR：可以复制的LBLC

修改调度算法，将rr轮询算法改为sh：

[root@wadeson ~]# ipvsadm -E -t 172.16.118.249:80 -s sh
[root@wadeson ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.118.249:80 sh
-> 192.168.23.4:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.23.5:80 Masq 1 0 0

然后观察效果：

[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249:80
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249:80
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249:80
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249:80
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249:80
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# curl http://172.16.118.249:80
<h1>test 192.168.23.4 html</h1>
[root@wadeson ~]# ipvsadm -L -n
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.16.118.249:80 sh
-> 192.168.23.4:80 Masq 1 0 6      只有这一台响应
-> 192.168.23.5:80 Masq 1 0 0

将规则保存下来：

　　ipvsadm -S > /etc/sysconfig/ipvsadm

清空规则：

　　ipvsadm -C

删除定义的集群服务：

　　[root@wadeson ~]# ipvsadm -D -t 172.16.118.249:80

　　[root@wadeson ~]# ipvsadm -L -n
　　IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
　　Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
　　-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

ipvsadm -L：

-n：基于数据格式显示地址和端口

-c：显示connection状态

--states：显示统计的数据

--rate：显示速率

--sort：排序

--exact：显示精确值，不做单位换算