负载均衡集群介绍、LVS介绍、LVS调度算法、LVS NAT模式搭建

7月4日任务

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

 

18.6 负载均衡集群介绍

主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等

其中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，能承受更多的请求，而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求

 

18.7 LVS介绍

LVS是由国人章文嵩开发
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）

LVS常见的三种模式：NAT、DR、IP Tunnel

1、LVS 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。

 

2、LVS 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。

 

3、LVS 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。

 

18.8 LVS调度算法

LVS调度算法有以下几种，前面4种是用的最多的。

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

 

18.9/18.10 LVS NAT模式搭建

需要准备3台机器，分别为A、B、C，以前做实验已经有了2台，现在只需要再克隆一台并修改IP地址就可以了。 

A机器为分发器，也叫调度器（简写为dir），B和C机器是rs，用来处理用户请求的服务器。

1、网段分配

A机器设置2个网卡，ens33为内网192.168.52.128，ens37为外网（虚拟机仅主机模式）192.168.228.118

[root@jimmylinux-001 ~]# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens37

TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV4_DNS_PRIORITY=100
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=no
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
IPV6_DNS_PRIORITY=100
NAME=ens37
DEVICE=ens37
ONBOOT=no
IPADDR=192.168.228.118
PREFIX=24
ZONE=

B机器设置一个网卡，ens33为内网192.168.52.129，网关必须是A机器的内网IP 192.168.52.128

C机器设置一个网卡，ens33为内网192.168.52.130，网关必须是A机器的内网IP 192.168.52.128

2、3台机器都需要关闭firewalld和selinux

3、在A机器上面安装ipvsadm工具，这个是实现LVS功能的重要工具。

[root@jimmylinux-001 ~]# yum install -y ipvsadm

同时需要在A机器上编写脚本

[root@jimmylinux-001 ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh  执行脚本命令，如果没有任何输出信息表示没有问题。

4、测试实验结果

两台rs上都安装nginx
设置两台rs的主页，做一个区分，也就是说直接curl两台rs的ip时，得到不同的结果。
浏览器里访问192.168.228.118 多访问几次看结果差异

 

也可以使用curl命令进行测试