负载均衡集群介绍，LVS介绍，LVS调度算法，LVS NAT模式搭建

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既能够认为是4层，也能够当作7层使用
• keepalived的负载均衡功能其实就是lvs
• lvs这种4层的负载均衡是能够分发TCP协议，web服务是80端口，除了分发80端口，还有其余的端口通讯的，好比MySQL的负载均衡，就能够用LVS实现，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy；haproxy也支持MySQL这种TCP负载均衡的
• 相比较来讲，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求，承载的并发量更高，而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求

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作的路由和转发，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作分发器（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 NAT模式

• 借助iptables的nat表来实现
• 用户的请求到分发器后，经过预设的iptables规则，把请求的数据包转发到后端的rs上去
• rs须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所有通过分发器，因此分发器成为瓶颈
• 在nat模式中，只须要分发器有公网ip便可，因此比较节省公网ip资源

LVS IP Tunnel模式

• 这种模式，须要有一个公共的IP配置在分发器和全部rs上，咱们把它叫作vip
• 客户端请求的目标IP为vip，分发器接收到请求数据包后，会对数据包作一个加工，会把目标IP改成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，由于全部rs上配置了这个vip，因此它会认为是它本身

LVS DR模式

• 这种模式，也须要有一个公共的IP配置在分发器和全部rs上，也就是vip
• 和IP Tunnel不一样的是，它会把数据包的MAC地址修改成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，由于全部rs上配置了这个vip，因此它会认为是它本身

LVS调度算法

• 轮询 Round-Robin rr
• 加权轮询 Weight Round-Robin wrr
• 最小链接 Least-Connection lc
• 加权最小链接 Weight Least-Connection wlc
• 基于局部性的最小链接 Locality-Based Least Connections lblc
• 带复制的基于局部性最小链接 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

经常使用的算法是前四种

LVS NAT模式搭建

准备工做

• 三台机器
• 分发器，也叫调度器（简写为dir）
• 内网：133.130，外网：142.147（vmware仅主机模式）
• rs1
• 内网：133.132，设置网关为133.130
• rs2
• 内网：133.133，设置网关为133.130
• 三台机器上都执行执行
• systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld
• systemctl start iptables-services; iptables -F; service iptables save

NAT模式搭建

• 在dir上安装ipvsadm
• yum install -y ipvsdam
• 在dir上编写脚本，vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh//内容以下

#! /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
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.133.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.132:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.133:80 -m -w 1

NAT模式效果测试

• 两台rs上都安装nginx
• 设置两台rs的主页，作一个区分，也就是说直接curl两台rs的ip时，获得不一样的结果
• 浏览器里访问192.168.142.147，多访问几回看结果差别

准备三台机器，一台做为分发器（内网：133.130，外网：142.147），另外两台是real server，分别为rs1（内网：133.132，网关为133.130）和rs2（内网：133.133，网关为133.130）

分发器增长一块网卡，查看网卡网段，因此设置IP192.168.142.147

而后查看是否ping通

三台机器配置好了以后，所有须要关闭防火墙

而后在rs1,rs2上安装iptables-services包，启动iptables服务

systemctl start iptables
 systemctl enable iptables

而后调用新规则，以避免默认规则影响实验效果；最后关闭selinux，最好修改下配置文件

安装ipvsadm工具

而后编写脚本，vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh，保存退出；而后执行该脚本sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh，脚本无输出表示无错误

$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s rr -p 3 #-A：=add，添加规则；-t：=tcp；-s 指定算法； -p：指定超时时间

在rs1和rs2上安装nginx，并分别修改主页内容

而后能够作测试，以下表示测试成功

扩展

lvs 三种模式详解

lvs几种算法

关于arp_ignore和 arp_announce

lvs原理相关的