负载均衡集群介绍..

12月20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

1.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（指的是网络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  
• haproxy 比较特殊，支持4层，也支持7层
• lvs这种4层的负载均衡是能够分发除80外的其余端口通讯的，好比MySQL的负载均衡，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL这种tcp的负载均衡的
• 相比较来讲，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求
• 而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需求

 

2.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）

• 这种模式借助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

• 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

• 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

 

3.LVS的调度算法

• 轮询 Round-Robin  rr  均衡分配，没有优劣之分
• 加权轮询 Weight Round-Robin wrr  权重分配，权重高一点的分配会多一点
• 最小链接 Least-Connection lc  把请求数少的服务的再分一些链接
• 加权最小链接 Weight Least-Connection wlc  定义最小链接，再加点权重
• 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
• 一共有8种，面试的时候可能会问到，必定要记住前面4种。

 

4.LVS NAT模式搭建（上）（下）

一：准备工做：

• 准备3台虚拟机器
• 一台作分发器，也叫调度器（简写为dir）  内网：133.130，外网：147.147（vmware仅主机模式）  
• 另外两台机器
• rs1机器  内网：133.132  设置网关为133.130  网关为分发器的内网ip
• rs2机器  内网：133.133  设置网关为133.130  网关为分发器的内网ip
• 三台机器上都执行执行  
• systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld  关闭防火墙
• yum install -y iptables.service 
• systemctl start  iptables.services; iptables -F; service iptables save 开启iptables ，清空规则并保存。
• 关闭selinux 

 

二：NAT模式搭建：

• 在dir分发器上安装ipvsadm  
• yum install -y ipvsdam  这是实现LVS的重要工具

• 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  设定为同网段的共同上网

# director设置ipvsadm

IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm' 设定LVS的规则

$IPVSADM -C 清空规则

$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s wlc -p 3  定义为NAT模式规则

$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

• 执行一下脚本，没有输出，那脚本就没有错误

三：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