LVS负载均衡群集

Posted 2020-12-30

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了LVS负载均衡群集相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、群集、集群

Cluster，由多台主机构成，但对外只表现为一个整体

1.群集分类

负载均衡（Load Balancer）：提供服务器的响应和处理能力
高可用群集（High Available）：保障服务器的可靠性
高性能群集（High Performance Computer）：多个服务器资源整个为一个服务器(提高运算能力，如超级计算机、云环境)

2.集群结构

第一层、Web群集：LVS、Keepalived、Haproxy、nginx(upsteam)
第二层、数据库集群：主从复制、读写分离、MMMM(主主复制)、Heartbeat+DRBD+mysql高可用方案
第三层、存储集群：NFS+Keepalived+DRDB、HA-Cluster(红帽)、MFS(分布式文件系统)
第四层、缓存：memcache、nosql、nginx
第五层、代理：CDN、Squid、varnish
第六层、监控：AIDE、Zabbix
客户端访问顺序：客户端 --> 代理层 --> 缓存层 --> Web群集 --> 数据库群集 --> 存储集群

二、LVS（Linux Virtual Server）

1.概述

针对linux内核的负载均衡解决方案，将一组服务器构成一个实现可伸缩的、高可用网络服务的虚拟服务器。
LVS集群采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。
调度器具有很好的吞吐率，将请求均衡地转移到不同的服务器上执行，且调度器自动屏蔽掉服务器的故障，从而将一组服务器构成一个高性能的、高可用的虚拟服务器。
整个服务器集群的结构对客户是透明的，而且无需修改客户端和服务器端的程序。为此，在设计时需要考虑系统的透明性、可伸缩性、高可用性和易管理性。
1998年5月，该项目由我国的章文嵩博士创建，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。
一般由ipvsadm工具编写规则实现
官网：http://www.linuxvirtualserver.org/

modprobe ip_vs
//添加内核对lvs模块的支持
lsmod | grep ip_vs
//过滤查看是否加载lvs模块

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2.负载均衡群集三种模式

NAT：方便配置，负载调度器压力大(适用于内网环境，需做DNAT)
DR：NAT、TUN综合，但需做DNAT
TUN：缓解调度器压力，但每个服务器都需一个公网IP(Web分散全国各地，可加快访问)

3.LVS调度算法
轮询：依顺序将请求分发给Web（rr）
加权轮询：根据服务器性能、动态调整权值（wrr）
最小连接：根据服务器的连接数分发给Web（wlc）
加权最小连接：根据服务器的性能、最小连接数动态调整权值（wlc）
4.LVS使用ipvsadm工具实现
创建虚拟服务器
添加、删除服务器节点
查看群集及节点情况
保存负载均衡分配策略

5.LVS优缺点

优点
1.开源，免费
2.在网上能找到一些相关技术资源
3.具有软件负载均衡的一些优点
缺点
1.最核心的就是没有可靠的支持服务，没有人对其结果负责；
2.功能比较简单，支持复杂应用的负载均衡能力较差，如算法较少等；
3.开启隧道方式需重编译内核；
4.配置复杂；
5.主要应用于LINUX，目前没有专门用于WINDOWS的版本，不过可以通过配置，使windows成为LVS集群中的real server（win2003、win2008中）。

三、LVS-NAT

部署Web-1

1.配置IP地址

vim /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.10
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1

/etc/init.d/network restart

2.配置安装YUM

rm -rf /etc/yum.repos.d/*

vim /etc/yum.repos.d/local.repo
[local]
name=local
baseurl=file:///mnt
gpgcheck=0

mount /dev/cdrom /mnt

3.部署httpd

yum -y install httpd

echo "Web1" >/var/www/html/index.html

/etc/init.d/httpd start && chkconfig --level 35 httpd on

部署Web-2

1.配置IP地址

vim /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.20
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1

/etc/init.d/network restart

2.配置安装YUM

rm -rf /etc/yum.repos.d/*

vim /etc/yum.repos.d/local.repo
[local]
name=local
baseurl=file:///mnt
gpgcheck=0

mount /dev/cdrom /mnt

3.部署httpd

yum -y install httpd

echo "Web2" >/var/www/html/index.html

/etc/init.d/httpd start && chkconfig --level 35 httpd on

部署网关+LVS

需两块网卡，一块vmnet1、第二块桥接

1.配置IP

vim /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.1
NETMASK=255.255.255.0

cp /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth1

vim /etc/sysconfig/network-scrips/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=dhcp

/etc/init.d/network restart

2.配置安装YUM

rm -rf /etc/yum.repos.d/*

vim /etc/yum.repos.d/local.repo
[local]
name=local
baseurl=file:///mnt
gpgcheck=0

mount /dev/cdrom /mnt

yum -y install ipvsadm

modprobe ip_vs              //加载lvs模块

lsmod | grep ip_vs              //过滤查看是否加载lvs

3.开启路由转发

vim /etc/sysctl.conf
  net.ipv4.ip_forward = 1           //开启路由转发

sysctl -p

4.配置负载分配策略

/etc/init.d/ipvsadm stop            //清除原LVS规则

ipvsadm -A -t 192.168.12.149:80 -s rr       //指定192.168.12.149:80作为调度器，监听客户端请求

ipvsadm -a -t 192.168.12.149:80 -r 192.168.1.10:80 -m -w 1      //LVS使用NAT模式，将客户端192.168.1.10:80加入到调度器的Web集群中，权值设为1

ipvsadm -a -t 192.168.12.149:80 -r 192.168.1.20:80 -m -w 1      //LVS使用NAT模式，将客户端192.168.1.20:80加入到调度器的Web集群中，权值设为1

service ipvsadm save                //保存LVS规则

详解：

-A：添加一条新的记录，记录调度器地址和端口

-a：添加一条新的记录，记录真实服务器（这里指Web服务器）地址和端口

-t：指明调度器提供的是tcp服务

-s：指定算法；常用选项（rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq）

-r：指定真实服务器（这里指Web服务器）的地址和端口

-m：指定LVS的工作模式为NAT模式；还有-i（指定工作模式为TUN隧道模式）、-g（指定工作模式为DR直接路由模式）

-w：指定真实服务器（这里指Web服务器）的权值，值越大越优先分配

ipvsadm -L -n    //查看lvs规则

5.测试

IE:http://192.168.12.149

LVS-DR模式

环境：四台服务器，两台Web一块vmnet1，一台网关（两块网卡，第一块vmnet1、第二块桥接），一台LVS服务器（两块网卡都是vmnet1）

一、Web1节点配置

1.网络参数配置

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE="eth0"
NM_CONTROLLED="no"
ONBOOT="yes"
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.10
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1

cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.1.254
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

reboot

2.路由添加

route add -host 192.168.1.254 dev lo:0

echo "route add -host 192.168.1.254 dev lo:0" >>/etc/rc.local

3.内核参数配置

vim /etc/sysctl.conf
  8 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1    //定义对目标地址为本地IP的ARP询问不同的应答模式。不响应来自本地网卡的ARP请求
  9 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2    //对查询目标使用最适当的本地地址。使用lo:0地址回应ARP请求

sysctl -p

4.YUM源配置并安装软件包

rm -rf /etc/yum.repos.d/*

vim /etc/yum.repos.d/local.repo
[local]
name=local
baseurl=file:///mnt
gpgcheck=0

mount /dev/cdrom /mnt

yum -y install httpd && chkconfig --level 35 httpd on

5.测试页面准备

echo "Web1" >/var/www/html/index.html

6.启动服务

/etc/init.d/httpd start

二、Web2节点配置

1.网络参数配置

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE="eth0"
NM_CONTROLLED="no"
ONBOOT="yes"
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.20
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1

cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
IPADDR=192.168.1.254
NETMASK=255.255.255.255
ONBOOT=yes

reboot

2.路由添加

route add -host 192.168.1.254 dev lo:0

echo "route add -host 192.168.1.254 dev lo:0" >>/etc/rc.local

3.内核参数配置

vim /etc/sysctl.conf
  8 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
  9 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p

4.YUM源配置并安装软件包

rm -rf /etc/yum.repos.d/*

vim /etc/yum.repos.d/local.repo
[local]
name=local
baseurl=file:///mnt
gpgcheck=0

mount /dev/cdrom /mnt

yum -y install httpd

5.测试页面准备

echo "Web2" >/var/www/html/index.html

6.启动服务

/etc/init.d/httpd start && chkconfig --level 35 httpd on

三、LVS

两块网卡、都为仅主机模式

1.网络参数配置

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE="eth0"
NM_CONTROLLED="no"
ONBOOT="yes"
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1

cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE="eth1"
NM_CONTROLLED="no"
ONBOOT="yes"
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.254
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1

reboot

2.YUM源配置并安装软件包

rm -rf /etc/yum.repos.d/*

vim /etc/yum.repos.d/local.repo
[local]
name=local
baseurl=file:///mnt
gpgcheck=0

mount /dev/cdrom /mnt

yum -y install ipvsadm

modprobe ip_vs

echo "modprobe ip_vs" >>/etc/rc.local

lsmod | grep ip_vs

3.负载策略编写

/etc/init.d/iptables stop

/etc/init.d/ipvsadm stop

ipvsadm -A -t 192.168.1.254:80 -s rr

ipvsadm -a -t 192.168.1.254:80 -r 192.168.1.10:80 -g -w 1

ipvsadm -a -t 192.168.1.254:80 -r 192.168.1.20:80 -g -w 1

/etc/init.d/ipvsadm save && chkconfig --level 35 ipvsadm on

四、网关服务器

两块网卡、第一块vmnet1、第二块桥接模式

1.网络配置配置

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE="eth0"
NM_CONTROLLED="no"
ONBOOT="yes"
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.1
NETMASK=255.255.255.0

cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE="eth1"
NM_CONTROLLED="no"
ONBOOT="yes"
BOOTPROTO=dhcp

reboot

2.开启路由转发

vim /etc/sysctl.conf
 7 net.ipv4.ip_forward = 1

sysctl -p

3.编写防火墙规则

/etc/init.d/iptables stop

iptables -t nat -I PREROUTING -d 192.168.10.139 -i eth1公网接口) -p tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 192.168.1.254:80

/etc/init.d/iptables save && chkconfig --level 35 iptables on

五、测试

IE --> http://192.168.10.139

以上是关于LVS负载均衡群集的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

LVS负载均衡群集部署之——NAT模式的介绍及搭建步骤

LVS负载均衡群集与NAT模式LVS负载均衡部署

LVS负载均衡群集

一、群集、集群

1.群集分类

2.集群结构

二、LVS（Linux Virtual Server）

1.概述

2.负载均衡群集三种模式

3.LVS调度算法

4.LVS使用ipvsadm工具实现

5.LVS优缺点

三、LVS-NAT

部署Web-1

部署Web-2

部署网关+LVS

LVS-DR模式

一、Web1节点配置

二、Web2节点配置

三、LVS

四、网关服务器

五、测试