负载均衡集群介绍LVS介绍LVS的调度算法LVS NAT模式搭建

Posted 2020-11-21

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

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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）

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

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

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

LVS的调度算法
?轮询 Round-Robin rr

?加权轮询 Weight Round-Robin wrr

?最小连接 Least-Connection lc

?加权最小连接 Weight Least-Connection wlc

?基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc

?带复制的基于局部性最小连接 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

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LVS NAT模式搭建

准备3台机器
A机器为分发器，也叫调度器（简写为dir）
A机器 192.168.177.7 外网地址为192.168.153.55

B机器 192.168.177.100
C机器 192.168.177.200
B机器和C机器的网关需要设置为192.168.177.7

关闭防火墙，三台机器执行如下的命令

systemctl stop firewalld
systemc disable firewalld
systemctl start  iptables
iptables -F
service iptables save
setenforce 0

分发器上安装ipvsdam
yum install -y ipvsdam

分发器上编辑脚本
vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

添加如下的内容``
#! /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，我的两个网卡分别为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 192.168.177.0/24 -j MASQUERADE
#director设置ipvsadm
IPVSADM=‘/usr/sbin/ipvsadm‘
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.153.55:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.153.55:80 -r 192.168.177.100:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.153.55:80 -r 192.168.177.200:80 -m -w 1

两台rs都需要安装rs，并且设置两台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
这是我的实验结果，成功分发
[[email protected] yang]# curl 192.168.153.55
backup backup this is backup.
[[email protected] yang]# curl 192.168.153.55
master master this is master
[[email protected] yang]# curl 192.168.153.55
backup backup this is backup.
[[email protected] yang]# curl 192.168.153.55
master master this is master
[[email protected] yang]# curl 192.168.153.55
backup backup this is backup.