基于 NAT（地址转换模式）构建 LVS 负载均衡

Posted 2022-10-12

LVS 基本配置详解请参考博文：https://blog.51cto.com/14227204/2436891

案例环境：

实现结果如下：

• 使用NAT模式的群集技术，LVS负载调度器是所有节点访问Internet的网关服务器，其200.0.0.1也作为整个群集的VIP地址。
• 使用轮询（rr）的调度算法。
• web1和web2先搭建web服务，分别准备不同的网页文件，供客户端访问，以此来确定client访问LVS服务器的200.0.0.1，可以访问到两台wbe服务器。
• 待client测试成功后，web1和web2便可以挂载NFS服务器提供的共享目录，以此来为client提供相同的网页文件。
  一、准备：
  1、先把网络调试至互通
  2、准备系统镜像和相关的软件包，以便搭建httpd服务，和安装相关工具。这里为了方便，便直接使用系统映像中的安装包来搭建httpd服务。
  3、配置防火墙策略放行流量（图个方便，我这里直接停掉了防火墙）
  二、配置负载调度器：
  开启路由转发功能：

  [root@localhost /]# vim /etc/sysctl.conf 
  ...................       // 省略部分
  net.ipv4.ip_forward = 1
  [root@localhost /]# sysctl -p
  net.ipv4.ip_forward = 1

  配置负载分配策略：

  [root@localhost /]# modprobe ip_vs                   # 加载 ip_vs 模块
  [root@localhost /]# cat /proc/net/ip_vs             # 查看版本信息，弹出如下所示，说明该模块已启动
  IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
  Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn

  ipvsadm 是在负载调度器上使用的 LVS 群集管理工具，通过调用 ip_vs 模块来添加、删除服务器节点，以及查看群集的运行状态（需要手动安装）。

  [root@localhost /]# yum -y install ipvsadm              # 安装 ipvsadm
  [root@localhost /]# ipvsadm -v                       # 查看版本信息
  ipvsadm v1.27 2008/5/15 (compiled with popt and IPVS v1.2.1)

  [root@localhost /]# ipvsadm -C                 # 清除原有策略
  [root@localhost /]# ipvsadm -A -t 200.0.0.1:80 -s rr           
  [root@localhost /]# ipvsadm -a -t 200.0.0.1:80 -r 192.168.1.10:80 -m -w 1
  [root@localhost /]# ipvsadm -a -t 200.0.0.1:80 -r 192.168.1.20:80 -m -w 1
  [root@localhost /]# ipvsadm-save            # 保存策略
  -A -t localhost.localdomain:http -s rr
  -a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.1.10:http -m -w 1
  -a -t localhost.localdomain:http -r 192.168.1.20:http -m -w 1
  [root@localhost /]# systemctl enable ipvsadm.service            # 设置为开机自启

  配置节点服务器：
  web1 配置：

  [root@localhost /]# yum -y install httpd              # 安装 http 服务
  [root@localhost /]# echo test1.com > /var/www/html/index.html            # 准备测试网页
  [root@localhost /]# systemctl start httpd               # 开启服务
  [root@localhost /]# systemctl enable httpd           # 开机自启

  web2 配置：

  [root@localhost /]# yum -y install httpd              # 安装 http 服务
  [root@localhost /]# echo test2.com > /var/www/html/index.html             # 准备测试网页
  [root@localhost /]# systemctl start httpd
  [root@localhost /]# systemctl enable httpd

  当然，在实际生产环境时，网页内容都是一样的，这里为了区分验证从实验的成功与否，我写了两个内容不同的测试文件。
  测试一下 LVS 是否在工作：
  
  刷新网页：
  
  三、NFS 共享存储服务：
  搭建 NFS 共享使两台web服务器共同挂载同一个NFS服务器共享的目录，以此来提供相同的网页文件。
  安装 nfs-utils、rpcbind 软件包：

  [root@localhost /]# yum -y install nfs-utils rpcbind        # 安装软件包
  [root@localhost /]# systemctl enable nfs                    # 设置为开机自启
  [root@localhost /]# systemctl enable rpcbind

  这两软件包我使用 rpm-qa 在Centos 7 上查看的时候是有的，具体这里本人也不是很清楚到底是不是安装系统时自带的，所以在做时还是敲一下这命令吧，以防万一嘛，如有大佬知道的，还烦请告知小弟。（拜谢）
  设置共享目录：

  [root@localhost /]# mkdir -p /opt/wwwroot              # 创建共享目录
  [root@localhost /]# vim /etc/exports                       # 修改 NFS 主配置文件
  /opt/wwwroot    192.168.2.0/24(rw,sync,no_root_squash)
  --rw：允许读写，ro 为只读
  --sync：表示同步写入
  --no_root_squash：当客户机以 root 身份访问时赋予本地的 root 权限（默认是 root_squash，将作为 nfsnobody 用户降权对待）
  [root@localhost wwwroot]# echo nfs.test.com > index.html            # 准备测试文件

  [root@localhost /]# systemctl restart rpcbind             # 重启服务使配置生效
  [root@localhost /]# systemctl restart nfs
  [root@localhost /]# showmount -e                        # 查看本机发布的共享目录
  Export list for localhost.localdomain:
  /opt/wwwroot 192.168.2.0/24

  在两台 web 主机上挂载 NFS 共享目录，并配置为开机自动挂载

  [root@localhost /]# mount 192.168.2.1:/opt/wwwroot /var/www/html/            # 在两台 web 主机上都执行此操作
  [root@localhost /]# df -hT /var/www/html/                  # 查看是否挂载成功
  Filesystem               Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
  192.168.2.1:/opt/wwwroot nfs4   50G  4.0G   47G   8% /var/www/html
  [root@localhost /]# vim /etc/fstab                          # 设为开机自动挂载
  192.168.2.1:/opt/wwwroot        /var/www/html   nfs     defaults,_netdev 0 0

  测试验证：
  
  .
  我们看到 NFS 上写的测试文件已经访问成功，但无论怎么刷新都不会变，这就说明 LVS 负载均衡也就成功了。

当LVS服务器重启后，LVS规则将会丢失，这就用到了备份，需要注意的是，备份时的主机名和恢复时的主机名必须一致，并且需要注意网卡优先的问题，否则在恢复后，会发现VIP（群集的虚拟IP）变成了LVS服务器的另一个IP地址

[root@localhost /]# ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm.bak            # 先备份一分
[root@localhost /]# ipvsadm -ln    #    查看
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@localhost /]# ipvsadm-restore <  /etc/sysconfig/ipvsadm.bak            # 恢复策略
[root@localhost /]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  200.0.0.1:80 rr                                          # 注意这里是否还是原来的 VIP
  -> 192.168.1.10:80              Masq    1      0          0         
  -> 192.168.1.20:80              Masq    1      0          0