Linux负载均衡之lvs部署与配置

Posted 2020-06-14

 

  在上一节我们讲到了关于lvs的基本介绍，本节我们将会讲到关于lvs部署安装的相关细节，比如安装前的注意事项等等；

  Lvs是linux virtual server的缩写.虚拟的服务器.可以在Linux和unix实现负载均衡的软件.工作在内核层lvs是在linux内核中实现的.配置调度工具iplvs时,不能直接配置.需要使用ipvsadm工具或者使用keepalive软件来管理lvs.

一.部署前准备

1.1 在安装前首选需要了解几个与lvs相关的术语：

术语名称	含义
ipvs	lvs实现调度工具
ipvsadm	lvs管理管理程序
虚拟IP(virtual ip address)	简称VIP，Directory向客户端提供服务的ip，即对外提供服务的ip
实IP(real server ip address)	简称RIP，集群节点下面的IP,物理IP
Director（调度器）的IP	简称DIP，负载均衡器的IP
客户端的IP	简称CIP，客户端访问的IP

除此之外，keepalived也可以实现lvs管理和高可用

1.2 安装部署lvs管理程序：

ipvs主要实现对后端web调度，但不能直接管理lvs，所以需要安装ipvsadmn以实现对lvs的管理，如下所示

# yum install openssl openssl-devel popt popt-devel libnl-devel kenel-devel  

注意以上软件包为安装lvs，keepalived必须要的依赖包，其中 kenel-devel为内核包

二.部署安装lvs管理程序 

这里可以采用yum安装lvs管理程序，如下

# yum  ipvsadm  -y

安装好lvs管理程序之后，我们就可以配置lvs了，以实现lvs负载均衡了，这里由于没有使用keepalived来管理lvs，所以需要用到ipvsadm来配置lvs，关于ipvsadm的使用如下：

使用方法:

ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]] [-M netmask] [--pe persistence_engine]

参数	含义
-A	在内核的虚拟服务器表中添加一条新的虚拟服务器记录。也就是增加一台新的虚拟服务器
-E	编辑内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录
-D	删除内核虚拟服务器表中的一条虚拟服务器记录
-C	清除内核虚拟服务器表中的所有记录
-R	恢复虚拟服务器规则
-S	保存虚拟服务器规则，输出为-R 选项可读的格式
-a	在内核虚拟服务器表的一条记录里添加一条新的真实服务器记录。也就是在一个虚拟服务器中增加一台新的真实服务器
-e	编辑一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录
-d	删除一条虚拟服务器记录中的某条真实服务器记录

-L|-l	显示内核虚拟服务器表
-Z	虚拟服务表计数器清零（清空当前的连接数量等）
--set tcp tcpfin udp	设置连接超时值
--start-daemon	启动同步守护进程。他后面可以是master 或backup，用来说 明LVS Router 是master 或是backup。在这个功能上也可以采用keepalived 的 VRRP 功能。
--stop-daemon	停止同步守护进程
-t	指定虚拟服务器提供的是tcp 的服务，格式为：vip:port or rip:port
-u	指定虚拟服务器提供的是udp 的服务，格式为：vip:port or rip:port
-f	说明是经过iptables 标记过的服务类型
-s	指定使用的调度算法，有这样几个选项:rr|wrr|lc|wlc|lblc|lblcr|dh|sh|sed|nq,默认的调度算法是： wlc.
-p	持久稳固的服务。这个选项的意思是来自同一个客户的多次请求，将被同一台真实的服务器处理。timeout 的默认值为300 秒。
-M	netmask netmask persistent granularity mask

-r	指定真实的服务器以及服务，格式为:[Real-Server:port]
-g	指定LVS 的工作模式为直接路由模式（也是LVS 默认的模式）
-i	指定LVS 的工作模式为隧道模式
-m	指定LVS 的工作模式为NAT 模式
-w	指定真实服务器的权值
--mcast-interface interface	指定组播的同步接口，即心跳监测
-c	显示LVS 目前的连接 如：ipvsadm -L -c
--timeout	显示tcp tcpfin udp 的timeout 值 如：ipvsadm -L --timeout
--daemon	显示同步守护进程状态
--status	显示统计信息

--rate	显示速率信息
--sort	对虚拟服务器和真实服务器排序输出
--numeric -n	指定输出IP 地址和端口的数字形式

以上只是ipvsadm一部分参数含义信息，如有要更多参数信息可以使用期命令的帮助信息查看

三.配置lvs集群以实现负载均衡

这里只简单介绍下每个层次（DIP，RIP）的服务器配置，如下:

当lvs工作模式使用NAT模式时，如下图所示

相关DIR（负载均衡器），RIP(后端web server)相关配置示例如下:

DIR（即负载均衡器）代码脚本配置

#!/bin/sh
#
# Startup script handle the initialisation of LVS
# chkconfig: - 28 72
# description: Initialise the Linux Virtual Server for NAT
#
### BEGIN INIT INFO
# Provides: ipvsadm
# Required-Start: $local_fs $network $named
# Required-Stop: $local_fs $remote_fs $network
# Short-Description: Initialise the Linux Virtual Server
# Description: The Linux Virtual Server is a highly scalable and highly
#   available server built on a cluster of real servers, with the load
#   balancer running on Linux.
# description: start LVS of Nat
VIP=202.99.59.110      #指定lvs的VIP地址
RIP1=10.1.1.2        #指定后端webserver地址
RIP2=10.1.1.3
. /etc/rc.d/init.d/functions
start() {
         echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward               #开启路由转发功能
         echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects  #关闭icmp包重定向设置
         echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
         echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
         echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects
         /sbin/sysctl -p /dev/null 2>&1
         #Clear IPVS table
         /sbin/ipvsadm -C
         #set LVS
         /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
         /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -m -w 1
         /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -m -w 1
         echo "starting LVS-NAT Server is ok!"
}
  
stop() {
        echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
        echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects
        /sbin/sysctl -p >/dev/null 2>&1
        /sbin/ipvsadm -C
        echo "stopping LVS-NAT server is ok!"
}
 
 case "$1" in
  start)
        start
        ;;
  stop)
        stop
        ;;
  restart)
        stop
        start
        ;;
  status)
        /sbin/ipvsadm -Ln
        ;;
  *)
        echo "Usage: $1 {start|stop|restart|status}"
        exit 1
   esac

RIR（即后端真实server）代码脚本配置

LVS-Nat 模式的后端机器不需要配置.需要注意的是LVS-NAT模式需要将后端的web server即RIP的网关统一指定到DIR

的内网地址，即DIR的内网地址充当后端webserver的网关

tips： -g 表示使用DR方式，-m表示NAT方式，-i表示tunneling方式。

当lvs工作模式使用DR模式时，如下图所示

#！/bin/sh
 VIP=192.168.0.210
 RIP1=192.168.0.175
 RIP2=192.168.0.145
 . /etc/rc.d/init.d/functions
        
 start() {
         #Set the Virtual IP Address
         /sbin/ifconfig lo:0 $VIP netmask 255.255.255.255 broadcast  $VIP up   
         /sbin/route add -host $VIP dev lo:0
         #Clear IPVS Table
         /sbin/ipvsadm -C
         #Set Lvs   
         /sbin/ipvsadm -A -t $VIP:80 -s rr
         /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP1:80 -g
         /sbin/ipvsadm -a -t $VIP:80 -r $RIP2:80 -g
         #Run Lvs
         echo "LVS-DR server Start OK"
}
 stop() {
         /sbin/ipvsadm -C
         /sbin/ifconfig eth0:0 down
         echo "LVS-DR server Stopping OK"
         
       
       
         
         echo "Usage： $0 {start|stop}"
         exit 1
         esac

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