基于LVS负载均衡的小米网站的实现

Posted 2020-10-13

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了基于LVS负载均衡的小米网站的实现相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

首先来了解一下什么是LVS？LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统。本项目在1998年5月由章文嵩博士成立，是中国国内最早出现的自由软件项目之一。其宗旨：

使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器.

很好的可伸缩性（Scalability）

很好的可靠性（Reliability）

很好的可管理性（Manageability）。

LVS有四种模式：Virtual Server via NAT(VS-NAT)、Virtual Server via Direct Routing(VS-DR)、TUN和full-nat（双向转换），其中NAT和DR这两种模式是最常用的，所以本实验将基于NAT和DR两种模式来实现。接下来介绍一下这两种模式的工作原理和实现过程。

LVS-NAT的工作原理：

(a). 当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为 VIP

(b). PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至 INPUT链

(c). IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，修改数据包的目标IP地址为后端服务器IP，然后将数据包发至 POSTROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为RIP

(d). POSTROUTING链通过选路，将数据包发送给Real Server

(e). Real Server比对发现目标为自己的IP，开始构建响应报文发回给Director Server。此时报文的源IP为RIP，目标IP为CIP

(f). Director Server在响应客户端前，此时会将源IP地址修改为自己的VIP地址，然后响应给客户端。此时报文的源IP为VIP，目标IP为CIP

环境准备：一台centos系统做LV-Server、另外两台为实现过基于LNMP的小米网站。

安装步骤：

1．yum install ipvsadm -y #在LVS-server安装lvs管理软件

2、grep -i -C 10 "ipvs" /boot/config-VERSION-RELEASE.x86_64，#查看内核是否支持 ipvs模块

3、iptables -F && setenforing 清空防火墙策略，关闭selinux

机器名	Ip配置	服务角色	备注
Lvs-server	VIP:172.17.254.117 DIP:192.168.47.132	负载均衡器	开启路由功能（VIP桥接、DIP仅主机）
Lnmp-server1	RIP:192.168.47.17	后端服务器	网关指向DIP（仅主机）
Lnmp-server2	RIP:172.168.47.107	后端服务器	网关指向DIP（仅主机）

实现过程：

（一）lvs-server的配置

1、ipvsadm -A -t 172.17.254.132:80 -s wrr #开启一个基于80端口的虚拟服务，调度方式为wrr

2、ipvsadm -a -t 172.17.254.132:80 -r 192.168.47.131:80 -m -w 1 #配置web服务后端real server 为nat工作方式权重为1

3、ipvsadm -a -t 172.16.254.132:80 -r 192.168.47.128:80 -m -w 1 #配置web服务后端real server 为nat工作方式权重为1

4、修改内核配置，开启路由转发

vim /etc/sysctl.conf 修改 net.ipv4.ip_forward=1 #sysctl -p 使其生效

（二）Lnmp-server的配置

配置网关指向192.168.47.132，开启web、php-fpm、mysql服务

（三）测试效果

1、首先在每个服务器上建立一个不同的内容，统一命名为index.html来测试负载均衡功能。

2、打开http://VIP/，并在director上用ipvsadm -L -n观察访问连接。

LVS-DR的工作原理：

(a) 当用户请求到达Director Server，此时请求的数据报文会先到内核空间的PREROUTING链。此时报文的源IP为CIP，目标IP为VIP

(b) PREROUTING检查发现数据包的目标IP是本机，将数据包送至 INPUT链

(c) IPVS比对数据包请求的服务是否为集群服务，若是，将请求报文中的源MAC地址修改为DIP的MAC地址，将目标MAC地址修改RIP 的MAC地址，然后将数据包发至POSTROUTING链。此时的源IP和目的IP均未修改，仅修改了源MAC地址为DIP的MAC地址，目标 MAC地址为RIP的MAC地址

(d) 由于DS和RS在同一个网络中，所以是通过二层来传输。 POSTROUTING链检查目标MAC地址为RIP的MAC地址，那么此时数据包将会发至Real Server。

(e) RS发现请求报文的MAC地址是自己的MAC地址，就接收此报文。处理完成之后，将响应报文通过lo接口传送给eth0网卡然后向外发出。此时的源IP地址为VIP，目标IP为CIP

(f) 响应报文最终送达至客户端

环境准备：一台centos系统做DR、另外两台为实现过基于LNMP的小米网站。

安装步骤：

1．yum install ipvsadm -y #在LVS-server安装lvs管理软件

2、grep -i -C 10 "ipvs" /boot/config-VERSION-RELEASE.x86_64，#查看内核是否支持 ipvs模块

3、iptables -F && setenforing 清空防火墙策略，关闭selinux

机器名	Ip配置	服务角色	备注
Lvs-server	VIP:172.17.253.1 DIP:172.17.253.243	负载均衡器	开启路由功能（VIP桥接）
Lnmp-server1	RIP:172.17.254.17	后端服务器	网关指向DIP（桥接）
Lnmp-server2	RIP:172.17.254.107	后端服务器	网关指向DIP（桥接）