负载均衡介绍LVS介绍算法介绍LVS_NAT负载均衡模式配置

Posted 2020-10-30

负载均衡

主流开源软件：LVS、keepalived、haproxy、nginx等；
OSI层：LVS（4）、nginx（7）、haproxy（4、7）；
keepalived的负载均衡功能其实就是lvs
LVS负载均衡可以分发除了80以外的其他端口通信，比如mysql，而nginx仅仅支持http、https、mail；

LVS介绍

最新版本：基于Linux内核2.6
常见三种模式：NAT、DR、IP Tunnel
LVS架构中有一个核心角色叫分发器（Load Balance），用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器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（dir）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（dir）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

dir双网卡，外网口设置公网ip，内网口设置内网ip
sr的网关指向dir内网ip
dir安装ipvsadm 创建脚本 运行脚本就ok

IP Tunnel模式

这种模式，需要有一个公共的IP配置在分发器（dir）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

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

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模式配置

准备

分发器，调度器（dir）：内网ip192.168.188.2，外网ip192.168.200.200（虚拟，仅主机模式）
rs1：内网ip192.168.188.3，网关192.168.188.2（网关指向分发器的ip）
rs2：内网ip192.168.188.6，网关192.168.188.2（网关指向分发器的ip）

防火墙设置

关闭SELinux

setenforce 0            //临时关闭
getenforce 0            //查看SELinux当前状态
vim /etc/selinux/config        //修改配置文件，永久关闭SELinux

关闭firewalld

systemctl stop firewalld            //停用firewalld
systemctl disable firewalld        //禁止firewalld

配置iptables

systemctl start iptables                //启用iptables
iptables -F                                    //清空配置
service iptables save                    //保存配置

安装与配置ipvsadm

yum install -y ipvsadm                    //安装ipvsadm

vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh            //创建vls_nat的shell脚本

#! /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，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 192.168.188.0/24 -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM=‘/usr/sbin/ipvsadm‘
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.200.200:80 -s lc -p 300            //其中lc为算法，-p 300 为300秒
$IPVSADM -a -t 192.168.200.200:80 -r 192.168.188.3:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.200.200:80 -r 192.168.188.6:80 -m -w 1

sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh            //执行脚本

测试

将sr1与sr2的nginx开启，编辑sr1的首页输出为sr1，编辑sr2的首页输出为sr2
由于sr1与sr2是使用yum安装的，vim /usr/share/nginx/html/index.html

ipvsadm -ln            //查看ipvsadm规则
curl 192.168.200.200        //测试是否随机访问SR1和sr2