负载均衡集群LVS介绍及调度算法LVS NAT模式搭建

Posted

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了负载均衡集群LVS介绍及调度算法LVS NAT模式搭建相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

负载均衡集群介绍

主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx
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

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)

LVS NAT模式
技术分享图片
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。

LVS IP Tunnel模式
技术分享图片
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
技术分享图片
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

LVS NAT模式搭建

NAT模式搭建 – 准备工作
三台机器 分发器,也叫调度器(简写为dir)
内网:218.130,外网:194.128(vmware仅主机模式) rs1
内网:218.129,设置网关为192.168.218.2 rs2
内网:218.131,设置网关为192.168.218.2
三台机器上都执行执行
systemctl stop firewalld;
systemctl start iptables-services; iptables -F; service iptables save

在dir上安装ipvsadm
yum install -y ipvsdam

在dir(分发器)上编写脚本
[[email protected] ~]# vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
#! /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,我这里的两个网卡分别为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 192.168.64.0/24 -j MASQUERADE
// director设置ipvsadm规则
IPVSADM=‘/usr/sbin/ipvsadm‘
$IPVSADM -C
// -C=clear,清除规则
$IPVSADM -A -t 192.168.64.151:80 -s rr
// -A:=add,添加规则,定义算法的规则;
// -t:分发器ip(外网ip);
// -s 指定算法;
// -p:指定超时时间(解决session问题:保证同一请求被分发到同一rs上)单位为秒。
// 因为添加-p选项后会影响测试效果,所以在此不加该参数(注:时间不能设置为0)
$IPVSADM -a -t 192.168.64.151:80 -r 192.168.159.131:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.64.151:80 -r 192.168.159.132:80 -m -w 1
// -a:=add,增加nat架构中的rs;
// -r:指定rs的IP;
// -m:指定LVS模式为NAT(masquerade)
// -w:=weight,指定权重

执行脚本:
[[email protected] ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
// 执行该脚本时无错误输出说明没问题。

查看ipvsadm规则:
[[email protected] ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.64.151:80 rr
-> 192.168.159.131:80 Masq 1 0 0
-> 192.168.159.132:80 Masq 1 0 0
配置rs

在两台rs上安装Nginx,并分别设置主页来区分两台机器。

[[email protected] ~]# yum install -y nginx
[[email protected] ~]# systemctl start nginx

// 如果nginx 是yum安装,其主页目录为 /usr/share/nginx/html/index.html
测试

访问外网ip:192.168.194.128

[[email protected] ~]# curl 192.168.194.128
This is real server 2
[[email protected] ~]# curl 192.168.194.128
this is real server 1
[[email protected] ~]# curl 192.168.194.128
This is real server 2
[[email protected] ~]# curl 192.168.194.128
this is real server 1

以上是关于负载均衡集群LVS介绍及调度算法LVS NAT模式搭建的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

负载均衡集群LVS介绍及调度算法LVS NAT模式搭建

负载均衡集群介绍 LVS介绍 LVS调度算法 LVS NAT模式搭建

负载均衡(集群介绍,lvs介绍,LVS调度算法,NAT模式搭建)

负载均衡集群相关LVS介绍LVS调度算法LVS NAT模式搭建

负载均衡集群介绍,LVS介绍,LVS的调度算法,LVS的NAT模式搭建

负载均衡集群介绍 LVS介绍 LVS调度算法 LVS NAT模式搭建