Linux集羣：LVS搭建負載均衡集羣(一)

1、負載均衡介紹

• 主流開源軟件LVS、keepalived、haproxy、Nginx等；
• 其中LVS屬於4層（網絡OSI 7層模型），nginx屬於7層，haproxy既能夠認爲是4層，能夠當作7層使用；
• keepalived的負載均衡功能其實就是lvs；
• lvs這種4層的負載均衡是能夠分發除80外的其餘端口通訊的，好比MySQL的，而Nginx僅僅支持HTTP，HTTPS，mail，haproxy也支持MySQL這種；
• 相比較來講，LVS這種4層的更穩定，能承受更多的請求，而Nginx這種7層的更加靈活，能實現更多的個性化需求；

2、LVS實現負載均衡

一、LVS介紹與模式

• LVS是由國人章文嵩開發
• 流行度不亞於Apache的httpd，基於TCP/IP作的路由和轉發，穩定性和效率很高
• LVS最新版本基於Linux內核2.6，有好多年不更新了
• LVS有三種常見的模式：NAT、DR、IP、Tunnel
• LVS架構中有一個核心角色叫作分發器（Load Runner），它用來分發用戶的請求，還有諸多處理用戶請求的服務器（Real Server，簡稱rs）

a)NAT模式

• 這種模式藉助iptables的nat表來實現
• 用戶的請求到分發器後，經過預設的iptables規則，把請求的數據包轉發到後端的rs上去
• rs須要設定網關爲分發器的內網ip
• 用戶請求的數據包和返回給用戶的數據包所有通過分發器，因此分發器成爲瓶頸
• 在nat模式中，是須要分發器有公網ip便可，因此比較節省公網ip資源

b) IP Tunnel模式

• 這種模式，須要有一個公共的IP配置在分發器和全部rs上，咱們把它叫作vip
• 客戶端請求的目標IP爲vip，分發器接收到請求數據包後，會對數據包作一個加工，會把目標IP改成rs的IP，這樣數據包就到了rs上
• rs接收數據包後，會還原原始數據包，這樣目標IP爲vip，由於全部rs上配置了這個vip，因此它會認爲是它本身

c)DR模式

• 這種模式，也須要有一個公共的IP配置在分發器和全部rs上，也就是vip
• 和IP Tunnel不一樣的是，他會把數據包的Mac地址修改成rs的Mac地址
• rs接收數據包後，會還原原始數據包，這樣目標IP爲vip，由於全部rs上配置了這個vip，因此它會認爲是它本身

二、LVS調度算法

• 輪詢 Round-Robin rr
• 加權輪詢 Weight Round-Robin wrr
• 最小鏈接 Least-Connection lc
• 加權最小鏈接 Weight Least-Connection wlc
• 基於局部性的最小鏈接 Locality-Based Least Connections lblc
• 帶複製的基於局部性最小鏈接 Locality-Based Least Connections with Replication lblcr
• 目標地址散列調度 Destination Hashing dh
• 源地址散列調度 Source Hashing sh

三、NAT模式搭建LVS

a)準備工做

• 準備三臺服務器；
• NAT模式下，調度器須要兩個IP，一個公網IP一個內網IP；
• 真實服務器只須要內網IP；
• 調度器dir：192.168.242.128（內網IP），192.168.248.88（公網IP：vm虛擬機增長一塊網卡，選擇僅主機網絡模式，設好IP做爲外網IP），參考：https://blog.51cto.com/3069201/2065077
• 真實服務器rs1：192.168.242.129（內網IP），網關要設爲調度器的內網IP（編輯網卡配置文件便可）
• 真實服務器rs2：192.168.242.130（內網IP），網關要設爲調度器的內網IP（編輯網卡配置文件便可）

b)關閉防火牆（三臺都須要）

[root@zlinux-01 ~]# systemctl stop firewalld
[root@zlinux-01 ~]# systemctl disable firewalld
[root@zlinux-01 ~]# iptables -F; iptables -t nat -F; service iptables save              //沒有iptables，使用yum install -y iptables-services安裝
# 目的是爲了調用一個空的規則

c)dir上安裝ipvsadm和添加腳本

[root@zlinux-01 ~]# yum install -y ipvsadm
[root@zlinux-01 ~]# vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh   //添加如下內容

#! /bin/bash
# director 服務器上開啓路由轉發功能
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# 關閉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
# 注意區分網卡名字，兩個網卡分別爲ens33和ens37
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects
# director 設置nat防火牆
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.242.0/24  -j MASQUERADE
# director設置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.248.88:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.248.88:80 -r 192.168.242.128:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.248.88:80 -r 192.168.242.129:80 -m -w 1

[root@zlinux-01 ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh             //沒內容輸出，說明沒問題

d)測試

#在dir分別訪問兩個rs
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.242.129
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.242.130
LVS-zlinux03

#在dir上訪問dir的外網IP
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88          //一直訪問同一個，是由於設置了-p 300選項，300秒內一直不會變動請求
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh            //去掉-p選項
[root@zlinux-01 ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh    //再次測試，就會輪換了
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux03
[root@zlinux-01 ~]# curl 192.168.248.88
LVS-zlinux02