負載均衡集羣介紹,LVS介紹,LVS調度算法,LVS NAT模式搭建

負載均衡集羣介紹

  • 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,也能夠當作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TCP協議,web服務是80端口,除了分發80端口,還有其餘的端口通訊的,好比MySQL的負載均衡,就能夠用LVS實現,而nginx僅僅支持http,https,mail,haproxy;haproxy也支持MySQL這種TCP負載均衡的
  • 相比較來講,LVS這種4層的更穩定,能承受更多的請求,承載的併發量更高,而nginx這種7層的更加靈活,能實現更多的個性化需求

LVS介紹

  • 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 balance),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)

LVS NAT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,只須要分發器有公網ip便可,因此比較節省公網ip資源

LVS 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

LVS 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,它會把數據包的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

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

經常使用的算法是前四種html

LVS NAT模式搭建

準備工做linux

  • 三臺機器
  • 分發器,也叫調度器(簡寫爲dir)
  • 內網:133.130,外網:142.147(vmware僅主機模式)
  • rs1
  • 內網:133.132,設置網關爲133.130
  • rs2
  • 內網:133.133,設置網關爲133.130
  • 三臺機器上都執行執行
  • systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld
  • systemctl start iptables-services; iptables -F; service iptables save

NAT模式搭建nginx

  • 在dir上安裝ipvsadm
  • yum install -y ipvsdam
  • 在dir上編寫腳本,vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh//內容以下
#! /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,阿銘的兩個網卡分別爲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 192.168.133.0/24  -j MASQUERADE
# director設置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.132:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.133:80 -m -w 1

NAT模式效果測試web

  • 兩臺rs上都安裝nginx
  • 設置兩臺rs的主頁,作一個區分,也就是說直接curl兩臺rs的ip時,獲得不一樣的結果
  • 瀏覽器裏訪問192.168.142.147,多訪問幾回看結果差別

準備三臺機器,一臺做爲分發器(內網:133.130,外網:142.147),另外兩臺是real server,分別爲rs1(內網:133.132,網關爲133.130)和rs2(內網:133.133,網關爲133.130)算法

分發器增長一塊網卡,查看網卡網段,因此設置IP192.168.142.147apache

而後查看是否ping通vim

三臺機器配置好了以後,所有須要關閉防火牆後端

而後在rs1,rs2上安裝iptables-services包,啓動iptables服務瀏覽器

systemctl start iptables
 systemctl enable iptables

而後調用新規則,以避免默認規則影響實驗效果;最後關閉selinux,最好修改下配置文件bash

安裝ipvsadm工具

而後編寫腳本,vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh,保存退出;而後執行該腳本sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh,腳本無輸出表示無錯誤

$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s rr -p 3 #-A:=add,添加規則;-t:=tcp;-s 指定算法; -p:指定超時時間

在rs1和rs2上安裝nginx,並分別修改主頁內容

而後能夠作測試,以下表示測試成功

擴展

lvs 三種模式詳解

lvs幾種算法

關於arp_ignore和 arp_announce

lvs原理相關的

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