負載均衡集羣介紹..

12月20日任務

18.6 負載均衡集羣介紹
18.7 LVS介紹
18.8 LVS調度算法
18.9/18.10 LVS NAT模式搭建

1.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（指的是網絡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  
• haproxy 比較特殊，支持4層，也支持7層
• 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的負載均衡，而nginx僅僅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL這種tcp的負載均衡的
• 相比較來講，LVS這種4層的更穩定，能承受更多的請求
• 而nginx這種7層的更加靈活，能實現更多的個性化需求

 

2.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）

• 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，只須要分發器有公網ip便可，因此比較節省公網ip資源

• 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

• 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

 

3.LVS的調度算法

• 輪詢 Round-Robin  rr  均衡分配，沒有優劣之分
• 加權輪詢 Weight Round-Robin wrr  權重分配，權重高一點的分配會多一點
• 最小鏈接 Least-Connection lc  把請求數少的服務的再分一些鏈接
• 加權最小鏈接 Weight Least-Connection wlc  定義最小鏈接，再加點權重
• 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
• 一共有8種，面試的時候可能會問到，必定要記住前面4種。

 

4.LVS NAT模式搭建（上）（下）

一：準備工做：

• 準備3臺虛擬機器
• 一臺作分發器，也叫調度器（簡寫爲dir）  內網：133.130，外網：147.147（vmware僅主機模式）  
• 另外兩臺機器
• rs1機器  內網：133.132  設置網關爲133.130  網關爲分發器的內網ip
• rs2機器  內網：133.133  設置網關爲133.130  網關爲分發器的內網ip
• 三臺機器上都執行執行  
• systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld  關閉防火牆
• yum install -y iptables.service 
• systemctl start  iptables.services; iptables -F; service iptables save 開啓iptables ，清空規則並保存。
• 關閉selinux 

 

二：NAT模式搭建：

• 在dir分發器上安裝ipvsadm  
• yum install -y ipvsdam  這是實現LVS的重要工具

• 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  設定爲同網段的共同上網

# director設置ipvsadm

IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm' 設定LVS的規則

$IPVSADM -C 清空規則

$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s wlc -p 3  定義爲NAT模式規則

$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

• 執行一下腳本，沒有輸出，那腳本就沒有錯誤

三：NAT模式效果測試

• 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