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，nginx屬於7層，haproxy既能夠認爲是4層，也能夠當7層（網絡OSI 7層模型）

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

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

 

LVS NAT模式搭建：

要點：nat模式，基於iptables，因此必須設置一些規則來實現。

一.準備工做：

三臺機器：分發器：內網192.168.133.130   外網192.168.147.144

                 rs1：內網192.168.133.132   網關192.168.133.130

                 rs2：內網192.168.133.133   網關192.168.133.130

 

三臺機器執行：systemctl stop firewalld;systemctl disable firewalld;systemctl start iptables;systemctl enable iptables;iptables -F ;service iptables save            #關閉並取消開機啓動firewalld；開啓並設置開機啓動iptables；若iptables沒安裝可yum install -y iptables-services；清空規則並保存，以便後續測試

 

三臺機器關閉selinux：setenforce 0;vim /etc/selinux/config      #SELINUX=enforcing更改成SELINUX=disabled

 

兩臺rs機器安裝nginx並啓動，測試所用：yum install -y nginx 

 

二.NAT模式搭建

1.分發器安裝ipvsadm：        #是實現 lvs 的工具

yum install -y ipvsadm

 

2.分發器編寫iptables規則腳本並執行：

vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh               #路徑自定義，添加如下內容：

#! /bin/bash
# director （分發器）服務器上開啓路由轉發功能
#對內核參數修改，打開路由轉發
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward   
# 關閉icmp的重定向
#假裝操做，否則不能轉發rs的數據
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，dir機器的兩塊網卡分別爲ens33和ens37
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eno16777736/send_redirects  
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens36/send_redirects
# director 設置nat防火牆
iptables -t nat -F
iptables -t nat -X
#MASQUERADE實現同網段的機器去上網，路由器使用的就是這個功能
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.133.0/24  -j MASQUERADE  
# director設置ipvsadm
#設置一個變量，方便下面命令引用
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm' 
#清空規則
$IPVSADM -C 
#用來定義lvs 的模式；lc，爲算法，能夠按需求選擇 lvs 裏面適合的算法
#-t 制定lvs 模式，以後IP 就是dir的IP，-s 指定算法；-p 指定數據包轉發超時時間
$IPVSADM -A -t 192.168.147.144:80 -s lc -p 3   
#小規則，-r 指定dir機器IP，-m 指定nat模式，-w指定rs權重 
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.132:80 -m -w 1   
#小規則，-r 指定dir機器IP，-m 指定nat模式，-w指定rs權重   
$IPVSADM -a -t 192.168.147.144:80 -r 192.168.133.133:80 -m -w 1

sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh       

 

三.測試

1.設置兩臺rs的nginx的索引頁

vim /usr/share/nginx/html/index.html             #rs1與rs2的索引頁設置不一樣字符串，用於區分訪問。

2.curl 192.168.147.144                                      #屢次執行，看訪問的索引頁是否有變化