使用LVS（Linux Virtual Server）在Linux上搭建负载均衡的集群服务
2009-04-13 09:48
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本文的最后跟新时间：
2005年10月19日 16:21
一、基于于NAT的LVS的安装与配置。
1. 硬件需求和网络拓扑
________
| |
| 客户端 | (互连网)
|________|
|
(router)
202.99.59.1(director GW)
|
|
(202.99.59.110)Virtual IP
____|_____
| | (控制器有两块网卡)
| director |
|__________|
(192.168.10.254)DIP
|
-----------------+----------------
| | |
RIP1 RIP2 RIPx
____________ ____________ ____________
|192.168.10.1| |192.168.10.2| |192.168.10.x|
|realserver1 | |realserver2 | |realserverx |
|____________| |____________| |____________|2.下载软件：
(1)、内核源代码：需要下载2.4.23以后版本的内核源代码。下载地址为http://www.kerner.org。本文中下载的内核源代为：linux-2.4.30.tar.bz2。
(2)、
用户配置工具ipvsadm，下载地址：http://www.linuxvirtualserver.org/software/ipvs.html。
本文下载的是：http://www.linuxvirtualserver.org/software/kernel-2.4/ipvsadm-
1.21-11.tar.gz
3.安装软件：
在director(控制器，202.99.59.110)上安装支持LVS的内核和配置工具ipvsadm。
(1)、在内核配置时以下选项必须选：
Networking options ---> <*> Packet socket <*> Netlink device emulation [*] TCP/IP networking [*] IP: advanced router [*] Network packet filtering (replaces ipchains) IP: Netfilter Configuration ---> <*> Connection tracking (required for masq/NAT) <*> IP tables support (required for filtering/masq/NAT) <*> Full NAT <*> MASQUERADE target support IP: Virtual Server Configuration ---> <*> virtual server support (EXPERIMENTAL) (12) IPVS connection table size (the Nth power of 2) --- IPVS scheduler <M> round-robin scheduling <M> weighted round-robin scheduling <M> least-connection scheduling <M> weighted least-connection scheduling <M> locality-based least-connection scheduling <M> locality-based least-connection with replication scheduling <M> destination hashing scheduling <M> shortest expected delay scheduling <M> never queue scheduling
(2)、编译和安装内核
分别执行: make bzImage;make modules;make modules_install；然后编辑启动配置文件，重新启动系统，在启动时选择新的内核。
系统启动后要确认内核是否支持ipvs，只需要执行下面的命令即可：grep ip_vs_init /boot/System.map
(3)、编译和安装ipvsadm
ln -s /usr/src/linux-2.4.30 /usr/src/linux
tar -zxvf ipvsadm-1.21-11.tar.gz
cd ipvsadm-1.21-11
make all
make install
然后运行：ipvsadm --version命令，应该有下面的内容输出：
ipvsadm v1.21 2004/02/23 (compiled with popt and IPVS v1.0.12)
4. 配置LVS
(1)、在202.99.59.110上：
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/send_redirects
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/default/send_redirects
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/send_redirects
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/send_redirects
清除ipvsadm表：
/sbin/ipvsadm -C
使用ipvsadm安装LVS服务
#add http to VIP with rr sheduling
/sbin/ipvsadm -A -t 202.99.59.110:80 -s rr
增加第一台realserver：
#forward http to realserver 192.168.10.1 using LVS-NAT (-m), with weight=1
/sbin/ipvsadm -a -t 202.99.59.110:80 -r 192.168.10.1:80 -m -w 1
增加第二台realserver：
#forward http to realserver 192.168.10.2 using LVS-NAT (-m), with weight=1
/sbin/ipvsadm -a -t 202.99.59.110:80 -r 192.168.10.2:80 -m -w 1
(2)、realserver配置
在192.168.10.1(realserver1)和192.168.10.2(realserver2)上分别将其网关设置为192.168.10.254，并分别启动apache服务。
在客户端使用浏览器多次访问：http://202.99.59.110/，然后再202.99.59.110上运行ipvsadm命令，应该有类似下面的输出：
IP Virtual Server version 1.0.12 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 202.99.59.110:http rr -> 192.168.10.1:http Masq 1 0 33 -> 192.168.10.2:http Masq 1 0 33
从上面的结果可以看出，我们的LVS服务器已经成功运行。
二、基于直接路由(DR)的LVS的配置
1.硬件需求和网络拓扑：
________
| |
| 客户端 | (互连网)
|________|
|
(router)
202.99.59.1(director GW)
|
__________ |
| | | (VIP=202.99.59.110, eth0:110)
| director |---| (控制器有一块网卡，且与realserver1和realserver2在同一网段)
|__________| | DIP=202.99.59.109 (eth0)
|
-----------------------------------
| |
RIP=202.99.59.108(eth0) RIP=202.99.59.107(eth0)
(VIP=202.99.59.110, lo:0) (VIP=202.99.59.110, lo:0)
____________ ____________
| | | |
|realserver1 | |realserver2 |
|____________| |____________|2.安装软件：
在director(202.99.59.109)上安装上面的方法安装内核和管理软件。
3. 配置LVS
(1)、在202.99.59.109上：
修改内核运行参数，即修改/etc/sysctl.conf文件的内容如下： net.ipv4.ip_forward = 0 net.ipv4.conf.all.send_redirects = 1 net.ipv4.conf.default.send_redirects = 1 net.ipv4.conf.eth0.send_redirects = 1 然后执行下面的命令是对内核修改的参数立即生效： sysctl -p 配置VIP地址： /sbin/ifconfig eth0:0 202.99.59.110 broadcast 202.99.59.110 netmask 255.255.255.255 up /sbin/route add -host 202.99.59.110 dev eth0:0 清除ipvsadm表: /sbin/ipvsadm -C 使用ipvsadm安装LVS服务： /sbin/ipvsadm -A -t 192.168.1.110:http -s rr 增加realserver： #forward http to realserver using direct routing with weight 1 /sbin/ipvsadm -a -t 192.168.1.110:http -r 192.168.1.12 -g -w 1 /sbin/ipvsadm -a -t 192.168.1.110:http -r 192.168.1.12 -g -w 1
(2)在realserver1(202.99.59.108)和realserver2(202.99.59.107)上做下面的设置。
修改内核运行参数，即修改/etc/sysctl.conf文件的内容如下： net.ipv4.ip_forward = 0 net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2 然后执行下面的命令是对内核修改的参数立即生效： sysctl -p 配置VIP地址： /sbin/ifconfig lo:0 202.99.59.110 broadcast 202.99.59.110 netmask 255.255.255.255 up /sbin/route add -host 202.99.59.110 dev lo:0
p>在客户端使用浏览器多次访问：http://202.99.59.110/，然后再202.99.59.110上运行ipvsadm命令，应该有类似下面的输出：
IP Virtual Server version 1.0.12 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.100.254:http rr -> 192.168.100.3:http Route 1 0 28 -> 192.168.100.2:http Route 1 0 29
从上面的结果可以看出，我们的LVS服务器已经成功运行。
在面的实例中ipvsadm用到的几个参数含义如下：
-A 增加一个虚拟服务，该服务由协议、IP地址和端口号组成，例如：
-A -t 202.99.59.110:80 (增加一格虚拟服务，其协议(-t表示tcp，-u表示udp)为TCP、IP为202.99.59.110、端口号为80。
-s 指定服务采用的算法，常用的算法参数如下：
rr 轮叫（Round Robin）
调度器通过"轮叫"调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务 器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。
wrr 加权轮叫（Weighted Round Robin）
调度器通过"加权轮叫"调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器处理更多的访问流量。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。
lc 最少链接（Least Connections）
调度器通过"最少连接"调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用"最小连接"调度算法可以较好地均衡负载。
wlc 加权最少链接（Weighted Least Connections）
在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用"加权最少链接"调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。
lblc 基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）
"
基于局部性的最少链接"
调度算法是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器，若该服务器
是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在，或者该服务器超载且有服务器处于一半的工作负载，则用"最少链接"的原则选出一个可用的服务
器，将请求发送到该服务器。
lblcr 带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）
"
带复制的基于局部性最少链接"调度算法也是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目
标IP地址到一组服务器的映射，而LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。该算法根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址对应的服务器
组，按"最小连接"原则从服务器组中选出一台服务器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器，若服务器超载；则按"最小连接"原则从这个集群中选出一台
服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器从服务器组中删除，以降低复制的程
度。
dh 目标地址散列（Destination Hashing）
"目标地址散列"调度算法根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
sh 源地址散列（Source Hashing）
"源地址散列"调度算法根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送到该服务器，否则返回空。
/sbin/ipvsadm -a -t 192.168.1.110:http -r 192.168.1.12 -g -w 1
-a 表示往一个服务内增加一个real server
-r 指定real server的IP地址
-w 表示权重
-g 表示使用DR方式，-m表示NAT方式，-i表示tunneling方式。
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