负载均衡之LVS-NAT LVS-DR模型详解
2016-05-31 12:04
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LVS是Linux Virtual Server的缩写，是一个虚拟的服务器集群系统，能够定义一个或多个后端服务器。工作在INPUT上的内核中 ipvs。
LVS的调度方法：10种
测试结果1:1
lvs-dr：
LVS的调度方法：10种
静态方法：仅根据算法本身进行调度 rr: Round Robin 轮询 wrr: Weighted RR 权重轮询 sh: source hashing 根据 ip 反均衡 支持session绑定 dh: destination hashing 根据防火墙 设置时候 用到不多
动态方法：根据算法及RS当前的负载状况 真处在数据链接的叫活动状态 数据链接结束但为断开叫非活动链接 lc: Least Connection ＃最少连接 Overhead=Active*256+Inactive #开始时候是轮询 结果中，最小者胜出； wlc: Weighted LC Overhead=(Active*256+Inactive)/weight #结果中，最小者胜出； sed: Shortest Expect Delay ＃wlc的升级 最小期望延迟 Overhead=(Active+1)*256/weight nq: Nerver Queue ＃改进的sed 上来先轮一篇 不过是根据sed来轮询 lblc: Locality-based Least Connection 基于本地最少连接 dh+lc 用于session绑定 用的不多 lblcr: Replicated and Locality-based Least Connection 用的不多 后端是缓存服务器lvs-nat
LVS NAT的特性： 1、RS应该使用私有地址； 2、RS的网关的必须指向DIP； 3、RIP和DIP必须在同一网段内； 4、请求和响应的报文都得经过Director；在高负载场景中，Director很可能成为系统性能瓶颈； 5、支持端口映射； 6、RS可以使用任意支持集群服务的OS；安装ipvsadm
[root@marvin /]# yum install ipvsadm -yvip：192.168.1.119 dip:192.168.243.132 虚拟网卡：主机模式rip1:192.168.243.129 虚拟网卡：主机模式 http服务 测试页面demo.html页面内容martinrip2:192.168.243.131 虚拟网卡：主机模式 http服务 测试页面demo.html页面内容luciahttp:这里不做安装配置说明添加vip：
[root@marvin /]# ifconfig eth1:0 192.168.1.119/24 up配置路由转发：
[root@marvin nat]# vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward = 1 [root@marvin nat]# sysctl -preal-server路由指向dip：
[root@martin /]# route add default gw 192.168.243.132 [root@lucia /]# route add default gw 192.168.243.132添加集群服务：
＃添加集群服务器 [root@marvin /]# ipvsadm -A -t 192.168.1.119:80 -s rr #添加后端服务器 [root@marvin /]# ipvsadm -a -t 192.168.1.119:80 -r 192.168.243.129 -m [root@marvin /]# ipvsadm -a -t 192.168.1.119:80 -r 192.168.243.131 -m ＃数据查看 [root@marvin /]# ipvsadm -L -n # --rate --stats IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.1.119:80 rr -> 192.168.243.129:80 Masq 1 0 0 -> 192.168.243.131:80 Masq 1 0 0
测试结果1:1
[root@marvin /]# ipvsadm -L -n --rate --stats IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Conns InPkts OutPkts InBytes OutBytes -> RemoteAddress:Port TCP 192.168.1.119:80 104 1090 507 154977 109894 -> 192.168.243.129:80 52 649 304 101371 75352 -> 192.168.243.131:80 52 441 203 53606 34542修改：
[root@marvin /]# ipvsadm -E -t 192.168.1.119:80 -s wrr [root@marvin /]# ipvsadm -e -t 192.168.1.119:80 -r 192.168.243.131 -m -w 3清空计数器：
[root@marvin /]# ipvsadm -Z -t 192.168.1.119:80测试结果3:1
[root@marvin /]# ipvsadm -L -n IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.1.119:80 wrr -> 192.168.243.129:80 Masq 1 0 5 -> 192.168.243.131:80 Masq 3 1 16数据保存：
[root@marvin lvs-date]# ipvsadm -S > /mydata/lvs-date/nat/wrr.conf数据集群服务：
[root@marvin nat]# ipvsadm -D -t 192.168.1.119:80 [root@marvin nat]# ipvsadm -L -n IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn还原集群服务：
[root@marvin nat]# ipvsadm -R </mydata/lvs-date/nat/wrr.conf [root@marvin nat]# ipvsadm -L -n IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.1.119:80 wrr -> 192.168.243.129:80 Masq 1 0 0 -> 192.168.243.131:80 Masq 3 0 0查看映射表：
[root@marvin /]# ipvsadm -L -c IPVS connection entries pro expire state source virtual destination TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56168 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:45 TIME_WAIT 192.168.1.102:56161 192.168.1.119:http 192.168.243.129:http TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56163 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56164 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:44 TIME_WAIT 192.168.1.102:56154 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:45 TIME_WAIT 192.168.1.102:56162 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:52 TIME_WAIT 192.168.1.102:56172 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56165 192.168.1.119:http 192.168.243.129:http TCP 00:44 TIME_WAIT 192.168.1.102:56153 192.168.1.119:http 192.168.243.129:http TCP 00:47 TIME_WAIT 192.168.1.102:56171 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:44 TIME_WAIT 192.168.1.102:56155 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56167 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56169 192.168.1.119:http 192.168.243.129:http TCP 00:47 TIME_WAIT 192.168.1.102:56170 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:46 TIME_WAIT 192.168.1.102:56166 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:45 TIME_WAIT 192.168.1.102:56159 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:44 TIME_WAIT 192.168.1.102:56156 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:44 TIME_WAIT 192.168.1.102:56152 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:45 TIME_WAIT 192.168.1.102:56157 192.168.1.119:http 192.168.243.129:http TCP 00:45 TIME_WAIT 192.168.1.102:56160 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:45 TIME_WAIT 192.168.1.102:56158 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http TCP 00:44 TIME_WAIT 192.168.1.102:56149 192.168.1.119:http 192.168.243.131:http
lvs-dr：
LVS DR类型： 1、让前端路由将请求发往VIP时，只能是Dirctor上的VIP； 解决方案： (1) 静态地址绑定； 未必有路由器的配置权限； Director调用时静态地址绑定将难以适用； (2) arptables (3) 修改Linux内核参数，将RS上的VIP配置为lo接口的别名，限制Linux仅对对应接口的ARP请求做响应； LVS DR类型的特性： 1、RS可以使用私有地址；但也可以使用公网地址，此时可以直接通过互联网连入RS以实现配置、监控等； 2、RS的网关一定不能指向DIP； 3、RS跟Dirctory要在同一物理网络内（不能由路由器分隔）； 4、请求报文经过Directory，但响应报文一定不经过Director 5、不支持端口映射； 6、RS可以使用大多数的操作系统；vip：192.168.1.119 ＃dip: 虚拟网卡：主机模式rip1:192.168.1.122 虚拟网卡：主机模式 http服务 测试页面demo.html页面内容martinrip2:192.168.1.123 虚拟网卡：主机模式 http服务 测试页面demo.html页面内容luciahttp:这里不做安装配置说明简单说明：这里的dip＝vip vip是一般都是公网 假如要设置不同网段的dip，即dip可以是私网 只要rip与dip能通信 rip的网络能流向cip即可。 real-server:
[root@martin ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore [root@martin ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce [root@martin ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@martin ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce [root@lucia ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore [root@lucia ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce [root@lucia ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore [root@lucia ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce arp_ignore 被动模式 # 是否响应ARP地址请求，默认0。 0 # 回复本机的所有ip地址（不管地址在哪里）。 1 # 仅在请求的目标地址配置请求到达的接口上的时候，才给予响应 arp_announce # 限制本机如何通告本地地址，默认0。 通告级别：主动模式 0 # 通高所有本机ip地址。 1 #试图仅向目标网络通告与其网络匹配的地址 2 # 仅对相同网络段地址进行通告。 通告rip mac 隐藏real－server上的vip mac添加vip：（广播域设为本机）
[root@martin ~]# ip addr add dev lo 192.168.1.119/32 broadcast 192.168.1.119 label lo:0 [root@lucia ~]# ip addr add dev lo 192.168.1.119/32 broadcast 192.168.1.119 label lo:0添加集群服务
[root@marvin nat]# ipvsadm -A -t 192.168.1.119:80 -s rr #时间[-p 300] [root@marvin nat]# ipvsadm -a -t 192.168.1.119:80 -r 192.168.1.222 -g [root@marvin nat]# ipvsadm -a -t 192.168.1.119:80 -r 192.168.1.223 -g
[root@marvin nat]# ipvsadm -L -n IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.1.119:80 rr -> 192.168.1.222:80 Route 1 0 5 -> 192.168.1.223:80 Route 1 0 5
[root@marvin nat]# ipvsadm -E -t 192.168.1.119:80 -s wrr [root@marvin nat]# ipvsadm -e -t 192.168.1.119:80 -r 192.168.1.223 -g -w 4 [root@marvin nat]# ipvsadm -L -n IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.1.119:80 wrr -> 192.168.1.222:80 Route 1 0 6 -> 192.168.1.223:80 Route 4 0 24抓包：数据从lo上出去
[root@lucia ~]# tcpdump -i any -nn -XX tcp src port 80 and ip src 192.168.1.119 tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 65535 bytes 19:14:03.630672 IP 192.168.1.119.80 > 192.168.1.102.58761: Flags [S.], seq 4229184048, ack 1320608146, win 14480, options [mss 1460,sackOK,TS val 418789887 ecr 177960826,nop,wscale 6], length 0 0x0000: 0004 0001 0006 000c 2960 a9fd 0000 0800 ........)`...... 0x0010: 4500 003c 0000 4000 4006 b68e c0a8 0177 E..<..@.@......w 0x0020: c0a8 0166 0050 e589 fc14 3a30 4eb6 e192 ...f.P....:0N... 0x0030: a012 3890 69c0 0000 0204 05b4 0402 080a ..8.i........... 0x0040: 18f6 39ff 0a9b 777a 0103 0306 ..9...wz....
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