负载均衡集群介绍 LVS介绍 LVS调度算法 LVS NAT模式搭建
2018-01-29 23:03
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负载均衡集群介绍
实现负载均衡集群的软件有:LVS、Keepalived、Nginx、haproxy等。其中LVS属于四层(网络OSI模型);Nginx属于七层;haproxy既可以认为是四层,也可以当做是七层使用。keepalived的负载均衡功能是lvs.
LVS、haproxy这种四层负载均衡可以分发除80端口(web服务)以外的通信,如MySQL-3306;而Nginx仅仅支持http,https,mail。
相对来说,LVS这种四层的更加稳定,能承受更多的请求,而Nginx这种七层的更加灵活,能实现更多的个性化需求。
LVS介绍
LVS是基于tcp/ip做的路由和转发,稳定性和效率很高,LVS最新版本是基于Linux内核2.6。LVS常见的模式有三种:NAT、DR、IP Tunnel。LVS架构中有一个核心角色叫分发器(Load Balance),用于分发客户的各种请求,另外还有诸多服务器(real server,简称rs),用于处理用户各种请求。nat:
这种模式借助iptables的nat表来实现
用户的请求到分发器后,通过预设的iptables规则,把请求的数据包转发到后端的rs上去
rs需要设定网关为分发器的内网ip
用户请求的数据包和返回给用户的数据包全部经过分发器,所以分发器成为瓶颈
在nat模式中,只需要分发器有公网ip即可,所以比较节省公网ip资源
在该模式中,load balancer是限制该架构处理用户请求的一个瓶颈,所以该模式比较适合小模式的集群(服务器rs在10台以内);该模式的优势是节省公网资源。
IP Tunnel:
这种模式,需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上,我们把它叫做vip
客户端请求的目标IP为vip,分发器接收到请求数据包后,会对数据包做一个加工,会把目标IP改为rs的IP,这样数据包就到了rs上
rs接收数据包后,会还原原始数据包,这样目标IP为vip,因为所有rs上配置了这个vip,所以它会认为是它自己
DR:
这种模式,也需要有一个公共的IP配置在分发器和所有rs上,也就是vip
和IP Tunnel不同的是,它会把数据包的MAC地址修改为rs的MAC地址
rs接收数据包后,会还原原始数据包,这样目标IP为vip,因为所有rs上配置了这个vip,所以它会认为是它自己
LVS的调度算法
轮询 Round-Robin rr均衡的把请求发到real server上
加权轮询 Weight Round-Robin wrr
根据权重轮询
最小连接 Least-Connection lc
新的请求分给请求量少的real server
加权最小连接 Weight Least-Connection wlc
基于局部性的最小连接 Locality-Based Least Connections lblc
带复制的基于局部性最小连接 Locality-Based Least Connections with Replication lblcr
目标地址散列调度 Destination Hashing dh
源地址散列调度 Source Hashing sh
LVS NAT模式搭建
三台机器:分发器(shuai_01)
内网:192.168.176.135外网:192.168.248.130(仅主机)
real server1(shuai_02)
内网:192.168.176.134 设置网关为: 192.168.176.135
real server2(shuai_03)
内网:192.168.176.133 设置网关为: 192.168.176.135
全都关闭防火墙(selinux和firewalld规则)
在shuai_02和shuai_03中:安装iptables
[root@shuai-02 ~]#yum install -y iptables-services [root@shuai-02 ~]# iptables -F [root@shuai-02 ~]# service iptables save iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables:[ 确定 ]
配置shuai_01:
安装ipvsadm
[root@shuai-01 ~]# yum install -y ipvsadm
编辑脚本
[root@shuai-01 ~]# vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
写下下面配置:
#! /bin/bash # director 服务器上开启路由转发功能 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward # 关闭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 # 注意区分网卡名字,shuai的两个网卡分别为ens33和ens37 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects # director 设置nat防火墙 iptables -t nat -F iptables -t nat -X iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.176.0/24 -j MASQUERADE # director设置ipvsadm规则 IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm' $IPVSADM -C #-C=clear,清除规则 $IPVSADM -A -t 192.168.248.130:80 -s rr #-A:=add,添加规则;-t:=tcp;-s 指定算法; #在此可以添加-p:指定超时时间(解决session问题:保证同一请求被分发到同一rs上) #因为添加-p选项后会影响测试效果,所以在此不加该参数(注:时间不能设置为0) $IPVSADM -a -t 192.168.248.130:80 -r 192.168.176.134:80 -m -w 1 $IPVSADM -a -t 192.168.248.130:80 -r 192.168.176.133:80 -m -w 1 #-a:=add,增加nat架构中的rs;-r:指定rs的IP;-m:指定LVS模式为NAT(masquerade) #-w:=weight,指定权重
运行脚本:
[root@shuai-01 ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh
测试
两台rs上都安装nginx
在两台real server上的Nginx的index.html写不同信息
[root@shuai-02 ~]# vi /usr/share/nginx/html/index.html shuai_02 [root@shuai_03 ~]# vi /usr/share/nginx/html/index.html shuai_03
都开启Nginx服务
这时,就可以做测试了。
用浏览器访问公网IP
可能会有缓存,得到不了想要的结果
用curl测试:
[root@shuai-01 ~]# curl 192.168.248.130 shuai_03 [root@shuai-01 ~]# curl 192.168.248.130 shuai_02 [root@shuai-01 ~]# curl 192.168.248.130 shuai_03 [root@shuai-01 ~]# curl 192.168.248.130 shuai_02
扩展
lvs 三种模式详解 http://www.it165.net/admin/html/201401/2248.html
lvs几种算法 http://www.aminglinux.com/bbs/thread-7407-1-1.html
关于arp_ignore和 arp_announce http://www.cnblogs.com/lgfeng/archive/2012/10/16/2726308.html
lvs原理相关的 http://blog.csdn.net/pi9nc/article/details/23380589
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