Linux集群架构(负载均衡集群介绍、LVS介绍、LVS调度算法、NAT模式搭建)

负载均衡集群介绍

负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价、有效、透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

主流开源软件LVS、keepalived、haproxy、nginx等

其中LVS属于4层（网络OSI 7层模型），nginx属于7层，haproxy既可以认为是4层，也可以当做7层使用

keepalived的负载均衡功能其实就是lvs

lvs这种4层的负载均衡是可以分发除80外的其他端口通信的，比如MySQL的，而nginx仅仅支持http，https，mail，haproxy也支持MySQL这种

相比较来说，LVS这种4层的更稳定，能承受更多的请求，而nginx这种7层的更加灵活，能实现更多的个性化需

菜鸟教你如何通俗理解——>集群、负载均衡、分布式

LVS介绍

LVS集群介绍

LVS是由国人章文嵩开发，基于TCP/IP做的路由和转发，稳定性和效率很高，LVS最新版本基于Linux内核2.6，有好多年不更新了，LVS有三种常见的模式：NAT、DR、IP Tunnel ， LVS架构中有一个核心角色叫做分发器（Load balance），它用来分发用户的请求，还有诸多处理用户请求的服务器（Real Server，简称rs）

LVS NAT模式

使用场景：10台以下

瓶颈 : 分发器，即Load Balance



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

LVS IP Tunnel模式



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

LVS DR模式



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调度算法

Lvs调度算法

轮询 : Rr Round-Robin rr

加权轮询 : Weight Round-Robin wrr

最小连接 : Least-Connection lc

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

NAT模式搭建

准备工作 ：三台机器

分发器也叫调度器（dir）[yolks1机器]：内网[192.168.248.128] 外网[192.168.142.147] 仅主机模式

rs1(yolks2机器) : 内网[192.168.248.129] 网关[192.168.248.128]

rs2(yolks3机器) ：内网[192.168.248.130] 网关[192.168.248.128]

均关闭防火墙及清空iptables规则

systemctl stop firewalld;
systemctl disable firewalld;
systemctl start  iptables-services;
iptables -F;
service iptables save;

1.分发器yokls1机器上安装ipvsadm

yum install -y ipvsadm

如果报错，可以通过wget

2.分发器yokls1机器上编写脚本文件**/usr/local/sbin/lvs_nat.sh**，如下面内容：

#! /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，阿铭的两个网卡分别为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 192.168.248.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.142.147:80 -s wlc -p 3
$IPVSADM -a -t 192.168.142.147:80 -r 192.168.248.129:80 -m -w 1
$IPVSADM -a -t 192.168.142.147:80 -r 192.168.248.130:80 -m -w 1

3.sh执行一下，没有错误说明正确执行

sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

4.测试

两台rs上都安装nginx

设置两台rs的主页，做一个区分，也就是说直接curl两台rs的ip时，得到不同的结果

浏览器里访问192.168.142.147，多访问几次看结果差异

拓展

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 /detail/2561376980.html

lvs原理相关的 http://blog.csdn.net/pi9nc/article/details/23380589