负载均衡集群介绍、LVS介绍、LVS调度算法、LVS NAT模式搭建

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负载均衡集群介绍、LVS介绍、LVS调度算法、LVS NAT模式搭建

科技小能手 2017-11-12 17:04:00 浏览613
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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。

LVS、haproxy这种四层负载均衡可以分发除80端口以外的通信,如MySQL-3306;而Nginx仅仅支持http,https,mail。

Keepalived工作在TCP/IP 参考模型的 三层、四层、五层,也就是分别为:网络层,传输层和应用层

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模式:

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原理: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(负载均衡)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模式

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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rs直接返回给客户,不需经过分发器


DR模式

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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rs直接返回给客户,不需经过分发器



LVS调度算法

轮询 Round-Robin rr

加权轮询 Weight Round-Robin wrr

最小连接 Least-Connection lc

            #算法是把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。最小连接调度是一种动态调度算法,它通过服务器当前所活跃的连接数来估计服务器的负载情况。调度器需要记录各个服务器已建立连接的数目,当一个请求被调度到某台服务器,其连接数加1;当连接中止或超时,其连接数减一。 

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

常用的是前面四种算法。


LVS NAT模式搭建

三台机器。


分发器(调度器director)

内网:192.168.3.74 外网:192.168.136.128

添加一个网卡:

image.png


完成后:输入ip a查看网卡

image.png


ping 下192.168.136.128是否可以在window下ssh连接


real server1(real1)

内网:192.168.3.76 设置网关为: 192.168.3.74


real server2(real2)

内网:192.168.3.83 设置网关为:  192.168.3.74


在分发器上操作:

[root@centos7 ~]# systemctl stop firewalld

[root@centos7 ~]# systemctl disable firewalld

Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.

Removed symlink /etc/systemd/system/basic.target.wants/firewalld.service.

[root@centos7 ~]# setenforce 0

setenforce: SELinux is disabled


在rs1、rs2上操作:

说明: 进行该设置的原因是NAT模式是基于防火墙nat表的一种模式,所以会使用iptables规则。

[root@test ~]# iptables -F

[root@test ~]# service iptables save


配置分发器:

1、[root@centos7 ~]# yum install -y ipvsadm

2、配置ipvsadm脚本:

[root@centos7 local]# vi /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

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,adai的两个网卡分别为ens33和ens37

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eno16777736/send_redirects

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects

# director 设置nat防火墙

iptables -t nat -F

#删除自定义空链

iptables -t nat -X

#以下是可以连接外网

iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.3.0/24  -j MASQUERADE

# director设置ipvsadm规则

IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'

$IPVSADM -C

#-C=clear,清除规则

$IPVSADM -A -t 192.168.136.128:80 -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 192.168.136.128:80 -r 192.168.3.76:80 -m -w 1

$IPVSADM -a -t 192.168.136.128:80 -r 192.168.8.83:80 -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


[root@centos7 local]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh

#没有任何输出,表示执行成功,可以用echo $?查看


[root@centos7 local]#  ipvsadm -ln

IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)

Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags

  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn

TCP  192.168.136.128:80 rr

  -> 192.168.3.76:80                  Masq         1           0                 0         

  -> 192.168.8.83:80                  Masq         1           0                 0 


配置rs

1、在两台rs上安装Nginx,并分别设置其主页用来区分两台机器。

2、将rs1、rs2的网关指向192.168.3.74上

[root@test ~]# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

GATEWAY=192.168.3.74

访问:

image.png


image.png


开始验证,访问公网http://192.168.136.128

轮询:

[root@centos7 ~]# curl 192.168.136.128

<h1>rs2:192.168.3.83</h1>

[root@centos7 ~]# curl 192.168.136.128

<h1>rs1:192.168.3.76</h1>

[root@centos7 ~]# curl 192.168.136.128

<h1>rs2:192.168.3.83</h1>

[root@centos7 ~]# curl 192.168.136.128

<h1>rs1:192.168.3.76</h1>

[root@centos7 ~]# curl 192.168.136.128

<h1>rs2:192.168.3.83</h1>

[root@centos7 ~]# curl 192.168.136.128

<h1>rs1:192.168.3.76</h1>


本文转自 jiekegz  51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/jacksoner/2043411


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