九五从零开始的运维之路（其三十六）
文章目录
- 前言
- 一、集群概述
- 1.负载均衡技术类型
- （一）四层负载均衡器
- （二）七层负载均衡器
- 2.负载均衡实现方式
- （一）硬件负载均衡产品：
- （二）软件负载均衡产品：
- 二、LVS结构
- 2.三层结构
- 三、LVS工作模式
- 四、LVS负载均衡算法
- 1.静态负载均衡
- 2.动态负载均衡
- 五、ipvsadm命令详解
- 六、LVS配置案例
- 1.基础配置
- 2.实现NAT模型搭建
- （一）负载调度器配置
- （二）web节点配置
- 3.实现DR模型搭建
- (一)负载调度器配置
- （二）web节点配置
- 总结
前言
本篇将简述的内容：Linux系统下的LVS集群
一、集群概述
1.负载均衡技术类型
（一）四层负载均衡器
四层负载均衡器也称为 4 层交换机，主要通过分析 IP 层及 TCP/UDP 层的流量实现基于 IP 加端口的负载均衡，如常见的 LVS、F5 等；
（二）七层负载均衡器
七层负载均衡器也称为 7 层交换机，位于 OSI 的最高层，即应用层，此负载均衡器支持多种协议，如HTTP、FTP、SMTP 等。7 层负载均衡器可根据报文内容，配合一定的负载均衡算法来选择后端服务器，即“内容交换器”。如常见的 HAProxy、Nginx。
2.负载均衡实现方式
（一）硬件负载均衡产品：
F5 、深信服 、Radware
（二）软件负载均衡产品：
LVS（Linux Virtual Server）、 Haproxy、Nginx、Ats（apache traffic server）
二、LVS结构
2.三层结构
1）负载调度器
2）服务器池
3）共享存储
架构对象
| VS | Virtual Server，也称为 Director，负载均衡服务器 |
|---|---|
| RS | Real Server，真正的服务器，集群中各节点 |
| VIP | Director 向外部提供服务的 IP |
| DIP | Director 向内部与 RS 通信的 IP |
| RIP | 真实服务器的 IP |
| CIP | 客户端的 IP |
三、LVS工作模式
LVS-NAT（NAT模式）
LVS-DR（直接路由模式）（应用最广泛）
LVS-TUN（IP隧道(Tunnel)模式，不常用）
FULL-NAT模式（双向转换模式，不常用）
四、LVS负载均衡算法
1.静态负载均衡
| rr | round robin | 轮询 |
|---|---|---|
| wrr | weight round robin | 加权轮询 |
| sh | source hashing | 源地址散列算法（HASH） |
| dh | destination hashing | 目标地址 HASH |
2.动态负载均衡
动态负载均衡
lc（leash-connection，最少连接 ）
简单算法：active * 256 + inactive (谁的小选谁)
wlc（加权最少连接）
简单算法：（active * 256 + inactive) / weight（谁的小选谁）
sed（最少期望延迟）
简单算法：（active + 1) * 256 / weight （谁的小选谁）
nq（never queue，永不排队）
LBLC（基于局部性的最少连接 ）
LBLCR（基于局部性的带复制功能的最少连接）
五、ipvsadm命令详解
| -A | 添加虚拟服务节点 |
|---|---|
| -D | 删除虚拟服务节点 |
| -L | 查看虚拟服务节点列表 |
| -a | 添加真实服务节点 |
| -d | 删除真实服务节点 |
| -l | 查看真实服务节点列表 |
| -t | 指定虚拟服务器IP地址 |
| -s | 指定调度算法 |
| -r | 指定真实服务器节点IP地址 |
| -w | 指定权重值 |
| -g | 直接路由模式（默认） |
| -i | 隧道模式（不常用） |
| -m | NAT模式 |
六、LVS配置案例
1.基础配置
关闭防火墙
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
关闭Selinux
setenforce 0
关闭Networkmanager
systemctl stop NetworkManager && systemctl disable NetworkManager
配置IP地址
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
2.实现NAT模型搭建
（一）负载调度器配置
配置IP地址
增加一块网卡
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens37
vim ifcfg-ens37
NAME=ens38
DEVICE=ens38
安装ipvsadm
yum install -y ipvsadm
开启路由转发功能
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p
加载ip_vs模块
modprobe ip_vs
lsmod |grep ip_vs
启动ipvsadm服务
systemctl start ipvsadm
配置负载分配策略
ipvsadm -A -t 192.168.16.100:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.16.100:80 -r 192.168.115.4:80 -m
ipvsadm -a -t 192.168.16.100:80 -r 192.168.115.5:80 -m
保存策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
（二）web节点配置
安装nginx
配置网关
route add -net 0/0 gw 192.168.115.3
测试
3.实现DR模型搭建
| 负载调度配置器-ens33 | 192.168.115.3 | 192.168.115.2 | 192.168.115.2 |
| 负载调度配置器-ens33:0 | 192.168.115.200 | / | / |
| web1-ens33 | 192.168.115.4 | / | / |
| web1-ifcfg-lo:0 | 192.168.115.200 | / | / |
| web2-ens33 | 192.168.115.5 | / | / |
| web2-ifcfg-lo:0 | 192.168.115.200 | / | / |
(一)负载调度器配置
调整ARP参数
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects=0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
sysctl -p
配置虚拟IP地址
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
安装ipvsadm
yum install -y ipvsadm
加载ip_vs模块
modprobe ip_vs
lsmod |grep ip_vs
启动ipvsadm服务
systemctl start ipvsadm
配置负载分配策略
ipvsadm -A -t 192.168.115.200:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.115.200:80 -r 192.168.115.4:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.115.200:80 -r 192.168.115.5:80 -g
保存策略
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
（二）web节点配置
调整ARP参数
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
sysctl -p
配置虚拟IP地址
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0
vim ifcfg-lo:0
添加回环路由
route add -host 192.168.115.200/32 dev lo:0
安装httpd
访问192.168.115.200
进行验证
总结
LVS集群是一种强大的负载均衡解决方案，可以提高系统的可用性、性能和可扩展性。通过深入探索LVS集群的原理、架构和配置方法，我们可以更好地理解和应用这一技术，为构建高可用性的互联网应用提供有力支持。