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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

分类: 文章 • 2023-11-10 13:24:28

1，负载均衡集群介绍。

 主流开源软件有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求。

2，LVS介绍。

 LVS是由国人章文嵩开发的
 流行度不亚于apache的httpd，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 balancer），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。

 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

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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。

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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


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3，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
 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

4， LVS NAT模式搭建。

准备三台机器。

第一台机器：分发器，也叫调度器（简写为dir），需要设置两个网卡。

内网IP地址是：192.168.177.130，外网IP：192.168.162.128。

第二台机器：rs1。内网IP：192.168.177.132，设置网关为192.168.177.130。

第三台机器：rs2。 内网IP：192.168.177.133，设置网关为192.168.177.130。

在三台机器上都执行一下命令。目的是调用一个空规则方便做实验。
 systemctl stop firewalld; systemctl disable firewalld

 systemctl start  iptables; iptables -F; service iptables save 

将

5，在dir上安装ipvsadm
 yum install -y ipvsadm
 在dir上编写脚本，vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh//内容如下
#! /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
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
iptables -t nat -X
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.177.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'
$IPVSADM -C
$IPVSADM -A -t 192.168.162.128:80 -s wlc -p 3 //实验中实际是用-s -rr
$IPVSADM -a -t 192.168.162.128:80 -r 192.168.177.132:80 -m -w 1

$IPVSADM -a -t 192.168.162.128:80 -r 192.168.177.133:80 -m -w 1

6，NAT模式效果测试。

   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192.168.162.128，多访问几次看结果差异

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