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18.6 负载均衡集群介绍

脑洞老湿_
 脑洞老湿_
发布于 2017/09/06 11:07
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负载均衡集群介绍

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求

LVS介绍

LVS是由国人章文嵩开发
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 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

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
mark

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

mark

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*
    mark

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

NAT模式搭建

####1、环境准备:

三台机器
分发器,也叫调度器(简写为dir)
内网:60.11,外网:80.128(vmware仅主机模式)
rs1
内网:60.12,设置网关为60.11 rs2
内网:60.13,设置网关为60.11

三台机器上都执行执行 
 systemctl stop firewalld; systemctl disable firewalld
 systemctl start  iptables-services; iptables -F; service iptables save 

2、搭建lvs

在dir上安装ipvsadm
 yum install -y ipvsdam
 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,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 192.168.133.0/24  -j MASQUERADE
# director设置ipvsadm
IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm'    #定义一个变量,后面会用到;
$IPVSADM -C    #-C是清空ipvsadm的规则;
$IPVSADM -A -t 192.168.80.128:80 -s rr    
#-A添加virtual server,-t为TCP,-s指定调度算法,rr为轮询算法,-p为指定超时时间(单位为秒)
$IPVSADM -a -t 192.168.80.128:80 -r 192.168.60.12:80 -m -w 1  
#-a增加rs,-t指定rs的ip,-m表示lvs模式为nat(-g是DR、-i是IP Tunnel)
$IPVSADM -a -t 192.168.80.128:80 -r 192.168.60.13:80 -m -w 1

4、NAT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
[root@aming2 ~]# echo 'aming2' >/usr/share/nginx/html/index.html
[root@aming3 ~]# echo 'aming3' >/usr/share/nginx/html/index.html
 浏览器里访问192.168.80.128,多访问几次看结果差异
[root@DasonCheng ~]# curl 192.168.80.128
aming3
[root@DasonCheng ~]# curl 192.168.80.128
aming2
[root@DasonCheng ~]# curl 192.168.80.128
aming3
[root@DasonCheng ~]# curl 192.168.80.128
aming2

浏览器测试:
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