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18.6 負載均衡集群介紹

實現(xiàn)負載均衡集群的軟件有：LVS、Keepalived、Nginx、haproxy等。其中LVS屬于四層（網(wǎng)絡OSI模型）；Nginx屬于七層；haproxy既可以認為是四層，也可以當做是七層使用。
LVS、haproxy這種四層負載均衡可以分發(fā)除80端口以外的通信，如MySQL-3306；而Nginx僅僅支持http，https，mail。
相對來說，LVS這種四層的更加穩(wěn)定，能承受更多的請求，而Nginx這種七層的更加靈活，能實現(xiàn)更多的個性化需求。

18.7 LVS介紹

LVS是基于tcp/ip做的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，穩(wěn)定性和效率很高，LVS最新版本是基于Linux內(nèi)核2.6。LVS常見的模式有三種：NAT、DR、IP Tunnel。LVS架構(gòu)中有一個核心角色叫分發(fā)器（Load Balance），用于分發(fā)客戶的各種請求，另外還有諸多服務器（real server，簡稱rs），用于處理用戶各種請求。

NAT模式

• 這種模式借助iptables的nat表來實現(xiàn)
• 用戶的請求到分發(fā)器后，通過預設的iptables規(guī)則，把請求的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到后端的rs上去
• rs需要設定網(wǎng)關(guān)為分發(fā)器的內(nèi)網(wǎng)ip
• 用戶請求的數(shù)據(jù)包和返回給用戶的數(shù)據(jù)包全部經(jīng)過分發(fā)器，所以分發(fā)器成為瓶頸
• 在nat模式中，只需要分發(fā)器有公網(wǎng)ip即可，所以比較節(jié)省公網(wǎng)ip資源

在該模式中，load balancer是限制該架構(gòu)處理用戶請求的一個瓶頸，所以該模式比較適合小模式的集群（服務器rs在10臺以內(nèi)）；該模式的優(yōu)勢是節(jié)省公網(wǎng)資源。

IP Tunnel模式

• 這種模式，需要有一個公共的IP配置在分發(fā)器和所有rs上，我們把它叫做vip
• 客戶端請求的目標IP為vip，分發(fā)器接收到請求數(shù)據(jù)包后，會對數(shù)據(jù)包做一個加工，會把目標IP改為rs的IP，這樣數(shù)據(jù)包就到了rs上
• rs接收數(shù)據(jù)包后，會還原原始數(shù)據(jù)包，這樣目標IP為vip，因為所有rs上配置了這個vip，所以它會認為是它自己

DR模式

• 這種模式，也需要有一個公共的IP配置在分發(fā)器和所有rs上，也就是vip
• 和IP Tunnel不同的是，它會把數(shù)據(jù)包的MAC地址修改為rs的MAC地址
• rs接收數(shù)據(jù)包后，會還原原始數(shù)據(jù)包，這樣目標IP為vip，因為所有rs上配置了這個vip，所以它會認為是它自己

MAC(Media Access Control或者Medium Access Control)地址，意譯為媒體訪問控制，或稱為物理地址、硬件地址，用來定義網(wǎng)絡設備的位置。在OSI模型中，第三層網(wǎng)絡層負責 IP地址，第二層數(shù)據(jù)鏈路層則負責 MAC地址。因此一個主機會有一個MAC地址，而每個網(wǎng)絡位置會有一個專屬于它的IP地址。MAC地址是網(wǎng)卡決定的，是固定的。

ARP（Address Resolution Protocol）地址解析協(xié)議，是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個TCP/IP協(xié)議。
OSI模型把網(wǎng)絡工作分為七層，IP地址在OSI模型的第三層，MAC地址在第二層，彼此不直接打交道。在通過以太網(wǎng)發(fā)送IP數(shù)據(jù)包時，需要先封裝第三層(32位IP地址)、第二層(48位MAC地址)的報頭，但由于發(fā)送時只知道目標IP地址，不知道其MAC地址，又不能跨第二、三層，所以需要使用地址解析協(xié)議。使用地址解析協(xié)議，可根據(jù)網(wǎng)絡層IP數(shù)據(jù)包包頭中的IP地址信息解析出目標硬件地址(MAC地址)信息，以保證通信的順利進行。

18.8 LVS的調(diào)度算法

• 輪詢 Round-Robin ? ?rr
• 加權(quán)輪詢 Weight Round-Robin ? ?wrr
• 最小連接 Least-Connection ? ? ?lc
• 加權(quán)最小連接 Weight Least-Connection ? ?wlc
• 基于局部性的最小連接 Locality-Based Least Connections ? ?lblc
• 帶復制的基于局部性最小連接 Locality-Based Least Connections with Replication ? ?lblcr
• 目標地址散列調(diào)度 Destination Hashing ? ?dh
• 源地址散列調(diào)度 Source Hashing ? ?sh

常用的是前面四種算法。

18.9-18.20 LVS NAT模式搭建

準備工作

網(wǎng)絡準備

?三臺機器

? 分發(fā)器，也叫調(diào)度器（簡寫為dir）

? 內(nèi)網(wǎng)：230.135，外網(wǎng)：118.147（vmware僅主機模式）

? rs1

? 內(nèi)網(wǎng)：230.130，設置網(wǎng)關(guān)為230.135

? rs2

?內(nèi)網(wǎng)：2350.145，設置網(wǎng)關(guān)為230.135

防火墻

?三臺機器上都執(zhí)行執(zhí)行

? systemctl stop firewalld; systemc disable firewalld

? systemctl start ?iptables-services; iptables -F; service iptables save

關(guān)閉SELinux：setenforce 0

保險起見最好改下配置文件改成disabled

[root@test ~]# vim /etc/selinux/config

以下操作在real1（130）和real2（145）中進行：

[root@cham1 ~]# yum install -y iptables-services [root@cham1 ~]# iptables -F [root@cham1 ~]# service iptables save iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables:[ 確定 ][root@test ~]# yum install -y iptables-services [root@test ~]# iptables -F [root@test ~]# service iptables save iptables: Saving firewall rules to /etc/sysconfig/iptables:[ 確定 ]

說明：?進行該設置的原因是NAT模式是基于防火墻nat表的一種模式，所以會使用iptables規(guī)則。

是為了讓它條用一個空規(guī)則，等會配置一條新的規(guī)則。

開始搭建

配置director (135)：

腳本解釋 #! /bin/bash # director 服務器上開啟路由轉(zhuǎn)發(fā)功能 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward # 關(guān)閉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 # 注意區(qū)分網(wǎng)卡名字，adai的兩個網(wǎng)卡分別為ens33和ens37 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects # director 設置nat防火墻 iptables -t nat -F iptables -t nat -X iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.8.0/24 -j MASQUERADE # director設置ipvsadm規(guī)則 IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm' $IPVSADM -C #-C=clear，清除規(guī)則 $IPVSADM -A -t 192.168.75.128:80 -s rr #-A：=add，添加規(guī)則；-t：=tcp；-s 指定算法； #在此可以添加-p：指定超時時間（解決session問題：保證同一請求被分發(fā)到同一rs上） #因為添加-p選項后會影響測試效果，所以在此不加該參數(shù)（注：時間不能設置為0） $IPVSADM -a -t 192.168.75.128:80 -r 192.168.8.134:80 -m -w 1 $IPVSADM -a -t 192.168.75.128:80 -r 192.168.8.135:80 -m -w 1 #-a：=add，增加nat架構(gòu)中的rs；-r：指定rs的IP；-m：指定LVS模式為NAT（masquerade） #-w：=weight，指定權(quán)重

開始搭建

安裝ipvsadm工具： [root@cham002 ~]# yum install -y ipvsadm配置ipvsadm腳本： [root@cham002 ~]# vim /usr/local/sbin/lvs_nat.sh#! /bin/bash # director 服務器上開啟路由轉(zhuǎn)發(fā)功能 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward # 關(guān)閉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 # 注意區(qū)分網(wǎng)卡名字，的兩個網(wǎng)卡分別為ens33和ens37 echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens33/send_redirects echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/conf/ens37/send_redirects # director 設置nat防火墻 iptables -t nat -F iptables -t nat -X iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.230.0/24 -j MASQUERADE # director設置ipvsadm IPVSADM='/usr/sbin/ipvsadm' $IPVSADM -C $IPVSADM -A -t 192.168.118.147:80 -s lc -p 3 $IPVSADM -a -t 192.168.118.147:80 -r 192.168.230.130:80 -m -w 1 $IPVSADM -a -t 192.168.118.147:80 -r 192.168.230.145:80 -m -w 1執(zhí)行該腳本： [root@cham002 ~]# sh /usr/local/sbin/lvs_nat.sh #注：執(zhí)行該腳本時無錯誤輸出說明沒問題。查看ipvsadm規(guī)則 [root@cham002 ~]# ipvsadm -ln IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096) Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn TCP 192.168.118.147:80 lc persistent 3-> 192.168.230.130:80 Masq 1 0 0 -> 192.168.230.145:80 Masq 1 0 0

配置rs：

在兩臺rs上安裝Nginx，并分別設置其主頁用來區(qū)分兩臺機器。?

130 [root@cham1 ~]# yum install -y nginx [root@cham1 ~]# yum install -y epel-release（如果沒有nginx安裝包需要安裝擴展源） 編輯rs1主頁： [root@cham1 ~]# vi /usr/share/nginx/html/index.html [root@cham1 ~]# curl localhost cham 130145這臺做keepalivad的時候已經(jīng)安裝了 編輯rs2主頁： [root@test ~]# vim /usr/share/nginx/html/index.html [root@test ~]# curl localhost cham 145 backup backup.

測試

訪問公網(wǎng)IP：192.168.118.147。瀏覽器可能有緩存問題。

[root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 145 backup backup. [root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 130[root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 145 backup backup. [root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 130[root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 145 backup backup. [root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 130[root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 145 backup backup. [root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 130[root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 145 backup backup. [root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 130[root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 145 backup backup. [root@cham002 ~]# curl 192.168.118.147 cham 130

?

轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/u/3708120/blog/1615426

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的18.6 负载均衡集群介绍 18.7 LVS介绍 18.8 LVS调度算法 18.9/18.10 LVS NAT模式搭建的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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