18.6 负载均衡集群介绍

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

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

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*

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：