一:简介
二:LVS的三种模型
1.NAT模型
192.168.0.1会访问LVS服务器的192.168.0.2地址，172.16.0.1连接着内网的web服务器,并作为其默认网关,首先LVS服务器会监听在192.168.0.2这个地址的80端口上,192.168.0.1这台Client会去访问LVS服务器上的80端口,此时LVS服务器会根据其内部设置的调度算法在其后端选择一台服务器,假设此时选中了172.16.0.2,那么LVS服务器会修改其报文的目的地址为172.16.0.2,并将报文转发给了172.16.0.2这台服务器,这台服务器根据请求报文来够建响应报文,其目标地址为192.168.0.1 源地址为172.16.0.2,这个报文会首先发给网关也就是lVS服务器,此时LVS服务器将其源地址修改为192.168.0.2再将报文发送给客户端.至此一个报文的请求过程结束.
总结:
NAT:地址转换和DNAT原理相同,性能一般,LVS Server要频繁处理数据包。 1.集群节点根director必须在同一个IP网段中 2.RIP通常是私有地址仅用于各集群节点通信 3.directory位于client和real server之间,并负责出来进出的所有通信 4.real server的必须将网关指向DIP 5.支持端口映射 6.real server可以使用任意OS 7较大规模应用场景中director易成为系统瓶颈
2.DR模型
LVS WEB1 WEB2 这三台服务器都配置了VIP但是WEB1 WEB2这两台服务器的VIP是不向外广播自己的VIP mac地址,也就是说实际上只有LVS这台服务器上的VIP才可以进行向外通信,当192.168.0.5访问VIP的时候，报文就会到达LVS这台机器,LVS服务器根据lvs调度算法从后端服务器中选出一台web服务器，假设这里选中了WEB1这台服务器,那么LVS服务器就会修改报文的目标mac地址改为WEB1的mac地址,报文就被送往WEB1这台服务器,WEB1响应报文请求后,将响应结果封装成报文,目标地址为192.168.0.5源地址为将报文发送出去的接口地址,所以必须让响应报文从配置了VIP地址的接口发送出去,所系需要在WEB1设置路由条目让所有的含有VIP的报文都从配置VIP地址的接口出去,那么响应报文的源地址就成了VIP
总结:
DR:直接路由
1.各集群节点根directory必须在同一个物理网络中
2.RIP地址可以不是私有地址,实现便捷的远程管理
3.directory进负责入站请求,响应报文由realserver直接发给客户端
4.realserver不能将网关指向DIP
5.不支持端口映射
6.大多数操作系统都可以使用在real server上
7.可以处理比NAT模型更多的处理请求3.TUN隧道模型
隧道模型和DR模型本质是相同的，只是DR模型要求LVS服务器和后端的web服务器是同一个网段的(通过MAC地址进行通信)，但是隧道模型可以不局限于让LVS服务器和后端web服务器在一个网段,可以分布不在不同的地方，通过给IP报文外再封装一层IP，来讲报文发送到远端的web服务器,这也要求问网卡支持.
总结:
TUN:隧道
机制跟DR一样,只是转发请求的时候会修改报文,双IP报文,
需要realserver和directory必须支持隧道机制
1.集群结点可以跨越互联网
2.RIP必须是公网地址
3.directory进负责入站请求,响应报文由realserver直接发给客户端
4.realserver网关不能指向directory
5.只有支持隧道功能的OS才能用于realserver三:LVS的十种调度算法
1.Round Robin rr算法 无需记录每一个连接的状态,对于客户端的请求轮流分配至各个realserver,适用于服务器性能相同的场合 2.Weighted round robin wrr算法 根据权重的比例情况分配请求,权重大的按照比例情况多分配用户连接请求,适用于服务器性能不相同的情况 3.least connected lc算法 active活动连接:已经建立的连接正在数据传输 inactive非活动连接:已经建立的连接,使用了长连接机制,该连接空闲着 连接数=active*256+inactive 需要记录每一个realserver的连接数情况,连接终止或超时连接数减一,新的用户连接将会分配给当前连接数最小的realserver 4.weighted least connection wlc算法 lvs的默认算法 连接数=(active*256+inactive)/weight 新的用户连接请求将会分配给当前连接数最小的realserver 5.Locality-Based Least connection lblc算法 lblc调度算法先根据请求的目标IP地址找出该目标IP地址最近使用的服务器， 若该服务器是可用的且没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器不存在， 或者该服务器超载且有服务器处于其一半的工作负载，则用“最少链接”的 原则选出一个可用的服务器，将请求发送到该服务器。 非常适用于cache服务器的场景,将会大大提高cache服务器的缓存命中率 6.Locality-Based Least Connections with Replication Scheduling lblcr算法 也是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。 它与LBLC算法的不同之处是它要维护从一个目标IP地址到一组服务器的映射， 而 LBLC算法维护从一个目标IP地址到一台服务器的映射。对于一个“热门” 站点的服务请求，一台Cache 服务器可能会忙不过来处理这些请求。 这时，LBLC调度算法会从所有的Cache服务器中按“最小连接”原则选出一台 Cache服务器，映射该“热门”站点到这台Cache服务器，很快这台Cache服务器 也会超载，就会重复上述过程选出新的Cache服务器。这样，可能会导致该“热门”站点的映像会出现在所有的Cache服务器上，降低了Cache服务器的使用效 率。LBLCR调度算法将“热门”站点映射到一组Cache服务器（服务器集合），当 该“热门”站点的请求负载增加时，会增加集合里的Cache服务器，来处理不断 增长的负载；当该“热门”站点的请求负载降低时，会减少集合里的Cache服务 器数目。这样，该“热门”站点的映像不太可能出现在所有的Cache服务器上， 从而提供Cache集群系统的使用效率。LBLCR算法先根据请求的目标IP地址找出该 目标IP地址对应的服务器组；按“最小连接”原则从该服务器组中选出一台服务 器，若服务器没有超载，将请求发送到该服务器；若服务器超载；则按“最小连 接”原则从整个集群中选出一台服务器，将该服务器加入到服务器组中，将请求 发送到该服务器。同时，当该服务器组有一段时间没有被修改，将最忙的服务器 从服务器组中删除，以降低复制的程度。 7.source hash 源地址hash,来自同一个客户端的请求都会发往到同一台realserver,可以实现session affinity 8.destination hash 目标地址hash 适用缓存服务器场景.对于访问相同地址的请求都被发往相同的服务器 9.sed 最短期望延迟 连接数=(active+1)*256/weight 每次讲请求发往连接数最少的服务器 10.never queue 分发请求+sed的结合
四:lvs的安装和使用
2.6内核以后LVS基本都集成在内核当中,只需要安装其用户空间的程序ipvsadm利用其生产规则并应用与内核空间的LVS模块
安装使用:
安装:
yum install ipvsadm -y
使用:
ipvsadm:
管理集群服务
添加 -A -t|u|f(tcp/udp/FWM防火墙标记) service-address:[port|Mark Number] [-s scheduler]
修改 -E Same to -A
删除 -D -t|u|f service-address
example:ipvsadm -A -t 192.168.0.1:80 -s rr
管理集群服务中的RS
添加 -a -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight]
service-address:实现定义好的某集群服务
-r server-address:某RS地址,在NAT模型中可使用IP:PORT实现端口映射
-g:DR
-i:TUN
-m:NAT
-w weight 定义权重
修改 -e Same to -a
删除 -d -t|u|f service-address -r server-address
查看
-L|l
-n 以数字形式显示不反解IP地址和端口
--stats 显示统计信息
--rate 输出速率信息
--timeout 会话超时时间长度
-c 显示当前ipvs的连接状况
-Z 清空统计数据
-C 删除所有集群服务,清空规则
-S 使用输出重定向对规则进行保存 service ipvs save
-R 使用输入重定向读入规则 service ipvs restore
