LVS-NAT

是通过改变数据包中的目的IP地址,来实现调度的.


拓扑图:

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术

说明:

Director是调度服务器、Real N为真实服务器(这里用四台).实验用vmware虚拟机和小凡模拟器来完成,为了保证物理上确实是隔离开的,需要不同的vmnet网卡相连.

lClient与路由器之间用vmnet1连接;

l路由器与Director之间用vmnet2连接;

lDirectoreth1Real Nvmnet5

所有服务器均为:Centos6.5_X86_64 内核版本为2.6.32-431.el6.x86_64


步骤:

一、Install software:

1.安装ipvsadm(用户空间工具)

配置好本地yum,使用本地yum源来安装此工具

[root@Director ~]# yum install -yipvsadm


二、配置各主机的IP

主机

IP

网关

Client

172.16.41.2

F0/0

Route

F0/0:172.16.41.1---vm1

F0/1:192.168.2.1---vm2


Director

eth0:192.168.2.2(VIP)---vm2

eth1:192.168.3.1(DIP)---vm5

F0/1

Real server 1

eth0:192.168.3.10

192.168.3.1(DIP)

Real server 2

eth0:192.168.3.20

192.168.3.1(DIP)

Real server 3

eth0:192.168.3.30

192.168.3.1(DIP)

Real server 4

eth0:192.168.3.40

192.168.3.1(DIP)

Real server N

eth0:192.168.3.N

192.168.3.1(DIP)

由于是用NAT方式做负载均衡,所以Realserver N 都要指向Director作为网关.


三、配置Realserver N的主页服务

给每台Real server 服务器安装好Web服务,并在每台服务器的/var/www/html/下建立index.html文件,为了看出效果,最好每台服务器上的index.html文件不一样,例如在Real server 1 上的index.html内容如下:

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_02

其他几台Real server 服务器的index.html内容,只需要把上面的红色框的部分对应更改一下即可,然后开启httpd服务.


四、配置Director

Director上面也建立个apache服务,写个与真实服务器不一样的index.html,例如:

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_03

建立这个index.html的目的是为验证集群效果.当没有配置集群时,看到的是Director上的index.html,如果配置了集群,再访问VIP,就能看到其他Real server服务器上的index.html.


1.开启路由转发:

[root@Director ~]# vim/etc/sysctl.conf

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_04

[root@Director ~]# sysctl -p

此步非常重要!!!


2.增加虚拟服务

[root@Director ~]# ipvsadm -A -t 192.168.2.2:80 -s rr

增加一个指向192.168.2.2:80 tcp虚拟服务,用轮叫(rr)算法


3.增加真实服务器

ipvsadm -a -t192.168.2.2:80 -r 192.168.3.10 -m

ipvsadm -a -t192.168.2.2:80 -r 192.168.3.20 -m

ipvsadm -a -t 192.168.2.2:80-r 192.168.3.30 -m

ipvsadm -a -t192.168.2.2:80 -r 192.168.3.40 -m

NAT的方式,增加指向各真实服务器条目.


五、测试

Client上用浏览器打开http://192.168.2.2地址,这时能看到真实服务的主页内容.反复按F5刷新,能看到不同的真实服务器的内容.说明集群已经建立成功.


我们也可以到Director服务器上,通过执行ipvsadm -L-n 来查看调度的状态,如下:

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_05


可以看出,4Realserver,被调用的频率是均等的,因为用了rr算法.

并且用的是NAT方式实现调度.(Masq代表NAT方式)


六、wrr算法的应用

上面用的是轮叫(rr)算法,每个Realserver被调用的机会是均等的,假设Real server1Realserver2的处理性能远比Real server3Real server4都强,rr算法就不是很合理了.因为rr算法不会考虑权重(Weight),也就是优先级,所以需要换成wrr(加权轮叫)算法,此算法会考虑管理员设置的权重,权重高的Realserver,会被优先选中,而被选中的频率也会多一些.

由于是接着上面的实验继续研究,所以可以有2种方法:①删除以前的内容重新开始②替换以前的内容.如果要删除,可以用ipvsadm -C来清除所有配置,再按上面的步骤23做就可以了.下面采用替换的方法:

1.改变算法:

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_06

2.改变Real server1Realserver2的权重高一些

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_07

权重值范围从0-65535之间,默认值为1,值越高,优先级就越高.如果值是0表示永远不被选中(在处理真是服务器故障和维护时很有用),如果只是65535表示永远只选中.


改完后在Client 的浏览器里按F5刷新,director上可以看到Realserver1Real server2被选中的频率是其他Real server5.倍值可以根据你工作的环境来合理设置.

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_08


注意:

当用rr算法时,即使设置了权重值,也不会起作用.只有用到wrr算法时,权重值才会发挥作用.

可见ipvsadm -a 命令加入真实条目的先后顺序,并不能决定Real server 的优先级,而是靠权重来决定的.


七、lcwlc算法的应用

Lc是最少链接算法,此算法会检查哪台Realserver 的链接请求最少,就优先选择它.所以当你的服务器硬件配置相同时,lc是个不错的选择,(个人感觉如果链接的起始数量一样的时候,rr算法没有区别)wlc是加权最少链接算法,此算法跟lc类似,只是增加了权重的考虑条件.能让管理员在指定的Realserver,优先应用最少链接算法.rrwrr之间的关系是一种感觉.我们来实验一下:

1.改变算法:

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_09

2.改变Realserver1Real server 2的权重高一些

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_10

改完后在Client 的浏览器里按F5刷新,director上可以看到Realserver1Real server2被选中的频率是其他Real server5.倍值可以根据你工作的环境来合理设置.(好像跟wrr的效果差不多-_-!)

LVS_NAT实现过程..._lvs wlc 负载均衡技术_11


注意:

Lvs默认的算法是wlc

当用lc算法时,即便设置了权重值,也不会起作用.只用用到wlc算法时,权重才会发挥作用.


NAT方式小结:

原理比较好理解,配置相对简单些

如果Real server 5-10台以上时,Director将会是瓶颈....