LVS实战
文章目录
- LVS实战
- 1.LVS介绍
- 2.LVS四种模式
- 3.LVS实战DR模式
1.LVS介绍
lvs是4层负载均衡机制的实现，直接通过对fileter的修改实现请求之间的转发，多用在较大型集群环境中，是在内核级别实现的，其具有以下特点：
1、抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生，保证了均衡器IO的性能不会受到大流量的影响；
2、配置性比较低，这是一个缺点也是一个优点，因为没有可太多配置的东西，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率；
3、工作稳定，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived和LVS+Heartbeat，不过我们在项目实施中用得最多的还是LVS/DR+Keepalived；
4、应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡，不管是http还是ssh协议都可以使用lvs；
5、软件本身不支持正则处理，不能做动静分离，这个就比较遗憾了；其实现在许多网站在这方面都有较强的需求，这个是Nginx/HAProxy+Keepalived的优势所在。
6、如果是网站应用比较庞大的话，实施LVS/DR+Keepalived起来就比较复杂了，特别后面有Windows Server应用的机器的话，如果实施及配置还有维护过程就比较复杂了，相对而言，Nginx/HAProxy+Keepalived就简单多了。
7、性能非常卓越，已经在多个公司使用可靠性也非常不错，并且是开源项目，可以修改源代码定制自己的需求2.LVS四种模式
lvs-nat
lvs-dr
lvs-tun
lvs-fullnat1. lvs-nat NAT模式：
多目标的DNAT：通过将请求报文的目标地址和目标端口修改为挑选出某RS的RIP和PORT来实现(通过ipvsadm实现)；
(1) RIP和DIP应该使用私网地址，RS的网关应该指向DIP；
(2)请求和响应报文都要经由director转发；极高负载的场景中，Director可能会成为系统瓶颈；
(3)支持端口映射；用户请求的端口，可以与RS响应的端口不一样；
(4) VS节点必须为Linux，RS节点可以是任意的OS，因为lvs是linux上专用的；
(5) RS的RIP与Director的DIP必须在同一IP网络；
流程图
2. lvs-dr:Direct Routing DR模式
lvs默认的类型，功能非常强大
通过修改请求报文的MAC地址进行转发；IP首部不会发生变化（源IP为CIP，目标IP始终为VIP）；
(1)确保前端路由器将目标IP为VIP的请求报文一定会发送给Director；
解决方案有多种：
1.arp静态绑定；
2.禁止RS响应VIP的ARP请求；
(a)使用arptables；
(b)修改各RS的内核参数，并把VIP配置在特定的接口上实现禁止其响应；
(2) RS的RIP可以使用私有地址，也可以使用公网地址；
(3) RS跟Director必须在同一物理网络中；
(4)请求报文必须由Director调度，但响应报文必须不能经由Director；
(5)不支持端口映射；
(6)各RS可以使用大多数的OS；流程图
3. Lvs-tun模式:（ipip隧道）
不修改请求报文的IP首部，而是通过在原有的IP首部(CIP-VIP)之外，再封装一个ip首部(DIP-RIP);
(1)RIP,DIP,VIP全得是公网地址;
(2)RS的网关不能指向DIP;
(3)请求报文必须经由director调度，但响应报文必须不能经由director;
(4)不支持端口映射；
(5)RS的OS必须支持隧道功能；
基本上同dr模式一样，只是在客户端请求的时候在首部添加一个指向RS的IP头部
4. Lvs-fullnat:源地址和目标地址都会改变
director通过同时修改请求报文的上标地址和源地址进行转发；
(1)VIP是公网地址；RIP和DIP是私网地址，二者无须在同一个网络中：
(2)RS接收到的请求报文的源地址为DIP，因此要响应给DIP;
(3)请求报文和响应报文都必须经由Director；
(4)支持端口映射机制;
(5)RS的OS可以是任意OS；
3.LVS实战DR模式
#环境准备：干净的3台机器
lvs-dr: 10.0.0.201(DR)负载均衡器
lvs-rs1: 10.0.0.202(SR)
lvs-rs2: 10.0.0.203(SR)
#关闭防火墙和selinuxDR配置
#lvs-dr: 10.0.0.201(DR)执行
#1.安装ipvsadm
[root@lvs-dr ~]# yum install ipvsadm -y
#2.LVS/DR模式
实验说明:(不能使用云服务器，云都有云负载均衡)
1.网络使用NAT模式
2.DR模式要求Director DIP和所有RealServer RIP必须在同一个网段及广播域
3.所有节点网关均指定真实网关
网络拓扑：
Director: DIP:10.0.0.201
VIP:10.0.0.100
Real Server: 10.0.0.202 10.0.0.203
Client:测试试音，不做任何配置
#3.LVS/DR模式实施
准备工作（集群中所有主机关闭防火墙和selinux）
做解析：（3台机器都做）
cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
10.0.0.201 lvs-dr
10.0.0.202 lvs-rs1
10.0.0.203 lvs-rs2
#Director分发器配置，配置VIP
#临时设定VIP，设定完不能重启网络服务，重启之后就会失效
[root@lvs-dr ~]# ip a a dev ens33 10.0.0.100/32 #配置VIP，子网掩码设置32位最优ip
[root@lvs-dr ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
link/ether 00:0c:29:dd:e1:73 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.0.201/24 brd 10.0.0.255 scope global noprefixroute ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet 10.0.0.100/32 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::91cf:93df:680b:3436/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
#4.启动ipvsadm服务
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm #必须先保存规则，否则启动报错
[root@lvs-dr ~]# systemctl start ipvsadm
#5.定义LVS分发策略
=========================================
-A：添加VIP
-t：用的是tcp协议
-a：添加的是lo的vip地址
-r：转发到realserverip
-s：算法
-L|-l -list：显示内核虚拟服务列表
--numeric,-n：以数字形式输出地址和端口号
-g --gatewaying：指定LVS工作模式为直接路由模式（也是LVS默认的模式）
-S -save：保存虚拟服务器规则到标准输出，输出为-R选项可读的格式
rr：轮询
#如果添加错了，删除命令如下：
# ip adddr del 10.0.0.120 dev ens33
# ipvsadm -C #清除内核服务器中所有虚拟记录
=========================================
#添加虚拟服务器 -s 负载均衡算法
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -A -t 10.0.0.100:80 -s rr
#添加服务器真实记录地址
#-r:指定真实服务器的ip地址
#-g:指定工作模式为LVS-DR
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -a -t 10.0.0.100:80 -r 10.0.0.202 -g
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -a -t 10.0.0.100:80 -r 10.0.0.203 -g
#将规则保存到文件中
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -S >/etc/sysconfig/ipvsadm
============DR部署结束=========================
#6.DR查看的命令
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 10.0.0.100:80 rr
-> 10.0.0.202:80 Route 1 0 0
-> 10.0.0.203:80 Route 1 0 0
#显示统计信息
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -L -n --stats
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Conns InPkts OutPkts InBytes OutBytes
-> RemoteAddress:Port
TCP 10.0.0.100:80 0 0 0 0 0
-> 10.0.0.202:80 0 0 0 0 0
-> 10.0.0.203:80 0 0 0 0 0
#查看速率
[root@lvs-dr ~]# ipvsadm -L -n --rate
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
（每秒）连接数|入包个数|出包个数|入流量（字节）|出流量（字节）
Prot LocalAddress:Port CPS InPPS OutPPS InBPS OutBPS
-> RemoteAddress:Port
TCP 10.0.0.100:80 0 0 0 0 0
-> 10.0.0.202:80 0 0 0 0 0
-> 10.0.0.203:80 0 0 0 0 0RS配置
#RS配置：在10.0.0.202 lvs-rs1 10.0.0.202 lvs-rs2执行
#安装nginx并启动
[root@lvs-rs1 ~]# yum install nginx -y && systemctl start nginx
#设置站点
[root@lvs-rs1 ~]# echo "lvs-rs1" >/usr/share/nginx/html/index.html
#给RS绑定VIP，绑定在lo网卡
[root@lvs-rs1 ~]# ip a a dev lo 10.0.0.100/32
#忽略ARP广播，ARP静默，保证用户在访问VIP的时候能够访问到DR
[root@lvs-rs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore #忽略arp广播，临时的
[root@lvs-rs1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward #开启路由转发
#echo 2:保证RS能将数据之间返回给我们的客户端
[root@lvs-rs1 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce #匹配精确ip地址回包
[root@lvs-rs2 ~]# ip a a dev lo 10.0.0.100/32
[root@lvs-rs2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
[root@lvs-rs2 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
[root@lvs-rs2 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce客户端测试
curl http://10.0.0.100 #访问的是VIP
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