LVS负载均衡群集——NAT模式

NAT模式

地址转换：

 简称NAT模式，类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户机的访问入口，也是各节点回应客户机的访问出口
 服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式

实验原理图

实验环境

LVS调度器作为web服务器池的网关，LVS两块网卡，分别连接内外网，使用轮询（rr）调度算法

LVS负载调度器 内网33网关：192.168.13.1  外网36：12.0.0.1
web1 192.168.13.151
web2 192.168.13.170
nfs服务器 192.168.13.145
client测试机 12.0.0.12

1，在nfs服务器上添加两块硬盘，做共享存储使用，格式化

[root@nfs ~]# fdisk /dev/sdb   ##分区
令(输入 m 获取帮助)：n   ##创建新分区
Partition type:
     p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
     e   extended
Select (default p): p   ##主分区
分区号 (1-4，默认 1)：   ##回车
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)： ##回车
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：  ##回车
将使用默认值 41943039
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 20 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：w   ##保存

[root@nfs ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1   ##格式化磁盘
##以上操作格式化/dev/sdc磁盘
[root@nfs ~]# mkdir /opt/kgc /opt/accp   ##创建挂载点
[root@nfs ~]# vim /etc/fstab  ##创建自动挂载 
##末行插入挂载
/dev/sdb1       /opt/kgc        xfs     defaults        0 0
/dev/sdc1       /opt/accp       xfs     defaults        0 0
[root@nfs ~]# mount -a  ##刷新挂载
[root@nfs ~]# df -hT  ##查看磁盘挂载情况
文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1      xfs        20G   33M   20G    1% /opt/kgc
/dev/sdc1      xfs        20G   33M   20G    1% /opt/accp
[root@nfs ~]# systemctl stop firewalld.service   ##关闭防火墙
[root@nfs ~]# setenforce 0
[root@nfs ~]# rpm -q nfs-utils   ##查看nfs两个包是否安装
nfs-utils-1.3.0-0.48.el7.x86_64
[root@nfs ~]# rpm -q rpcbind
rpcbind-0.2.0-42.el7.x86_64
[root@nfs ~]# vim /etc/exports  ##配置共享存储配置文件
/opt/kgc        192.168.13.0/24(rw,sync,no_root_squash)   ##支持13网段读写，同步，不支持降级处理
/opt/accp       192.168.13.0/24(rw,sync,no_root_squash)

2，把NFS服务器切换为仅主机模式，启动服务

[root@nfs ~]# systemctl start nfs   ##开启nfs服务
[root@nfs ~]# systemctl start rpcbind
[root@nfs ~]# showmount -e  ##查看提供共享信息
Export list for nfs:
/opt/accp 192.168.13.0/24
/opt/kgc  192.168.13.0/24
[root@nfs ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  ##修改网卡信息
BOOTPROTO=static   ##改为静态
...
IPADDR=192.168.13.145   ##添加地址，子网掩码，网关
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.13.1
[root@nfs ~]# service network restart   ##重启网络

3，在web1，web2上安装http服务，切换网卡为仅主机模式

//web1服务器//
[root@web1 ~]# yum install httpd -y   ##安装web服务
[root@web1 ~]# systemctl stop firewalld.service   ##关闭防火墙
[root@web1 ~]# setenforce 0
[root@web1 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  ##修改网卡信息
BOOTPROTO=static   ##改为静态
...
IPADDR=192.168.13.151   ##添加地址，子网掩码，网关
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.13.1
[root@web1 ~]# service network restart 
[root@web1 ~]# showmount -e 192.168.13.145  ##查看nfs共享信息
Export list for 192.168.13.145:
/opt/accp 192.168.13.0/24
/opt/kgc  192.168.13.0/24
[root@web1 ~]# vim /etc/fstab   ##设置自动挂载
192.168.13.145:/opt/kgc         /var/www/html   nfs     defaults,_netdev
0 0     ##挂载到站点中，模式为nfs，默认网络设备
[root@web1 ~]# mount -a   ##刷新挂载
[root@web1 ~]# df -hT   ##查看磁盘挂载信息
文件系统                 类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
192.168.13.145:/opt/kgc nfs4       20G   32M   20G    1% /var/www/html
[root@web1 ~]# echo "this is kgc web" >  /var/www/html/index.html  ##创建网页
[root@web1 ~]# systemctl start httpd.service ##启动web服务

//web2服务器//
[root@web2 ~]# yum install httpd -y   ##安装web服务
[root@web2 ~]# systemctl stop firewalld.service   ##关闭防火墙
[root@web2 ~]# setenforce 0
[root@web2 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  ##修改网卡信息
BOOTPROTO=static   ##改为静态
...
IPADDR=192.168.13.170   ##添加地址，子网掩码，网关
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.13.1
[root@web2 ~]# service network restart 
[root@web2 ~]# showmount -e 192.168.13.145  ##查看nfs共享信息
Export list for 192.168.13.145:
/opt/accp 192.168.13.0/24
/opt/kgc  192.168.13.0/24
[root@web2 ~]# vim /etc/fstab   ##设置自动挂载
192.168.13.145:/opt/accp         /var/www/html   nfs     defaults,_netdev
0 0     ##挂载到站点中，模式为nfs，默认网络设备
[root@web2 ~]# mount -a   ##刷新挂载
[root@web2 ~]# df -hT   ##查看磁盘挂载信息
文件系统                 类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
192.168.13.145:/opt/accp nfs4       20G   32M   20G    1% /var/www/html
[root@web2 ~]# echo "this is accp web" >  /var/www/html/index.html  ##创建网页
[root@web2 ~]# systemctl start httpd.service ##启动web服务

4，在lvs负载调度器上添加两块网卡并设置路由转发

[root@lvs ~]# yum install ipvsadm -y  ##安装ipvsadm调度管理工具

添加外网的网卡，并切换为仅主机模式

[root@lvs ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts
[root@lvs network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens36  ##复制网卡配置文件为ens36配置文件
[root@lvs network-scripts]# vim ifcfg-ens33
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.13.1   ##设置内网网关ip
NETMASK=255.255.255.0
[root@lvs network-scripts]# vim ifcfg-ens36
BOOTPROTO=static  ##删除UUID
NAME=ens36    ##修改为36
DEVICE=ens36
IPADDR=12.0.0.1   ##设置外网网关
NETMASK=255.255.255.0
[root@lvs network-scripts]# service network restart  ##重启网卡服务
##可以在web上用ping测试能否连同网关

##开启路由转发功能
[root@lvs network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf   ##路由转发配置文件
net.ipv4.ip_forward=1   ##开启路由转发
[root@lvs network-scripts]# sysctl -p  ##加载路由转换功能
[root@lvs network-scripts]# iptables -F ##清除转发表
[root@lvs network-scripts]#     iptables -t nat -F ##清除nat地址转换表
[root@lvs network-scripts]# iptables -t nat -A  POSTROUTING -o ens36 -s 192.168.13.0/24 -j SNAT --to-source 12.0.0.1
##指定nat地址转换表，指定数据流出接口，指定原ip地址，指定源地址转换SNAT，指定转换的ip地址

5，加载lvs内核模块，配置管理软件ipvsadm

[root@lvs network-scripts]# modprobe ip_vs   ##加载lvs内核
[root@lvs network-scripts]# cat /proc/net/ip_vs   ##查看ipvs信息
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
    -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
[root@lvs network-scripts]# ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm  ##centos7必须要先保存
[root@lvs network-scripts]# systemctl start ipvsadm  ##启动ipvsadm服务
[root@lvs network-scripts]# vim /opt/nat.sh  ##编写ipvsadm脚本
#!/bin/bash
ipvsadm -C   ##清空ipvs缓存
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr   ##指定虚拟服务访问入口，指定轮询算法
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.13.151:80 -m ##指定真实服务器，nat模式
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.13.170:80 -m
ipvsadm   ##启动
[root@lvs network-scripts]# chmod +x /opt/nat.sh  ##给执行权限
[root@lvs network-scripts]# cd /opt/  
[root@lvs opt]# ./nat.sh  ##启动脚本
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
    -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  lvs:http rr
    -> 192.168.13.151:http          Masq    1      0          0         
    -> 192.168.13.170:http          Masq    1      0          0 

6，用client测试机（仅主机模式）访问12.0.0.1

谢谢阅读！！