lvs负载均衡群集

前言：我们在学习路由交换的时候讲过hsrp热备份路由协议，今天要给大家介绍的是lvs群集，为了实现负载均衡，提高服务器的工作效率，当其中有服务器发生故障的时候也不会影响客户的访问。群集在企业中应用非常广泛，今天我们来学习企业中常用的一种群集技术lvs。
一、群集技术概述
1、群集的类型
1）负载均衡群集：主要的功能将来自客户机的访问请求分流给多台服务器，从而缓单台服务器的负载压力，例如京东淘宝的购物节的时候，当天的并发量是分常大的，单台服务器是无法承载的。
2）高可用群集：高可用群集和hsrp原理基本一样，服务器有主从之分，实现故障切换，当一台服务器发生故障的时候，另一台服务器马上提供工作。
3）高性能运算群集：这种群集主要用在“云计算”中，就是将多台服务器的硬件整合到一起，实现高性能运算能力。

2、负载均衡的分层结构
第一层:负载调度器，是群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的虚拟ip地址，通常会配置主从两台调度器实现热备份，确保高可用性。
第二层：服务器池，也就是提供各种服务的服务器，例如web服务器，ftp服务器，数据库服务器等，处理调度器发来的请求。
第三层：共享存储，主要存储服务器池中应用程序的数据，一般会采用nas或者san设备，我们今天就使用NFS搭建一台nas服务器，工作中也可以购买硬件nas和san。

3、负载均衡的工作模式

1）地址转换，简称nat模式，负载均衡调度器作为网关，服务器和负载调度器在同一个私有网络，安全性较好。
2）Ip隧道，简称tun模式，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的internet连接直接回应客户机，不在经过负载调度器，服务器的节点分散在互联网的不同位置，具有独立的共有ip地址，通过专用的ip隧道与负载调度器相互通信。
3）直接路由，简称DR模式，与TUN模式类似，但各节点不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络，负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的ip隧道。
以上三种模式中，nat方式只需要一个公网地址，从而成为最容易的一种负载均衡模式，安全性也比较好，许多硬件负载均衡设备就是采用这种方式，性比较而言，DR模式和TUN模式的负载能力更强大，使用范围更广，但节点的安全性要稍差一些。
1、lvs的负载调度算法
1）轮询：将受到的访问请求按顺序轮流分配给群集中的各节点，不管服务器的连接数和系统负载。
2）加权轮询：也是轮流分配，但是可以调整权重，让处理性能强的服务器承担更多的访问流量。
3）最少连接：根据连接数分配，分配给连接数少的节点。
4）加权最少连接：权重高的节点将承担更大比例的负载
二、路由模式的负载均衡群集
这种模式的群集中，lvs负载调度器作为群集的入口，但不做网关使用了，web服务器节点都各自接入internet，发送给客户机的web相应数据包不经过lvs负载调度器

实验步骤：
这里我们IP地址都使用共有地址网段来体现，服务器节点采用双网卡，一块用于应答客户端请求，一块连接共享存储。
在实验中使简化为下面的环境：
注意web节点A有两块网卡，一块192.168.7.21，另一块172.16.16.177，web节点B有两块网卡，一块192.168.7.22，另一块172.16.16.178，调度器一块网卡172.16.16.173，NFS一块网卡192.168.7.
1、搭建NFS服务器
1）安装nfs-utils（用来发布共享和访问）和rpcbind（用于RPC支持）
yum -y install nfs-utils rpcbind
chkconfig nfs on
chkconfig rpcbind on

2）设置共享目录
将文件夹/opt/wwwroot共享给内部的web服务器节点使用，命令如下：
mkdir -p /opt/wwwroot
vim /etc/exports
/opt/wwwroot 192.168.7.0/24(rw,sync,no_root_squash)
注释：rw：读写，sync：允许同步写入，no_root_squash：客户机以root身份访问时赋予本地root权限。
3）启动NFS服务程序
service rpcbind start
service nfs start
netstat -anpt | grep rpcbind
4）查看本机发布的NFS共享目录
showmount -e 本机地址

5）在web节点A上访问NFS共享资源
若要正常访问NFS共享资源，客户机中也需要安装rpcbind软件包，并启动服务器，如果想使用showmount查询共享，也需要安装nfs-utils软件包，总之和服务器一样都装上吧。

然后在NFS上面关闭防火墙
service iptables stop
在web节点A上连接

可以看到/opt/wwwroot就说明连接成功了。
在两台节点服务器上安装nginx，并开启nginx服务

7）在web节点A上挂载共享目录到本地的nginx网站主目录

8）在NFS服务器的/opt/wwwroot里面制作网页index.html，然后到web节点A的/usr/local/nginx/html中查看，如果有index.html就说明挂载成功。

9）设置自动挂载
vim /etc/fstab

注意：在web节点B上做和web节点A相同的操作,这里就不截图说明了。
2、配置负载调度器
1）在调度器上安装ipvsadm软件包
yum -y install ipvsadm
1、配置调度器
1）配置虚拟ip地址（vip）

执行：ifup eth0:0
service network restart
2）调整/proc响应参数
因为lvs负载调度器和各节点需要共用vip地址，应该关闭linux内核重定向参数响应，打开vi /etc/sysctl.conf，增加三行。

执行sysctl -p
3）配置负载分配策略

chkconfig ipvsadm on
2、配置节点服务器
使用DR模式时，节点服务器也需要配置VIP地址，因为客户端请求的是群集IP地址，目标MAC地址是LVS的，节点服务器回应时应该以群集IP回应，否则客户端不能成功接收。还需要调整内核的ARP响应参数阻止更新VIP的MAC地址,因为客户端在发送ARP请求的时候IP地址是群集地址，这是所有的节点都配置了VIP，这时客户端的ARP缓存内就会出现多条重复的IP地址对应的MAC地址确不相同，这回导致客户端无法正确找到调度器。

1）在节点B上配置虚拟ip地址
Vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0

添加vip本地访问路由
[root@centos]# vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 172.16.16.172 dev lo:0 //永久生效

2）调整/proc响应参数
vim /etc/sysctl.conf，添加6行

执行：sysctl -p

然后再另一台节点A上做相同的操作，这里就不再截屏了，大家参考上面，如果不想去打一遍，可以使用scp命令拷贝节点B上面的文件。

3、在客户端上测试，每次打开浏览器访问的页面在两台web服务器之间切换就对了。在实际工作中两个web节点上的网页要保持一致，这样就能始终访问一个相同的网站，从而能实现负载均衡。