LVS-DR模式原理及搭建过程

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器

 

LVS-DR模式:

为什么选择这种模式呢 原因是nat模式会对分发器造成较大压力 数据包都会通过分发器,尤其是出栈流量会更大,那么DR模式就是我们更好的选择

如下图（出站流量不经过分发器）：

 

整个流程：

1. 客户端------>网关

源IP地址：客户端IP                   目标IP地址：VIP

源MAC地址：客户端MAC          目标MAC地址：网关MAC

2. 网关------->分发器

源IP地址：客户端IP                   目标IP地址：分发器VIP

源MAC地址：网关MAC          目标MAC地址：分发器VIP的MAC

3. 分发器--------->服务器

先发广播找到服务器的RIP对应的MAC然后：

源IP地址：分发器DIP                               目标IP地址：服务器VIP

源MAC地址：分发器DIP对应的MAC      目标MAC地址：服务器RIP对应的MAC

4. 服务器---------->网关

源IP地址：服务器VIP                               目标IP地址：客户端IP

源MAC地址：服务器RIP对应的MAC      目标MAC地址：网关的MAC

5. 网关----------->客户端

源IP地址：服务器VIP                               目标IP地址：客户端IP

源MAC地址：网关的MAC      目标MAC地址：客户端的MAC

 

搭建环境：

 

主机名	IP	角色
jia1.com	192.168.10.11	客户端
jia2.com	192.168.10.12,172.16.20.12	网关
jia3.com	172.16.20.13,172.16.20.100	分发器
jia4.com	172.16.20.14,172.16.20.100	服务器1
jia5.com	172.16.20.15,172.16.20.100	服务器2

 

首先在所有机器上关闭iptables和selinux

 

第一步：网关的设置如下:

如上先把两个网段设置好，然后开启转发功能。

第二步：客户端把网关指向192.168.10.12

#route add default gw 192.168.10.12

这里是临时添加的默认网关。

 

第三步：服务器1和服务器2

[root@jia4 ~]# route add default gw 172.16.20.12       ----------------    先指定网关

[root@jia4 ~]# yum -y install httpd                                    ----------------   安装web服务

[root@jia4 ~]# ifconfig lo:1 172.16.20.100/32                ----------------     在lo网卡上设置VIP      /32是为了不产生路由   
[root@jia4 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/arp_ignore        
[root@jia4 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/arp_announce 

 

[root@jia5 ~]# route add default gw 172.16.20.12

[root@jia5 ~]# yum -y install httpd

[root@jia5 ~]# ifconfig lo:1 172.16.20.100/32                                   
[root@jia5 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/arp_ignore 
[root@jia5 ~]# echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth1/arp_announce 

 

对arp_ignore和arp_announce的解释

 

arp_ignore:定义对目标地址为本地IP的ARP询问不同的应答模式0 

0 - (默认值): 回应任何网络接口上对任何本地IP地址的arp查询请求 

1 - 只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求 

2 -只回答目标IP地址是来访网络接口本地地址的ARP查询请求,且来访IP必须在该网络接口的子网段内 

3 - 不回应该网络界面的arp请求，而只对设置的唯一和连接地址做出回应 

4-7 - 保留未使用 

8 -不回应所有（本地地址）的arp查询

 

arp_announce:对网络接口上，本地IP地址的发出的，ARP回应，作出相应级别的限制: 确定不同程度的限制,宣布对来自本地源IP地址发出Arp请求的接口 

0 - (默认) 在任意网络接口（eth0,eth1，lo）上的任何本地地址 

1 -尽量避免不在该网络接口子网段的本地地址做出arp回应. 当发起ARP请求的源IP地址是被设置应该经由路由达到此网络接口的时候很有用.此时会检查来访IP是否为所有接口上的子网段内ip之一.如果改来访IP不属于各个网络接口上的子网段内,那么将采用级别2的方式来进行处理. 

2 - 对查询目标使用最适当的本地地址.在此模式下将忽略这个IP数据包的源地址并尝试选择与能与该地址通信的本地地址.首要是选择所有的网络接口的子网中外出访问子网中包含该目标IP地址的本地地址. 如果没有合适的地址被发现,将选择当前的发送网络接口或其他的有可能接受到该ARP回应的网络接口来进行发送.

这里都是临时设置---如果需要永久设置生效。修改/etc/sysctl.conf

启动web服务

[root@jia4 ~]# echo 'jia4 ........' > /var/www/html/index.html

[root@jia4 ~]# service httpd restart

 

[root@jia5 ~]# echo 'jia5 ........' > /var/www/html/index.html 
[root@jia5 ~]# service httpd restart

 

第四步：分发器配置

设置VIP，安装ipvsadm

 

 

 

[root@jia3 ~]# ipvsadm -A -t 172.16.20.100:80 -s rr                                                -s指定负载的算法    rr是轮询
[root@jia3 ~]# ipvsadm -a -t 172.16.20.100:80 -r 172.16.20.14:80 -g                  -r 指定的是服务器
[root@jia3 ~]# ipvsadm -a -t 172.16.20.100:80 -r 172.16.20.15:80 -g

 

第五步：在客户端测试

[root@jia1 ~]# elinks --dump 172.16.20.100

jia4 ........

[root@jia1 ~]# elinks --dump 172.16.20.100

jia5 ........

[root@jia1 ~]# elinks --dump 172.16.20.100

jia4 ........

[root@jia1 ~]# elinks --dump 172.16.20.100

jia5 ........

成功负载。

 

注意： 

 我做的操作大多都是临时的。如果需要持久保存。写到相应的文件如/etc/sysctl.conf  /etc/sysconfig/network-script/ifcfg-eth1:1等等。。

分发器的VIP如果是单独的网卡则要保证路由条目是分发IP所在网卡的条目优先级高。

下图是非单独网卡的。单独网卡会有两条172.16网段的路由

 

 

 

 

 

lvs负载均衡算法介绍：

1. 轮叫调度（Round Robin）(简称rr)

调度器通过“轮叫”调度算法将外部请求按顺序轮流分配到集群中的真实服务器上，它均等地对待每一台服务器，而不管服务器上实际的连接数和系统负载。

 

2. 加权轮叫（Weighted Round Robin）（简称wrr)

调度器通过“加权轮叫”调度算法根据真实服务器的不同处理能力来调度访问请求。这样可以保证处理能力强的服务器能处理更多的访问流量。调度器可以

自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

 

3. 最少链接（Least Connections）(LC)

调度器通过“最少连接”调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用“最小连接”

调度算法可以较好地均衡负载。

 

4.加权最少链接（Weighted Least Connections）(WLC)

在集群系统中的服务器性能差异较大的情况下，调度器采用“加权最少链接”调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的服务器将承受较大比例的活动连接负

载。调度器可以自动问询真实服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

 

5. 基于局部性的最少链接（Locality-Based Least Connections）(LBLC)

“基于局部性的最少链接”调度算法是针对目标IP地址的负载均衡，目前主要用于Cache集群系统。该算法根据请求的目标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。

 

6. 带复制的基于局部性最少链接（Locality-Based Least Connections with Replication）(LBLCR)

“带复制的基于局部性最少链接”调度算法也是针对目标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。该算法根据请求的目标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”原则从这个集群中选出一台

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. 目标地址散列（Destination Hashing）(DH)

“目标地址散列”调度算法根据请求的目标IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求

发送到该服务器，否则返回空。

 

8. 源地址散列（Source Hashing）(SH)

“源地址散列”调度算法根据请求的源IP地址，作为散列键（Hash Key）从静态分配的散列表找出对应的服务器，若该服务器是可用的且未超载，将请求发送

到该服务器，否则返回空。

 

9. 最短的期望的延迟（Shortest Expected Delay Scheduling SED）(SED)

基于wlc算法。这个必须举例来说了

ABC三台机器分别权重123 ，连接数也分别是123。那么如果使用WLC算法的话一个新请求进入时它可能会分给ABC中的任意一个。使用sed算法后会进行这样一个运算

A(1+1)/1

B(1+2)/2

C(1+3)/3

根据运算结果，把连接交给C。

 

10.最少队列调度（Never Queue Scheduling NQ）(NQ)

无需队列。如果有台 realserver的连接数＝0就直接分配过去，不需要在进行sed运算